安徽理工大学机械工程学院安徽淮南232001
摘要:叉车作为重要的运输物料的设备,在物流、机械化领域中的作用较大,可以在一定程度上降低劳动强度、提高作业效率。按照不同的分类方式可以将叉车分成不同类型。随着我国社会经济的不断增长,各个行业领域都需要应用叉车,具有较大的发展空间以及前景等。座椅作为汽车的重要组成部分,在确保汽车安全运行的基础上,对汽车座椅进行舒适性的设计,已经成为了汽车个性化设计的核心,叉车也不例外。本文主要探讨叉车座椅的最佳弹性舒适度,以满足驾驶人员驾驶的舒适性以及安全性。
关键词:叉车;舒适度;座椅
前言
叉车主要用于室内搬运和堆垛,因此,使用全封闭驾驶室的比较少,只安装前后挡风玻璃及护顶架雨棚的比较多。为了提高人机工程,座椅的前后位置和方向盘的上下或角度可调,作业者可以根据自身的身高、体重和习惯调整到合适的位置。
为了提高舒适度,作业者可以选择悬浮式座椅,同时,可以选配安全带、安全带开关、座椅开关、文件夹等选项。仪表可以设置在方向盘下方或右侧,方便作业者随时观察仪表上的信息。在仪表架或座椅手臂托架上能够集中设置紧急断开关、灯开关和喇叭开关等电气元部件,便于操作。
本文首先对汽车座椅的概念进行分析,其次分析座椅舒适度的影响因素,最后讨论了叉车座椅舒适度评价方法。
1.汽车座椅的定义
汽车座椅有很多种类型,根据功能、使用途径、及驾驶人员的要求不同,设计的种类也大有不同,其中包括可旋转型与不可旋转型座椅、悬架座椅、可调节座椅等。其中,机械座椅与空气悬挂座椅是悬架座椅的重要组成部分,电动调节座椅与气动调节座椅是可调节座椅的重要组成部分。
2.汽车座椅舒适度的影响因素
对于汽车座椅的设计是十分复杂的,这需要设计者对多方面的知识进行了解。相对于汽车来说,座椅舒适性受多方面的因素影响,比如,外形、使用性能、人机工程的布置。其中,就造型来说,外观设计影响了汽车座椅的外表面、主要尺寸,而汽车座椅外表面能体现出座椅的设计风格。在乘坐过程中,身体的受力部位以及受力大小会直接影响乘坐人员肌肉、血液流动,静、动态、H点控制的舒适性也会受到影响。除此之外,对于汽车坐垫与靠背,不要选择在身体承受压力较大的部位,因此,要对座椅进行进行吊紧固定或者分块处理。作为人体靠背的重要支撑点,例如肩胛骨、腰椎骨,会受到座椅的设计骨架影响,为了满足乘坐人员不同身高的要求,腰托部位要具有一定的调节功能。在各个方面满足乘坐人员的客观要求。
3.叉车座椅弹性舒适性评价方法
3.1基于人-机尺寸匹配的座椅舒适性评价
座椅的设计是为了供人乘坐,因此必须依据人体尺寸开展。驾驶座椅的设计应从人的角度出发,满足人机工程学要求。为保证良好的驾驶座椅舒适性,首先,座椅结构尺寸需匹配人体测量值,以适应不同体型的驾驶员;其次,座椅应可调节,并提供乘坐者变换姿势的空间;最后,座椅可承受较大压力,并为腰部提供支撑,使乘坐者保持舒适坐姿。此外,人体乘坐时的关节角度也与舒适性具有紧密联系。当前,基于人体尺寸测量的座椅舒适性评价方法主要是将多项人体尺寸数据综合考虑加入评价体系中。部分学者也利用CAD,CATIA等软件建立不同尺寸的人体模型,在软件环境下与座椅模型进行匹配,建立座椅静态几何舒适性模糊评价模型。同时也有学者设计了人机仿真系统和舒适度评价软件。
3.2基于振动物理量的座椅舒适性评价
叉车驾驶员受到来自座椅的不同振动,身体会产生不同的反应。基于振动物理量的座椅舒适性评价研究开展较早,出现了大量成果,其中具有代表性的是乘坐舒适性系数法(RLC法)、K系数法、吸收功率法(AP法)、总体乘坐值法、单一不舒适型法(NASA)等,相关标准有BS6841,ISO2631和GB13876等。目前,叉车驾驶舒适性评价中应用最广泛的标准为ISO2631-1:1997(E)《人体承受全身振动评价第一部分:一般要求》中的标准存在不足之处,因此,相关学者们进行了针对性研究,提出了汽车综合振动舒适度的概念,较好地解决了多种情况下汽车平顺性难以评价的问题。徐璋[3]在ISO2631和GB4970的基础上,考虑车速和路面不平度的影响,对舒适性评价方法进行了补充和完善。李朝峰[4]针对ISO2631-1:1997(E)中只能定性地衡量振动舒适度的局限性,引入烦恼率分析法,实现了评价分析结果的量化。
3.3基于人体坐态体压分布的座椅舒适性评价
体压分布是当乘员坐在座椅上时,为保持坐姿,身体各部位压力的分布及其大小。舒适性座椅要求靠背对腰部有较好的支撑,同时,座垫处压力应以坐骨结节为中心,向外逐渐减小。座椅舒适度可通过人体与座椅的接触压力分布进行评价,影响舒适度的主要参数为接触压力、压力分布及负荷时间。为构建座椅舒适性评价体系,部分学者将人体坐姿压力分布值、人体测量值等作为自变量,以综合舒适度作为因变量,再结合主观调查问卷和线性模型或神经网络模型建立座椅静态舒适性评价方法。为提高评价的可靠性,部分学者通过优化试验,引入支持向量回归模型、自适应神经网络模糊推理系统技术、PCA-BP算法模型等对评价方法进行优化。
3.4基于座椅接触面温度、湿度的舒适性评价
温度、湿度特性是座椅舒适性评价中重要的影响因素。座椅和身体接触面的导热性、透湿性和透气性是座椅舒适性中的重要评价指标。座椅温、湿度特性与人体生理特性的匹配程度,直接影响人的热舒适性。为此,刘卓夫等[5]通过建立人体与座椅接触面的温度模型,拟合特性曲线,建立了座椅热舒适性客观评价体系。姜伟[6]构建了座椅接触面温、湿度信息实时采集系统,建立了一种基于BP神经网络预测座椅面温、湿舒适度的客观评价方法。
3.5基于人体生理特征参数的座椅舒适性评价
人体的部分生理特征参数可直接反映人体状态,这一特性可应用于座椅舒适性评价中,且相较于传统的物理指标评价,该方法更具精确性和客观性。基于人体生理特征参数的座椅舒适性评价方法较多,一般从人体生物力学的角度对汽车座椅进行科学评价。同时也有通过相关软件建立骨肌生物力学模型,并进行仿真分析,建立基于人体骨肌生物力学乘坐舒适性评价方法。近年来,人体生理数据也逐渐应用于座椅动态舒适性评价中,如基于人体表面肌电信号分析,结合人体主观数据构建舒适性评价体系。但当前该评价方法仍处于理论与试验研究阶段,距离实际应用还有一段距离。
结语;
在二十一世纪的今天,汽车座椅舒适度的设计要求逐渐增高,汽车具备较好的舒适性与安全性至关重要。在汽车座椅舒适度因素的影响下,根据不同路径,不同评价方法,科学有效地提高叉车座椅舒适度,更好的保障叉车驾驶员的舒适性以及安全性要求。
参考文献:
[1]刘广东.基于精细模型的驾驶员座椅舒适性研究及结构改进[D].吉林大学,2017
[2]邹志军.汽车座椅舒适性改进的方法分析[J].汽车与驾驶维修(维修版),2018(01)
[3]徐璋.汽车平顺性评价方法的研究[D].成都:西南交通大学,2012.
[4]李朝峰.车辆平顺性评价方法及试验研究[D].沈阳:东北大学,2007.
[5]刘卓夫李恩会李峻夫等.座椅热舒适性客观评价温度模型构建[J].人类工效学,2012(01)
[6]姜伟.基于参数融合的座椅舒适度客观评价方法研究[D].哈尔滨:哈尔滨理工大学,2014