汽车电动座椅的设计与优化
电动记忆座椅设计
第 2 章 设计方案的确定.............................................................................................. 8
2.1 水平控制系统直流伺服电机的选择计算........................................................... 8 2.2 垂直控制系统直流伺服电机的选择计算......................................................... 10 2.3 电动座椅靠背系统的研究及直流伺服电机的选择计算................................. 12 2.4 本章小结............................................................................................................. 14
第 3 章 电路系统设计.................................................................................................15
3.1 基本工作电路..................................................................................................... 15 3.2 广州本田雅阁轿车的驾驶座椅控制电路......................................................... 16 3.3 本章小结............................................................................................................. 18
汽车多向调节电动座椅的设计
摘要座椅是与人接触最密切的部件，人们对轿车平顺性的评价多是通过座椅的感受作出的。
现代轿车的驾驶者座椅和前部乘员座椅多是电动可调的，又称电动座椅。
因此，电动座椅是直接影响轿车质量的关键部件之一。
轿车电动座椅以驾驶者的座椅为主。
从服务对象出发，电动座椅必须要满足便利性和舒适性两大要求。
也就是说驾驶者通过键钮操纵，既可以将座椅调整到最佳的位置上，使驾驶者获得最好视野，得到易于操纵方向盘、踏板、变速杆等操纵件的便利，还可以获得最舒适和最习惯的乘坐角度。
为了满足这些要求，世界汽车生产大国的有关厂家都竟相采用机械和电子技术手段，制造出可调整的电动座椅。
本方案设计的电动座椅由双向电动机、传动装置和座椅调节器等组成。
通过座椅调节器实现座椅水平前后移动、座椅上下移动、座椅靠背的角度旋转六个方向的调节。
汽车电动座椅的结构主要有: 可逆直流微型电动机( 驱动装置) 、传动装置、连接机构、蜗轮、蜗杆、滚珠丝杠、水平滑动导轨等部件组合而成。
座椅由坐垫、靠背、靠枕、骨架、悬挂和调节机构等组成。
关键词：汽车电器；电动座椅；蜗轮、蜗杆、螺杆IAbstractthe chair is contacts the closest part with the human, the people many are make to the passenger vehicle smooth appraisal through chair's feeling. The modern passenger vehicle's driver chair and the front part crew member chair many are electrically operated adjustable, also calls the electrically operated chair. Therefore, the electrically operated chair is one of immediate influence passenger vehicle quality key components.Passenger vehicle electrically operated chair by driver's chair primarily. Embarks from the target client, the electrically operated chair must satisfy the convenience and the comfortable two big requests. That is driver through keybutton operation, may also adjust the chair in the best position, causes the driver to obtain the best field of vision, obtains easy to operate operation and so on steering wheel, footboard, gearshift lever conveniences, but may also obtain is most comfortable and the most custom rides the angle. In order to satisfy these requests, the world automobile production power's related factory unexpectedly uses the machinery and the electronic technology method, makes electrically operated chair which may adjust.This scheme is a kind of mechanical design and manufacturing, ergonomics and electronic technology combining can adjust the electric chair eight direction. General electric chair system by two-way motor and transmission device and seat regulator, etc. Through the seat regulator seat level movement, realize front seats and seat move after the end of the move, the seat of the direction of rotation Angle of eight.The auto electric chair of the structure are mainly: reversible dc micro motors (drives), transmission device, the connection, Angle transfer worm and worm, ball screw, horizontal sliding guide etc. Electric chair cushion, seat, by magic, skeleton, suspension and adjusting mechanism etc.Keywords:Automotive Electrical; electric chair; turbine, worm, screwII目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 ........................................................................................................................ - 1 -1.1 综述... ................................................. - 1 -1.2 电动座椅设计研究的现状.................................. - 2 -1.2.1国外研究现状....................................... - 2 -1.2.2国内研究现状....................................... - 3 -1.3 电动座椅设计的背景...................................... - 3 -1.4 本文的主要研究工作............................................................................................ - 3 -第二章研究方案的选取.............................................................................................. - 5 -2.1 综述.................................................... - 5 -2.2 座椅坐垫升降部分........................................ - 5 -2.3 座椅坐垫前后移动部分.................................... - 6 -2.4 座椅靠背倾斜部分........................................ - 6 - 第三章选用传动的特点....................................... - 8 -3.1 齿轮传动................................................ - 8 -3.1.1 齿轮传动特点...................................... - 8 -3.1.2 齿轮传动类型...................................... - 8 -3.2 螺旋传动............................................... - 9 -3.2.1螺旋传动特点....................................... - 9 -3.2.2螺旋传动类型....................................... - 9 -a. 滑动螺旋传动........................................ - 9 -b. 滚动螺旋传动....................................... - 10 -3.3 空间连杆机构....................................... - 10 - 第四章机构设计............................................. - 12 -4.1电动机选择计算......................................... - 12 -4.1.1 选择电动机的转速................................. - 12 -4.1.2 工作机的有效功率................................. - 12 -4.1.3 选择电动机型号................................... - 12 -4.2 传动比分配............................................. - 13 -III4.3 计算各轴转速........................................... - 13 -4.4 蜗轮蜗杆设计........................................... - 13 -4.4.1选择蜗杆传动类型.................................. - 13 -4.4.2 选择材料......................................... - 13 -4.4.3 按齿面接触疲劳强度进行设计....................... - 14 -4.4.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸................... - 15 -4.4.5 校核齿根弯曲疲劳强度............................. - 16 -4.4.6 验算效率 ....................................... - 16 -4.4.7 精度等级公差和表面粗糙度的确定................... - 17 -4.5 滚珠丝杠设计........................................... - 18 -4.5.1 选择滚珠丝杠型号及其工作条件..................... - 18 -4.5.2 降速比计算....................................... - 18 -4.5.3 惯量计算......................................... - 18 -4.5.4 电动机力矩计算................................... - 19 -4.5.5 刚度计算......................................... - 19 -4.5.6 反向死区......................................... - 19 -4.5.7 传动刚度变化引起的定位误差....................... - 20 -4.6 前后调节滚珠丝杠支承轴承验算........................... - 20 -4.7 垂直调节螺杆验算....................................... - 21 -4.7.1 螺杆的强度计算................................... - 21 -4.7.2 螺杆稳定性计算................................... - 21 -4.8 垂直调节机构支承轴承验算............................... - 22 - 结论 ........................................................ - 23 -致谢..................................................... - 24 - 参考文献................................................... - 25 -附录Ⅰ…………………………………………………………………………- 25 -IV第一章绪论1.1 综述过去的轿车以交通为唯一目的，今天的轿车设计思想则倡导人与车的融合，座椅就是这个设计思想中极其重要的环节。
智能座椅调节系统的人体工学设计与舒适性技巧
智能座椅调节系统的人体工学设计与舒适性技巧近年来，随着科技的不断进步，智能座椅调节系统成为了现代汽车中不可或缺的一部分。
它不仅为驾驶者和乘客带来便利，更重要的是通过人体工学设计，提供了舒适性的体验。
本文将探讨智能座椅调节系统的人体工学设计和舒适性技巧。
1. 人体工学设计的重要性在汽车座椅设计中，人体工学是至关重要的。
合理的人体工学设计能够提供驾驶者和乘客最佳的坐姿姿势，减少疲劳感和不适感。
智能座椅调节系统通过适应性调节，能够根据不同的体型和需求，为每个乘坐者提供个性化的座椅姿势。
2. 舒适性技巧之座椅高度调节座椅高度的调节对于驾驶者的舒适感至关重要。
根据人体工学原理，座椅高度应该使驾驶者的膝盖和髋部呈90°的角度，同时能够踩到踏板。
智能座椅调节系统可以根据乘坐者的身高自动调节座椅高度，以确保最佳的驾驶姿势和舒适性。
3. 舒适性技巧之座椅角度调节座椅角度的调节也是提高舒适性的重要因素。
智能座椅调节系统可以根据乘坐者的身材和需求，调整座椅的前后倾斜角度。
合适的座椅角度能够减轻颈椎和腰椎的负担，避免长时间驾驶时的疲劳感。
4. 舒适性技巧之腰部支撑调节腰部支撑对于驾驶者的舒适性和健康非常重要。
智能座椅调节系统经常配备有腰部支撑的调节功能，可以根据个人需求来调整腰部支撑的高度和硬度。
合适的腰部支撑能够保持腰椎的自然曲线，减轻腰部压力，并提供更好的坐姿支撑。
5. 舒适性技巧之座椅通风与加热智能座椅调节系统通常还配备有座椅通风与加热功能，这些功能在不同季节和天气条件下提供了更好的舒适性。
座椅通风可以通过吹风或者通风孔排出体温，降低坐垫的温度，使得驾驶者在炎热天气中感到更加凉爽。
而座椅加热则能在寒冷季节提供温暖，增加驾驶者的舒适感。
6. 舒适性技巧之座椅按摩功能智能座椅调节系统还常常配备有座椅按摩功能，这能够在长时间驾驶后提供轻松的舒缓。
按摩功能可以调节座椅背部和座垫的按摩区域和强度，通过按摩舒缓肌肉疲劳，促进血液循环，提高乘坐者的舒适感。
电动座椅设计
•
该控制系统有两套控制装置，一套是手动的，包括电动
座椅开关、腰垫电动机及开关和一组座椅位置调整电动机等，
驾驶员或乘客可以根据自身需要通过相应的座椅开关和腰垫
开关来调整，它的控制方式和普通电动座椅完全相似；另一
套是自动的，包括座椅位置传感器、存储器和复位开关、
ECU及与手动控制系统共用的一组调整电动机。图3-16为其
检查状态。 5)测量电动座椅ECU的端子S0与车身搭铁间的电压。 6)分别检查座椅移动时信号的变化。 如果位置传感器的信号随座椅移动的信号变化不正常，则
需更换位置传感器。
电动门窗
一、电动门窗的组成
电动门窗，是指以电 为动力使车窗玻璃自动 升降的装置。
电动门窗
它是由驾驶员或乘员操 纵开关接通车窗升降电动机 的电路，电动机产生动力通 过一系列的机械传动，使车 窗玻璃按要求进行升降。其 优点是操作简便，有利于行 车安全。
学习任务二 汽车自动座椅
• (2)腰垫开关的检测 • 腰垫开关共有四个端子，如图3-22所示。各端子的导通状况
见表3-6。
学习任务二 汽车自动座椅
(3)位置传感器的检测 1)拆下驾驶员座椅。 2)拆下前垂直调节器上的螺栓并将座垫稍微抬高。座垫不
宜抬得过高，否则会被拉出，可能会使夹箍松动。 3)与连接器一起从座垫下面的固定处拆下电动座椅ECU。 4)把电动座椅ECU的端子CHK连接车身搭铁，使ECU进入
• 当端子3置于右位时，倾斜电动机反转时，电路为：蓄电 池正极-FLALT-FLAM1-DOOR CB-开关端子14-(倾斜开关 “后”)-开关端子3-2(1)端子-倾斜电动机-1(2)端子-开关端子 4-开关端子23-搭铁此时座椅靠背后移。
学习任务一 汽车电动座椅
汽车智能化设计方案中的智能座椅系统优化策略
汽车智能化设计方案中的智能座椅系统优化策略随着科技的不断发展，智能化已经渗透到了各行各业，汽车行业也不例外。
在汽车智能化设计方案中，智能座椅系统作为一个重要的组成部分，发挥着关键性的作用。
本文将介绍汽车智能化设计方案中的智能座椅系统优化策略，以提升乘坐舒适度、安全性和用户体验。
一、智能座椅系统的功能优化1. 自动调节功能智能座椅系统应该具备自动调节功能，根据乘客的身高、体重等信息，自动调整座椅的高度、角度和软硬度，以提供最佳的乘坐姿态。
此外，座椅还应能够根据乘客的喜好进行个性化调节，例如提供按摩、加热、通风等功能，以提升乘坐舒适度。
2. 智能感应功能智能座椅系统应该具备智能感应功能，能够感应乘客的躯体姿态、体温、心率等信息，并根据这些信息进行相应的调节。
例如，当系统检测到乘客长时间保持同一姿势时，可以自动调整座椅的角度，以减少乘客的疲劳感；当系统检测到乘客的体温过高或过低时，可以自动调节座椅的温度，以提升乘坐的舒适度。
3. 舒适性与安全性的平衡智能座椅系统在优化的过程中需要综合考虑座椅的舒适性和安全性。
座椅的舒适性包括软硬度、支撑力和减震能力等方面，而安全性则主要体现在座椅的固定性和碰撞保护能力上。
在智能座椅系统的设计中，需要找到舒适性与安全性之间的平衡点，既要让乘客感到舒适，又要确保在发生碰撞时能最大程度地减轻伤害。
二、智能座椅系统的技术优化1. 传感器技术的应用智能座椅系统需要通过传感器来实时获取乘客的信息，因此，传感器技术的应用至关重要。
传感器可以检测乘客的身体姿态、体温、心率等信息，并将这些信息传输到智能控制装置中进行处理。
在选择传感器时，需要考虑其准确性、稳定性和耐用性，以确保系统能够准确地获取和分析数据。
2. 数据分析与处理技术智能座椅系统收集到的乘客信息需要通过数据分析和处理技术来进行处理。
通过对数据的分析，可以了解乘客的习惯和喜好，从而为其提供个性化的座椅调节和服务。
同时，数据分析也可以帮助提升系统的智能化水平，使其能够更好地适应乘客的需求。
汽车电动座椅的设计与优化
汽 车 座椅 自动 控制 系 统 由 内部带 有 非易 失性 数据存储 器 的Ｃ ８ ０ ５ Ｉ Ｆ ３ １ ｉ 单片 机 、驱 动模 块 、传动机 构 以及操作 手柄构成 。电动机的转 速和座椅 的位置信息 由安装在 电机 上的霍尔传 感器检测 ，经修正和放 大后装入单 片机，构成 系统 的速 度反馈 。汽 车 电动座椅是在 传统 的汽 车 座椅 上 安装 直流 电动机 、蜗 轮 结 构、 传动 轴 ，一起组成传动机 构 ，拉动座椅 移动 ；在汽 车座 椅的一 Ｆ 面垂 直安装两个直流 电动机 ，以支 撑 驾驶者在垂直方 向做上下移动 ；在座椅 的靠 背 方向安装一个 直流 电动机 ，用来实现座椅靠 背 的角度变化 ；在 座椅 的水平 方向安装一个 直 流 电动机 ，用来 控制汽车座椅 在水平方 向前后 移 动 。操 作手 柄上 设有３ 个手动 调节 按键 ，通 过 手动调节控制 直流 电动机 ，改变传动轴 的行 图３座椅 的整 体外 观图 程 和方 向，从 而调节汽车座椅 的位置 ，如 座椅 上下位置 ，前 后位置 以及靠 背的角度变化 ；同 ３ ． ４座椅操作手柄流程 图 时设有多个存 储按键 ，用来 记忆或恢复座 椅的 座椅操作手柄 流程 图如图４ 所示。 位置信息 。在 控制系统 上安装有一个 自学习按 ｒ一 …一 二 ＝ ： ｌ ＝ ： ￡： ： ： ： 一 ～ 键 ，用来 自 动 测量座椅在汽 车 内部所 能移动极 限位置 ，防止座椅在 到达 极限位置后使 电动机 长时间工作在堵转状态而烧毁 。 ３ ． 电动座椅 的设计 坩 ３ ． １靠背参数 的设计 当人 体脊 柱处于放松时感觉 舒适，要达到 这一 目的需要通过座 椅的坐面与靠 背之间 的夹 角 、靠 背的形状和适 当的腰椎支持 来实现 。由 于每个 人的脊柱长度 不同 ，身材 也不相 同，因 此每个 人的脊柱 曲度 变化存在一 定差异 ，这就 使 的靠背 高度 与形状之 间出现了复杂的关系 。 座 椅的形状应与脊椎 自然弯 曲相适应 ，主 要 是提供腰椎 与肩胛骨两个 支承 点 ，特别 是腰 椎 支承 ，因坐姿 主要的疲劳 形式是腰肌疲 劳， 为能 保证 腰 部支 承 ，在 骶骨 一 带最 好 留有 空 隙 ，以便就坐 者 自己向后调 整体位时 ，不会因 为臀部抵着靠 背使腰部不 能按 自然弯 曲状 态使 用靠背。 根据人体 结构 得到背椅 的参数 ：靠背角度 取为 １ ０ ５ 。 ～ｉ １ ５ ０ 高靠 背座椅 的高度 应达到 肩部 可取为 ５ ３ ５ ～５ ５ ５ ｍ ｍ ，宽度为４ ８ ５ ｍ ｍ ，坐垫 倾斜 图４座椅操作手柄 流程图如图 角为６ ． ５ 。 ～７ ． ５ 。 。 ３ ． ２汽车碰撞时造成 的危害 以及改进 设计 ４ ． 结 论 由 于座 椅增 加 了 电动控 制 装置 可 以提 高 汽车受 到正面撞击时 ，车上人员的身体迅 速 向前 ，由于头部的前倾 幅度和速度大 于身体 正碰 过程 中身体 的前倾速度从 而减少颈椎 的受 的前倾幅度和 速度 ，这样对 颈椎 的伤 害也是相 力达 到保护颈椎 的 目的 。座椅 电动控制装 置与 当严重 的，由此减小颈椎 受伤的方法 可 以理解 安 全 气囊 配合 使 用 ，减 少 了安 全气 囊 的使 用
汽车电动座椅改装提供舒适乘坐体验
汽车电动座椅改装提供舒适乘坐体验在如今的汽车世界中，人们对于驾驶和乘坐的舒适性要求越来越高。
汽车座椅作为直接影响乘坐感受的重要部件，其性能和舒适度备受关注。
其中，电动座椅改装成为了许多车主提升驾乘体验的热门选择。
汽车电动座椅相较于传统的手动座椅，具有诸多显著优势。
首先，它能够实现更加精准和便捷的调节。
无论是座椅的前后位置、靠背角度，还是座椅高度、头枕高度等，都可以通过电动按钮轻松调整，满足不同身材和坐姿需求。
这意味着，无论是长途驾驶还是日常通勤，驾驶者和乘客都能迅速找到最舒适的坐姿，减少因坐姿不当带来的疲劳和不适。
其次，电动座椅通常配备记忆功能。
对于家庭共用车辆或者经常更换驾驶者的情况，记忆功能可以一键恢复到个人习惯的座椅设置，无需每次都重新调整，极大地提高了使用的便利性。
再者，一些高端的电动座椅还具备按摩、加热、通风等功能。
在寒冷的冬天，座椅加热功能能迅速为身体提供温暖；在炎热的夏天，通风功能则能保持身体干爽舒适；而按摩功能更是能在驾驶过程中舒缓肌肉疲劳，让驾乘体验更上一层楼。
然而，要进行汽车电动座椅的改装，并非一件简单的事情，需要考虑多方面的因素。
首先是座椅的选型。
市场上的电动座椅种类繁多，品质和价格也参差不齐。
在选择时，要确保座椅的尺寸和安装接口与车辆相匹配，以避免安装困难或影响车辆的整体结构和安全性。
同时，要关注座椅的材质和质量，优质的座椅面料不仅舒适耐用，而且易于清洁和维护。
其次是安装问题。
电动座椅的安装需要一定的专业知识和技能。
如果安装不当，可能会导致座椅功能失效、电路故障，甚至影响车辆的行驶安全。
因此，建议选择有经验的专业汽车改装店进行安装，他们能够根据车辆的具体情况进行合理的布线和固定，确保座椅的安装稳固可靠。
另外，改装后的座椅还需要进行调试和测试。
在安装完成后，要仔细检查座椅的各项功能是否正常，调节是否顺畅，以及与车辆内饰的整体协调性。
如有问题，应及时进行调整和修复。
在进行汽车电动座椅改装时，还需要注意合法性。
汽车工业中的智能座椅设计与人机交互优化策略
汽车工业中的智能座椅设计与人机交互优化策略在汽车工业中，智能座椅设计与人机交互优化策略扮演着至关重要的角色。
随着科技的不断进步和人们对一流汽车乘坐体验的不断追求，创新的座椅设计和人机交互策略成为了汽车制造商们竞相争夺的焦点。
本文将探讨智能座椅设计的关键要素以及人机交互的优化策略。
智能座椅设计是为了通过创新的技术和功能，提供更加舒适、安全和便利的汽车乘坐体验。
首先，舒适性是智能座椅设计的重要关注点之一。
座椅的材质、形状和布局需要经过精心设计，以最大程度地适应乘客的身体曲线，并提供最佳的支持。
此外，一些先进的智能座椅还可以根据乘客的体温和体重进行自动调节，以提供个性化的舒适度。
其次，安全性是智能座椅设计的另一个重要因素。
智能座椅可以通过激活减震系统、配备安全带和气囊等功能，为乘客提供更加全面的保护。
例如，一些智能座椅具备颈部支撑和腰部按摩功能，可以减轻长时间驾驶或乘坐对身体的负担，预防相关的身体不适和疲劳。
此外，智能座椅设计还应注重便利性。
现代的汽车座椅设计不仅要考虑到舒适度和安全性，还要兼顾使用的便利性。
为了满足不同乘客的需求，智能座椅可以配置多种功能，如可调节的座椅高度、角度和头枕高度，让乘客能够根据自己的身体特点进行调整。
除了智能座椅设计，人机交互优化策略也是汽车工业中不可忽视的一环。
人机交互策略旨在改善驾驶员和乘客与汽车系统之间的互动，提高用车体验。
例如，通过集成语音识别技术，驾驶员可以通过语音指令控制车内设备，如导航系统、音响和手机连接等。
这种技术不仅提高了驾驶员的操作安全性，还提供了更加便捷的使用体验。
此外，人机交互优化还可以通过智能座椅与其他车载设备的连接来实现。
智能座椅可以与车辆的智能系统进行交互，通过传感器和反馈机制，可以实时监测驾驶员和乘客的状态，从而为他们提供个性化的服务和建议。
例如，智能座椅可以通过监测驾驶员的心率、呼吸和疲劳程度，提醒他们适当休息或调整姿势，以提高驾驶的安全性和舒适度。
车载智能座椅舒适性优化技术的研究与应用
车载智能座椅舒适性优化技术的研究与应用随着人们对舒适性的不断追求，车辆座椅的舒适性已经成为了购车的重要考量因素之一。
而在车载智能技术的快速发展下，车载智能座椅舒适性优化技术也逐渐成为了研究和关注的焦点。
本文将从研究和应用两方面，对车载智能座椅舒适性优化技术进行介绍。
一、研究方面1. 座椅材料与设计座椅舒适性的关键是选用适当的材料和设计合理的座椅结构。
研究人员通过对不同材料的实验和比较，选择能够提供良好舒适感的材料，如透气性好的织物、高弹性的海绵等。
同时，优化座椅的设计，考虑到人体工程学和人体曲线，使座椅能够更好地适应乘坐者的身体。
2. 座椅调整系统为了满足不同乘坐者的需求，座椅调整系统也成为了研究的重点。
研究人员通过引入电动调整技术，使座椅能够自动调整坐姿、腰部支撑、靠背角度等，以提供最佳的舒适性。
同时，一些研究还关注座椅的记忆功能，通过记录乘坐者的偏好设置，实现座椅的个性化调整。
3. 智能感知与控制技术智能感知与控制技术的应用能够使座椅更加智能化和自适应。
例如，通过感应乘坐者的体温、湿度、压力等指标，座椅可以自动调整温度、通风、按摩等功能，以提供更好的舒适体验。
此外，智能控制系统还可以根据乘坐者的行为习惯和身体状况，提供个性化的座椅调整建议。
二、应用方面1. 乘坐体验的提升车载智能座椅舒适性优化技术的应用，可以极大地提升乘坐体验。
乘坐者不再需要手动调整座椅，智能感知系统可以根据乘坐者的身体状态自动调整，提供最佳的舒适度。
此外，一些高级车型还配备座椅按摩、空调、音乐等功能，让乘坐者在长时间行驶中能够更好地放松身心。
2. 健康保护功能智能座椅舒适性优化技术还具备一定的健康保护功能。
座椅可以根据实时的体温、湿度等参数，调整温度和湿度，有效减少湿疹、过敏等问题的发生。
座椅还可以进行按摩和热敷，缓解长时间乘车带来的肌肉疲劳。
这些功能的应用，能够提高乘坐者的身体健康程度。
3. 安全性的提升车辆座舱的安全性是车辆设计的重要方面之一。
汽车电动座椅应满足的要求及其结构
电动座椅检修
2．传动机构
电动机的旋转运动，通过传动机构实 现座椅的空间位置移动。
（1）高度调整机构
高度调整机构由蜗杆轴、蜗轮、心轴 等组成，如图4-2所示。
调整时，蜗杆轴在电动机的驱动下， 带动蜗轮转动，从而保证心轴旋进或旋出， 实现座椅的上升与下降。
5— 反 馈 信号电位 计 6—调 整电动机
电动座椅检修
（二）项目实施-实施步骤
1．电动座椅工作原理及座椅的调节 （1）电动座椅的工作原理
电动座椅的控制电路如图4-4所示，它 主要由蓄电池、组合控制开关和3个电动机 等组成。
电动座椅检修
图4－4 电动座椅的控制电路 1—蓄电池 2—熔断器 3—控制开关 4—后高度电动机
● 座椅的上下调节量约为30～ 50 mm。
● 座位前部的上下调节。 ● 靠背的倾斜调节。
电动座椅检修
● 侧背支撑调节。 ● 腰椎支撑调节。 ● 靠枕上下调节。 ● 靠枕前后调节。
电动座椅检修
（二）电动 座椅的结构
电动座椅一 般由双向电动机、 传动装置和座椅 调节器等组成， 如图所示。
电动座椅检修
电动座椅检修
● 按人体工程学的要求，座椅必 须具有良好的静态与动态舒适性。
其外形必须符合人体生理功能， 在不影响舒适性的前提下，力求美观 大方。
● 座椅应采用最经济的结构，尽 可能地减少质量。
电动座椅检修
● 座椅是支撑和保护人体的构件， 必须十分安全可靠，应具有充分的强度、 刚度与耐久性。
对可调的座椅，要有可靠的锁止机构， 以保证安全。
电动座椅检修
一、项目要求 二、相关知识 三、项目实施
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关键词：汽车；电动座椅；设计；优化；人机工程
中图分类号：S611
文献标识码：A
前言： 随着社会的不断发展和技术的进步，汽车作为一种流动的风景，已 进入越来越多的普通家庭。据调查显示，影响人们选购汽车的两个主要 因素是汽车外形和座椅的设计。汽车座椅不仅是汽车内饰部件重要的组 成部分，也是与驾驶员接触最密切的部件，它能直接影响驾驶员对汽车 性能的感受。所以乘坐舒适性及安全性是评价汽车性能的主要指标，其 中汽车座椅的舒适性及安全性设计已被越来越多的人们所重视。 一、汽车驾驶座椅的人机工程学设计目的与要求 人机工程是一门综合性较强的新兴边缘学科，它是把人作为系统 的一部分来研究，从而使研究的核心问题变为人－机－环境三者之间 的相互作用、相互依存。汽车座椅人机工程学设计的目的，就是使设 计出来的座椅能满足人机工程学标准，即驾驶员是人机工程学研究的 核心对象，让驾驶员感到舒适、安全、操作轻便、不易疲劳。从人机 工程学的理论出发，性能较好的汽车座椅必须为驾驶员提供一个舒适 的坐姿，安全的保护，良好的视野，轻便的操控。 二、电动座椅的功能设计 1、电动座椅的功能设计 1.1 坐垫 坐垫的主要设计参数为坐垫倾角与坐垫深度。坐垫倾角应满足安 全性与舒适性，通常在 2°～ 10°之间。坐垫深度首先应充分利用靠 背，再使臀部得到适当支撑。坐垫深度过大会使身体前移而腰部不能 得到充分支撑，引起疲劳；坐垫深度过小会造成腿部得不到相应的支 撑引起疲劳，一般取 400 ～ 480mm。在此设计中，坐垫倾斜角度设定 为 5°，坐垫深度设定为 450mm。 1.2 座椅骨架 座椅强度指的是座椅骨架强度，其属汽车整车强制认证检测项目 之一，应符合 GB15083-2006。根据成本、强度要求、技术要求等条 件，本设计采用钢质材料焊接而成。 1.3 头枕 设计头枕的目的是缩短在交通事故中驾驶员头部的变化距离，从 而保护颈椎，并减少驾驶员颈部在驾驶中的疲劳程度，保证驾驶员的 舒适性。 1.4 靠背 靠背强度与造型为靠背设计主要考虑的技术参数。靠背造型主要 是使人体背部肌肉得到放松与乘坐人员的休息使用，所以靠背造型应 符合人体曲线，靠背倾角应为可调式。根据要求，此座椅靠背倾角能 在 100° ~115°内调节。 2、影响汽车驾驶座椅的主要因素分析 2.1 人体坐姿 2.1.1 坐姿的生理形态 坐姿是一种人体的自然姿势，支持人体的主要结构是脊柱、骨盆、 腿和脚等。通常人们最舒适的坐姿是臀部稍离靠背向前移，使上体略 向上后倾斜，保持上体与大腿间角度为 95°～ 120°，同时小腿向前 伸，大腿与小腿、小腿与脚掌之间也应达到一定角度，如图 1 所示。所 以座椅设计的结构和尺寸能使驾驶员坐姿处于最舒适的状态，就会减
表 2 工作座椅主要参数
传递；降低乘员 10Hz 附近的振动传递率。 基于上述汽车座椅舒适性评价指标，首先对大量人员做出实验研
究使用座椅时对座椅的压力分布，图 3 所示为最终压力分布结果。
3、座椅的空间位置布局 座椅空间的位置要保证驾驶员乘坐舒适性，同时还要满足人体的 布置要求。同时要考虑座椅所受压力分布。坐姿体压分布是影响座椅 舒适性的主要因素。人乘坐座椅时，大概身体重量的 80% 通过背部及 臀部作用在座椅表面上。座椅受力分布如图 1 所示。
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4、座椅的设计要求 有良好的静态特性，即座椅的形状尺寸应与人体的舒适性坐姿能 够相吻合。座椅能够调整尺寸大小与并改变位置，从而使驾驶员乘坐 既舒适稳定又操作方便。同时还要保证座椅有良好的动态特性，来减 弱车体因运动产生的冲击和振动，能使驾驶员在长途驾车中不会有过 度疲劳的感受。保证驾驶座椅静态舒适性的主要因素为以下几类：a. 座 椅的位置要与其驾驶空间相协调，便于人员作业；b. 根据人体尺寸确 定座椅尺寸；c. 为适合各种坐姿，座椅应能适当调节；d. 座椅表面所使 用材料。由生物力学分析可知，最舒适的坐姿是臀部稍离靠背向前移， 使上体略向上后倾斜，保持上体与大腿间角在 90°— 105°。同时，小 腿向前伸，大腿与小腿、小腿与脚掌之间也应达到一定角度。进行驾 驶座椅设计，应充分考虑驾驶室特定的空间与环境。人体关节的舒适 性是进行驾驶室设计的主要考虑因素，图 2 所示为驾驶室人体各关节之 间的关系。
第 5 卷 第9 期 2015 年 3 月
技术探讨
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条件。应该结合实验数据确定，以保证结构参数的正确性。汽车驾驶 座椅尺寸参数包括椅面设计和靠背设计，其相应尺寸的设计依据是我 国国家标准的人体基本尺寸测量数据和 GB14774 － 1993《工作座椅一 般人类工效学要求》给出的工作座椅主要参数值。根据有关统计数据， 结合本设计的需要，表 1 为我国人体基本尺寸男（18 ～ 60 岁）第 95 百 分位数值和女（18 ～ 55 岁）第 5 百分位数值；表 1 为工作座椅主要参 数的取值范围。
少腰椎的负荷以及腰背部肌肉的酸痛及疲劳。
图 1 舒适坐姿的人体关节角度 2.1.2 坐姿体压分布 驾驶员与座椅之间接触区域的压力变化称为坐姿的体压分布，它分 为座垫和靠背的压力分布。它是影响坐姿疲劳与舒适性的重要因素。图 2 所示为座椅各部位的体压分布。由图可知，体压在座椅上的分布是根 据臀部不同部位承受不同压力的原则分布的，且呈非均匀分布。坐骨处 压力最大，沿坐骨向四周逐渐减小，直到大腿部位压力趋于最低值。
5、汽车驾驶座椅结构设计 依据体压分布不均匀原则，为保证驾驶员乘坐时的舒适性和安全 性，通常在腰椎和肩胛骨处提供两个支撑，特别是腰部的支撑，要使 驾驶员获得腰椎依托感，减轻其腰肌疲劳。此外，为了防止驾驶时硬 物挤压人体，需要保证驾驶员与靠背骨架的最小距离不小于 35mm，与 坐垫骨架的最小距离不小于 40mm。 6、汽车驾驶座椅空间位置设计 汽车驾驶座椅空间位置设计的目标就是为了达到操作的方便性、 安全性，以及驾驶员的视觉、心里感觉和功能性感觉的舒适性。 7、汽车驾驶座椅材料选择 汽车驾驶座椅材料的选择要考虑振动舒适性和座椅对人体热环境 两个方面。座椅材料是座椅的主要减振元件，合适的座椅和靠背减振 材料，能使座椅的振动传递率较低，振动舒适性较高。改变座椅表面 的温湿度特性，也就是提高座椅材料的呼吸能力，增加材料的透气性， 调节人体代谢，减轻驾驶员的疲劳。 8、汽车驾驶座椅安全性和舒适性的改善及与评价 为了进一步提高驾驶员乘坐的舒适性和安全性，可以在汽车驾驶 座椅上使用充气坐垫。这种充气坐垫的单元之间允许空气流动，且内 部相互连通。坐垫的外形会随着驾驶员在坐垫上的移动而改变，每个 充气单元相当于减震器。充气坐垫可以加速驾驶员的血液循环，降低 由于长时间驾驶引起的背部疼痛和疲劳感。通常，汽车驾驶座椅的安 全性和舒适性通过人主观的定性来评价，压力改变率均方根（Pcrms） 可以对其进行定量评价。压力改变率均方根较小，则乘坐安全性和舒 适性较好，其计算公式如下：
式中：Pcrms 为压力改变率均方根值；T 为总时间；P（t）为动态 压力。
四、结束语 综上所述，汽车座椅的人机工程学运用至关重要，人机工程学设 计能够使座椅舒适性、安全性得到提高并让汽车座椅更加符合人体特 征，人机工程学在汽车座椅设计中的应用是人与座椅的完美统一，真 正体现出人机工程学在汽车座椅设计中的重要性。 参考文献： [1] 于芳，于芬 . 关于汽车电动座椅的设计构思 [J]. 机电产品开发与 创新，2006，02. [2] 曲静 . 对汽车电动座椅的设计构想 [J]. 科技风，2009，11. [3] 曹鹏 . 面向市场的汽车座椅设计趋势分析 [J]. 黑龙江科技信息， 2014，03. [4] 宁丹 . 汽车电动座椅的设计与优化 [J]. 电子世界，2014，04. [5] 符大兴 . 对汽车座椅设计的探讨 [J]. 企业科技与发展，2011，12. [6] 龙圣杰，胡虹 . 汽车座椅造型设计分析 [J]. 包装工程，2013，08. [7] 向金权 . 汽车电动助力转向系统电机匹配技术浅析 [J]. 汽车零部 件，2013，02.
座椅的动态舒适性设计：汽车行进过程中震动是影响汽车座椅舒 适性的首要因素。其中座垫的阻尼系数和刚度对有悬架的汽车座椅舒 适性影响最大；对于非悬架座椅，座椅刚架结构的动态性能、阻尼系 数及刚度对汽车座椅的舒适性影响最大。质量与摩擦等其他因素对汽 车座椅的动态舒适性影响不大，故本设计将其予以忽略。综上所述可 知，座椅刚度与阻尼系数对座椅的动态特性影响最为主要。地面的凹 凸不平引起车辆随机震动和车身固有的机械震动是产生驾驶疲劳的主 要影响因素。因此，设计时尽量减少人体的振动。具体措施如下：降 低对人体最有影响的高频振动，驾驶座椅与汽车的共振，减弱震动的
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第 5 卷 第9 期 2015 年 3 月
汽车电动座椅的设计与优化
卢金新 王 涛 长城汽车股份有限公司 河北ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ保定市 071000
摘 要：我们国家的经济在不断的发展，人们的生活质量也在不断的提高，对汽车舒适性的要求也在逐渐的变高。本文根据汽车座椅舒适性