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汽車座椅腰部支撐探究

來源:泰然健康網 時間:2024年12月16日 11:33

1.概述

在今天的汽車座椅配置中可調節(jié)的腰部支撐已經幾乎變成了標配。單純地把這種系統(tǒng)理解為前凸是不正確的,因為前凸是人體脊柱下部的向前突出,是一個醫(yī)學概念,正是這個區(qū)域需要支撐。這就是為什么該系統(tǒng)被稱為腰部支撐。它可以分為手動和電動調節(jié)系統(tǒng),或者分為2向和4向調節(jié)系統(tǒng)。2向腰部支撐只能向前伸展和向后縮回。在4向支撐的情況下,拱形的頂點也可以調節(jié)高度。在氣動腰托系統(tǒng)中,氣囊腔室的數量會有不同,2室和3室系統(tǒng)是較常見的,每個腔室可以單獨填充氣體。

雖然人體構造是相同的,但不同個體的身體尺寸卻非常不同,千人千面,因此座椅表面僅提供一成不變的輪廓是不可行的,這就是為什么需要提供一種可調節(jié)的方式使乘員的骨盆處于直立位置,此外,從骨盆開始向上,腰椎的自然位置應該由座椅靠背的形面來均勻支撐。提供這種調整選項的系統(tǒng)稱為腰部支撐。

如前所述,由于每個人的脊椎在曲率和長度上具有不同的自然位置,因此理想情況下需要一個非常靈活的系統(tǒng),其中可以根據需要調整腰部支撐的輪廓、高度和位置。

2.腰部支撐的分類

腰部支撐有如下分類方式。

按照調整方向的數量:

2向腰部支撐

4向腰部支撐

按照物理原理區(qū)分:

機械式

氣動式

按照驅動器的類型區(qū)分:

手動式

電動式

讓我們在介紹市場上幾款常見方案之前,先來了解一些做產品設計所必需的基本原則:在人體的直立坐姿中,第四腰椎是形成前凸頂點的腰椎。因此,設計目的需要將腰部支撐的頂點與第四腰椎對齊。

為了兼顧到從5%的女性假人到95%的男性假人,腰部支撐的頂點,一般需要被設置在垂直于未被乘坐的坐墊芯部向上140mm到210 mm的區(qū)間范圍內。這個范圍適用于四項腰托系統(tǒng)。對于兩向腰托系統(tǒng),腰部支撐的頂點設置為坐墊芯部以上以上約160 mm的高度。當然這只是一個特定的經驗值。針對不同的應用市場可能會有差異。

腰部支撐完全舒展后的高度(行車方向)應該在沒有腰部支撐的靠背中心部分上方約35mm。接下來讓我們來看看腰托應用的幾種類型。

3.常見腰部支撐介紹

1.彎弓腰部支撐

一種非常簡單的機械系統(tǒng),其中彎曲的鋼絲/鋼管安裝在靠背骨架中,在其末端有一個樞軸允許彎弓旋轉。通過旋轉,鋼絲的曲柄壓在靠背泡沫的B面上,形成腰部支撐。該系統(tǒng)的唯一優(yōu)點是成本非常低。從技術角度看,該系統(tǒng)還遠不理想。它不是精確可調的,并且座椅包覆結構中產生非常強的剛度突變,這將很難實現靠背表面均勻的壓力分布。做一個不恰當的比喻,好像背后被人用槍頂著, 芒刺在背,舒適度大打折扣。

2.籃形腰部支撐

這種方案能夠確保想要達到的目標曲率。這種類型的腰托應用范圍很廣,包括2向和4向腰托,以及手動和電動腰托。在細節(jié)方案上,塑料腰托板通過四個點位固定在一個安裝底座上,塑料板的彎曲曲率是通過拉絲結構實現的,手動版本的拉絲由手輪驅動,電動版本的拉絲由齒輪電機驅動。對于四項腰托,為了調節(jié)系統(tǒng)的高度,腰托板的安裝底座懸掛在垂直導絲上,沿著導絲底座也可以通過拉絲抵抗彈簧力上下移動。這種方案的很大優(yōu)點是塑料腰托板的曲率可靈活調節(jié),這實現了舒適度非常好的支撐。

3.氣動腰部支撐

其實這個術語已經表明了該方案的物理原理。在這里,我們要介紹的是氣動系統(tǒng),其中一到三個充氣氣室被放置在所需的支撐區(qū)域。這些氣室可以通過一個小型電動泵和電子閥門來實氣室的充氣和放氣。

因為充氣氣室允許非常好的曲率輪廓,其最大的好處是可以實現良好的壓力分布。

氣室本身由焊接的熱塑性箔片組成,并相互固定在氈墊上。這種系統(tǒng)的另一個優(yōu)點是氣袋在氣體完全排空后非常地平坦,在未填充狀態(tài)下約5mm的布置空間對于座椅的輕薄化設計來說是無與倫比的。該系統(tǒng)也有兩個缺點:成本比較高,不透空氣和水蒸氣,這使座椅的透氣性變得惡化。

4.多仿形座椅

如果你看一下氣室前凸的原理,你可以想象將這一原理轉移到座椅的其他位置。從這一理念中產生了所謂的自適應座椅。如右圖所示,共有10個氣室安裝在其中,除了腰椎的支撐,還有臀部區(qū)域,靠背和座墊中的大腿支撐和側翼支撐都可以通過氣動調節(jié)適應人體需要。這是一個非常復雜和昂貴的系統(tǒng),同樣地,在透氣性上存在相當大的問題,并且會給乘客一種坐著有點海綿的感覺,對駕駛過程中的動態(tài)舒適性不太友好。

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