考虑座椅靠背倾角对人体振动的响应研究

道路引起的振动通过轮胎、悬架、车身和座椅传递给人体,座椅设计对提高乘坐舒适性起到至关重要的作用。文中基于车辆的乘坐动力学特性和试验人体对振动的响应,建立坐姿人体多体动力学模型,由大腿、骨盆、躯干、头部和心脏5个部分组成。推导靠背角度在0°,10°,20°,30°时座椅的传递率和总吸收功率。结果表明:适度增加靠背倾角可以降低座椅传递率和总加权吸收功率,但过多增加会导致座椅传递率出现不规则上升,降低舒适性。针对不同靠背倾角对人体振动的响应研究,可以有效用于载运工具座椅设计工作。

基于体压分布的靠背倾角对学生座椅舒适性的影响研究

学生们一天内大部分活动都是以坐姿进行,所以学生用座椅的舒适度对学生们来说尤其重要。本文研究了学生座椅靠背倾角参数变化对体压分布和主观感受的影响,利用Tekscan体压分布测量系统,设计学生静态体压分布实验,测试不同座椅靠背倾角下大学生人体坐姿压力分布,并对数据进行归纳和分析,总结了压力分布与座椅靠背倾角的关系,再结合大学生主观舒适度评价分值,得到适宜的学生座椅靠背角度。论文的研究可以为大学生座椅的设计提供参考。

基于舒适性的斜靠椅靠背材质及倾角研究

探究不同靠背倾角和材质与人体主客观舒适性之间的关系,为斜靠椅的设计与研发提供参考依据。选取标准、偏轻与偏重各20名被试,通过体压分布测量法及主观评价法进行相关数据采集记录。采用统计学方法对体压分布指标进行数据处理,考量斜靠椅的靠背材质和倾斜角度对体压分布参数和主观感知舒适度的影响。统计结果表明,乳胶材质相对海棉材质拥有更均匀的体压分布数据、更低的平均压力以及更大的接触面积;3组靠背倾角中,115°靠背倾角具有最大的接触面积与较小的接触压强和峰值压强。此外,乳胶材质及115°靠背倾角亦具有更高主观舒适度评分。因此,推荐使用乳胶材质和115°靠背倾角提升斜靠椅的整体舒适性。

不同椅背倾角下的午睡姿势对人体脊柱曲度的影响

为探讨不同办公椅靠背倾角下的午睡姿势对人体脊柱曲度和舒适度的影响,结合使用惯性动作捕捉和主观舒适度评价法,量化了趴睡、斜靠睡、躺睡3种午睡姿势下的人体脊柱屈曲/伸展程度和被试者主观舒适度。实验结果表明,被试者T9-T8、L1-T12、L5-S1锥体在趴睡时的锥体平均屈曲程度(11.55°、7.61°和16.97°)显著大于斜靠睡(9.69°、4.94°和11.69°),躺睡的平均屈曲程度最小(7.88°、2.73°和6.23°)。被试者L3-L4锥体在斜靠睡和躺睡姿势下向后伸展,且斜靠睡姿势下的平均伸展角度(-0.68°)小于趴睡时的平均屈曲角度(1.79°)。说明躺睡相较于趴睡和斜靠睡,更有利于T9-T8、L1-T12、L5-S1锥体维持正常的脊柱生理曲度。斜靠睡相较于躺睡和趴睡,更有利于L3-L4锥体维持正常的脊柱生理曲度,而趴睡对脊柱维持正常的脊柱生理曲度最为不利。

三轴振动激励下悬挂座椅垂向传递率试验研究

针对三轴激励下无源空气弹簧悬挂座椅垂向振动传递特性进行了试验研究。其中,垂向激励幅值设置为0.25 m/s^(2)r.m.s.、0.5 m/s^(2)r.m.s.或1.0 m/s^(2)r.m.s.,纵向和横向激励幅值同为0 m/s^(2)r.m.s.、0.5 m/s^(2)r.m.s.或1.0 m/s^(2)r.m.s.;座椅靠背倾角设置为0°、10°或20°。研究表明,垂向和水平方向振动激励幅值的增加均引起悬挂座椅传递率共振频率的降低,并影响座椅有效幅值传递率;在较小幅值(0.25 m/s^(2)r.m.s.)的垂向振动激励下,靠背倾角对该共振频率也有一定影响。此外,垂向和水平振动幅值对座椅传递率的影响存在轴间耦合效应,当垂向振动的幅值增大时,水平振动幅值从0.25 m/s^(2)r.m.s.增大到1.0 m/s^(2)r.m.s.所造成的传递率峰值的变化程度将减小,反之亦然。