汽车儿童安全座椅

汽车儿童安全座椅（精选十篇）

汽车儿童安全座椅篇1

20世纪60年代初, 为了保护儿童乘车的安全, 欧洲人研发了汽车儿童安全座椅。事实证明, 使用汽车儿童安全座椅能最大程度地降低儿童在汽车发生紧急制动或者意外碰撞情况下所受到的伤害。因此, 儿童安全座椅很快被消费者接受, 并且慢慢在全世界得到推广。特别是20世纪80年代以来, 欧美等国家相继出台相关的法规, 强制儿童乘车时必须使用汽车儿童安全座椅, 汽车儿童安全座椅因此得以迅速发展和普及, 产品也逐步从泡沫制品向多元化新材料制品发展。

一、儿童汽车座椅的种类

目前, 儿童汽车座椅根据不同的固定方式, 分成3种类别;根据儿童年龄和体重的不同, 分成5种类型。

儿童汽车座椅有3种固定方式, 即欧洲标准的ISO FIX固定方式、美国标准的LATCH固定方式和安全带固定方式。其中, ISO FIX固定方式属于2点固定。当汽车出厂时ISO FIX接口就已经被装配在车里了。这样ISO FIX儿童座椅在使用前就可以方便地固定在该ISO FIX接口中了, 使得儿童座椅的安装变得既快速又简单 (图1) 。LATCH固定方式属于3点固定, 它与欧洲标准的ISO FIX固定方式最大的区别是连接方式并不是硬连接, 而是同时以挂钩方式连接上方2个固定点和下方1个固定点, 其固定点比ISO FIX方式多1个, 共计3个 (图2) 。

儿童安全座椅按照儿童年龄和体重分为5类。

第1类儿童安全座椅适用于新生儿到15个月的儿童, 通常体重在2.2～13千克之间的婴儿。这类儿童安全座椅一般都装有可摇摆的底部, 且还有把手, 可作手提篮用 (图3) 。

第2类儿童安全座椅适用于新生儿到4岁儿童, 通常体重在2.2～18千克之间的儿童 (图4) 。其设计同时提供2种功能, 先用于新生儿到9个月的婴儿, 然后改成用于9个月以上的婴儿到4岁的儿童。这种座椅虽然没有摇摆、便携以及与手推车合用的功能, 但可固定在车内并能长久使用。另外, 这种座椅在使用上特别要注意, 新生儿到9个月的婴儿需要反向安装座椅, 9个月以上到4岁的新生儿需正向安装 (详见后面叙述) 。但正向安装有2个必要条件:一是儿童体重在9千克以上;二是儿童可以自己坐起来。两者缺一不可。

第3类儿童安全座椅适用于1～4岁儿童, 通常体重在9～18千克之间的儿童。这款儿童用汽车安全座椅, 设计简单, 没有前者座椅那么多复杂的功能, 适合大的幼儿使用。

第4类儿童安全座椅适用于1～12岁儿童, 通常体重在9～36千克之间的儿童 (图5) 。这款汽车安全座椅既是一种专为蹒跚学步儿童 (年龄从1～4岁) 准备的座椅, 又可在加高坐垫后, 不去使用座椅本身的安全带, 而直接使用成人的安全带, 直至12岁亦无需更换其他汽车安全带了。美中不足的是由于1～12岁的儿童个体差别相当大, 可能会对体格较小的儿童带来一些不舒适。

第5类儿童安全座椅适用于3～12岁儿童, 通常体重在15～36千克之间的儿童 (图6) 。这种汽车安全座椅与第4类汽车安全座椅垫的不同点是有更多的侧面和头部保护。头枕的高度可随着儿童身高调高, 可以使用到儿童身高为145厘米的高度。头枕侧面有安全带的引导孔, 可以确保安全带远离脖子。

二、使用要则

正确选购一款好的儿童安全座椅非常重要。购买儿童安全座椅的本意是用来保护儿童乘车的安全, 倘若安装上非常复杂且不牢固的儿童安全座椅, 是起不到保护作用的, 甚至在发生事故时还会威胁儿童的安全。挑选时除了要根据儿童的身材和体重来选择外, 最重要的还是看所选的儿童安全座椅是否安装方便、品牌可信度是否高、材质和检验等级是否过硬等。而且, 需要具体了解它的结构形式, 注意它的安装方法。

倘若产品设计要求明确儿童安全座椅反向安装, 那么一定要反向安装, 因为这样安装可以最大限度地保护儿童的安全。实际上安全座椅是正向装 (儿童面朝前坐) 还是反向装 (儿童面朝车尾坐) , 是由宝贝的年龄所决定的。一般对于9个月以下或者体重小于10千克的儿童要反向安装汽车座椅, 而再大的孩子就需要正向安装了 (图7) 。有很多父母在选择安全座椅时都希望找到能够让儿童完全平躺下来的产品, 实际上这种观点也是错误的。因为真正完全平躺的儿童座椅是不存在的, 最多是半躺, 倾斜角度在135～170度之间。这主要是为了保护孩子的脊椎和颈部。

除了选择品牌外, 儿童安全座椅的材质也是很重要的。首先, 不能选择带有刺激性气味材料的儿童安全座椅。有刺激性气味就意味着会让幼小的儿童产生不适应感, 同时还可能会刺激儿童柔嫩的皮肤。其次, 要选择舒适、透气且经过防火处理的面料, 儿童坐进去才会觉得舒服和安全。最后, 最重要的就是儿童安全座椅的内部填充物。好的儿童安全座椅都会使用优质的EPS材料, 而劣质的儿童安全座椅仅仅采用普通的泡沫塑料。

任何情况下不要擅自对儿童安全座椅或汽车安全带的设计进行任何改动。如果您经常拆装儿童安全座椅, 需在每次将座椅安装回汽车上后, 仔细检查其是否安置妥当。如果您是将儿童安全座椅长期地安装在汽车上, 也需经常性地对其进行检查, 以确保其安装牢固。

安装儿童汽车安全座椅方法篇2

儿童安全座椅固定方式

LATCH是“Lower Anchors and Tethers for CHildren”的简称，中文翻译起来很生硬，叫做「儿童使用的下扣件和拴带」，从2002年9月1日，美国便规定几乎所有种类的轿车必须提供LATCH系统的儿童安全座椅固定方式。它与欧洲标准的ISO FⅨ固定方式最大的区别是连接方式并不是硬链接而是同时挂钩方式连接，其可以被ISOFIX接口兼容。

安全带固定方式只需要有安全带即可，因此可以通用全世界上任何一个有安全带配置车型使用。国内许多车型只能采用安全带固定，由于其通用性，所以国内销售的很多儿童安全座椅都支持这种固定方式。

安装儿童汽车安全座椅

方法1：用LATCH固定系统安装安全座椅

美国从2002年开始规定新车都需要配备LATCH系统，而国产车中则不多见。如你的车上有三个固定点：座位下方座垫和椅背交接处有两个下固定点(Lower Anchors)，后座椅背上方有一个上固定点(Tether)。那么你的车就可以使用LATCH系统的儿童安全座椅。只要把儿童安全座椅放在汽车座椅上，将安全座椅上的三个锁扣跟汽车上相应位置的固定点连接即可，比安全带固定更保险，更稳固。

方法2：用ISOFIX固定系统安装安全座椅

ISOFIX是欧洲采用的儿童汽车安全座椅的标准接口，跟LATCH有相同之处，以至于不少人将两者混为一谈。国内速腾、途安、毕加索、沃尔沃、宝来、途锐、宝马等部分车型配备了ISOFIX。ISOFIX跟LATCH的区别在于：前者不强调汽车椅背上方必须有固定点，主要靠下方两个固定点;但ISOFIX儿童座椅下方锁扣是固定死不可活动的(rigid)，LATCH儿童座椅下方锁扣有固定的和活动的(flexible)两种。

方法3：用汽车安全带固定安装安全座椅

用汽车安全带安装汽车安全座椅是一种最通用的方式，基本不受汽车车型限制，只要后排配备三点式汽车安全带，都能够直接使用汽车安全带安装安全座椅，而多数ISOFIX和LATCH系统的儿童汽车安全座椅也常常会提供直接使用汽车安全带安装的方式。

如何选择儿童安全座椅

1.根据体型选择(年龄并不能准确反映出孩子的体型)

(1)提篮式儿童安全座椅

适合的宝宝：体重在10公斤以内

婴儿安全座椅是面朝车尾方向安装，设计原理是当意外来临时，绝大部分来自车前方的巨大冲击力会被椅背吸收。剩下的小部分的冲击力也会作用在宝宝身上相对最强壮的背部，把可能的伤害降到最低。婴儿安全座椅可调节底座角度，将底座角度调节到45°是最稳固最安全角度。如果座椅安装角度过平，在遭受巨大的突发冲击力时，宝宝脆弱的头部就可能瞬间前倾，非常不安全。

(2)幼儿安全座椅

适合的宝宝：体重在10～18公斤左右

宝宝两岁左右的时候，体重差不多会超出婴儿安全座椅的最高限定标准，这时就需要给宝宝换用幼儿安全座椅了。幼儿安全座椅安装方向朝前，有必要的话，把浴巾叠成薄枕，垫在汽车安全座椅里宝宝腰部的位置，尽量让宝宝感觉视野宽广、坐姿舒适，而不是窝在安全座椅里。

(3)大童儿童安全座椅

适合的宝宝：头部已经高于幼儿专用安全座椅椅背或者体重达到18公斤

许多父母认为4岁以后的宝宝可以不必使用安全座椅，直接使用汽车安全带就可以了，事实并非如此。由于宝宝身材较成人矮小，突发情况时巨大的冲击力可能会使安全带勒伤宝宝的腰部或脖子，严重时会损坏内脏器官甚至导致窒息。加高座椅有两种类型：无背式增高坐垫和高背式加高座椅。

2.关于如何购买儿童安全座椅

(1)看价格百元产品不能买

一款普通欧标儿童座椅的塑料和布料成本可能都不低于300元，加上生产成本、人工成本、物流成本等等，合格的座椅售价200-300元简直是不可能的。

(2)看固定方式

在选择儿童座椅的时候，首先要注意固定方式。一般带ISOFIX 接口的座椅最好，但也得看自己的车型是否有对应接口。

(3)看材质和工艺

另外就是看材质，就是这个儿童座椅的生产工艺。比如安全扣具是

否结实、安全带的设计是否合理、塑料件是否有毛刺、布料是否透气

等等。可让孩子坐上去试试，看是否有很明显的不舒适感。

(4)看认证标志

目前主要可值得参考的标志就是欧洲的认证，因国内大部分的儿童座椅生产企业是出口型企业，所以一般的儿童座椅都有ECE 的认证标志。

汽车儿童安全座椅的改良设计篇3

摘要：汽车儿童安全座椅是时代和儿童生命安全保障的需要，本文首先分析了汽车儿童安全座椅设计中存在的主要问题，然后分析了改良后儿童安全座椅的优点。

关键词：汽车；儿童安全座椅；改良设计

1 当下汽车儿童安全座椅设计中存在的问题

儿童安全座椅是一种系于汽车座位上，供儿童乘坐，有束缚设备，并能在发生车祸时，束缚着儿童以保障儿童安全的座椅。美国联邦机动车安全标准 FMVSS 规定几乎所有种类的轿车必须提供 LATCH系统的儿童安全座椅固定方式。对所有按照 FMVSS213 法规中的要求进行测试的儿童假人均采用以下标准。以头部质心合成加速度不大于80g和 HIC36的最大极限值不超过 1000 作为标准。头部所受损伤的耐受限度的计算公式：

到现在为止，头部损伤和头部碰撞响应之间的关系还没有完全被人们所认识了解，仍需要深入研究。尽管HIC 存在这些限制，但目前在头部损伤研究和应用中 HIC 仍是衡量头部损伤的一个重要参数。当下汽车儿童安全座椅能够实现保护儿童在交通事故中降低儿童身体所受伤害，但是在设计上的科学性有提升空间，并且安全座椅的其他附属功能有待于开发。例如，产品体积大重量大不便于家长从楼上拿到车库；颜色单调暗淡，面料不通气且较硬，审美和使用的舒适度都有待于提高。此外，功能单一，仅仅限于汽车乘车之用，实用性不强。

2 汽车儿童安全座椅的具体改良设计分析

2.1 改良后汽车儿童安全座椅的尺寸分析

改良后的儿童座椅不仅在使用功能和使用形式上符合人体工程力学和机械力学的双重要求，而且其设计中还结合了幼儿的生理特点和使用舒适程度以及中国家长的使用习惯进行了更贴心的设计。儿童座椅在设计中参考了孩子的年龄和身高以及其他生理特征，使得孩子在站立和坐着时脊柱的所受到的力，都在儿童的承受范围之内。站立时如果腰部得到适当的支撑，脊柱就可以呈现自然的S状态，从而降低站立产生的疲劳状态。改良后的儿童安全座椅中对儿童站立时的腰部进行了细节设计，从而使得儿童站立过程中的腰部受到支撑，进而增加使用过程中的舒适度。

2.2 改良后汽车儿童安全座椅的重量和目标用户分析

改良后汽车儿童安全座椅的重量仅仅为5.6千克，非常轻便，易于携带。该款设计主要是为1岁到10岁的体重在60斤之内的孩子们服务的。对于低龄婴幼儿的家长，可以一边抱着孩子一边提着儿童安全座椅，对于10左右的儿童自己也可以拉着安全座椅，从而增加儿童座椅的使用率，进而降低家长不使用座椅而增加孩子乘车的安全性。

2.3 改良后汽车儿童安全座椅的产品色彩搭配分析

改良后汽车儿童座椅的色彩鲜艳明亮，该款设计的色彩搭配符合色彩心理学的相关理论。根据色彩心理学的相关理论知识，采用多种色彩集于一车，目的在于通过多种色彩来满足孩子与生俱来的好奇心，有利于儿童想象力的开发，同时也会受到小孩子的欢迎，进而增加儿童座椅的使用率，进而降低座椅低使用率给孩子乘车带来的风险。色彩的合理应用也会给车内的乘客带来愉悦感，消除不良的精神状态，从而为驾驶人员和乘车人员的安全用车营造良好的氛围，进而降低交通事故发生的风险。此外，父母抓住教育的契机，帮助孩子认识颜色，对孩子以后的智力发展是大有裨益的。

2.4 改良后汽车儿童安全座椅的产品材质分析

改良后汽车儿童安全座椅的产品材质选择主要以降低对使用者二度伤害和增强实用性为参考，同时融合生态环保的理念。产品外壳的主要材质为ABS塑料，与同类材料相比其主要优势是具有较强的防止撞击的性能；产品外壳的辅料材质选用了强化泡沫，与同类材料相比其主要优势是能够降低冲击的力量。两种材质的相互配合使得发生交通事故时，座椅可以对外部冲击起到有效的吸收和缓冲作用，从而降低外力对儿童的作用效果，进而保证了事故当中对儿童身体安全的保护。产品内部的安全椅背和椅座的材质选用了透气性好且质地柔软的针织面料，从而为儿童提供了舒服的使用小环境。安全座椅的配件中推车把手材质选用了磨砂橡胶，增大了静摩擦力，从而避免了家长在使用过程中脱把而导致的危险；遮阳蓬材质选用了防治紫外线辐射的面料，从容避免了晴天强光对孩子皮肤的伤害。

2.5 改良后汽车儿童安全座椅的其他功能分析

改良后的儿童安全座椅的创新点主要体现在它的多功能性上。在有带儿童户外出行的情况下，不用同时携带儿童安全座椅和手推车，一物多用，两种使用环境可以相互转化。在汽车里可以充当儿童安全座椅，在户外作为手推车使用，不用的时候可以收缩折叠，当成拉杆箱或手提箱，方便携带。不用的时候也可以折叠放入车内或带到家中，不仅节约了车内和家中储存的空间，又便于携带。为儿童的出行带来了方便。内部的安全装置更加人性化，内有可以固定婴儿的安全带，椅背又有可以与汽车座椅连接的栓带，使之更加人性化，操作简单，使用方便。

3 结语

汽车服務于大众家庭的普遍性和交通事故中儿童伤亡率逐年递增的现状对汽车儿童安全座椅的需求非常急切，至今儿童安全座椅也经过了多代革新，在实际投入使用之后总能根据用户反馈进行进一步的改进。较之国外先进工艺和设计原理而言，我国的汽车儿童安全座椅还有很大的改良提升空间。当下儿童安全座椅的研究趋势为安全、舒适和美观以及附带多种功能，该研究趋势体现了人们除了在对安全座椅使用的安全性有非常高的要求之外，还对其实用性和审美方面有较高要求。因此，相关的研究人员要对使用用户进行规范的调查，从而让所研究出的成品与大众需求有良好的匹配度。

参考文献：

[1]蒲军平，池延东.考虑摩擦与刹车制动力作用时的车桥耦合振动数值分析[J].科技通报，2012（01）.

[2]任杰，张俊辉，谢留宏.儿童安全座椅使用若干问题探讨[J].公路与汽运，2011（02）.

汽车儿童安全座椅篇4

1汽车儿童安全座椅结构特点

1.1分类

在过去40年以来,因为儿童安全重视度的提高,开发出很多不同种类的汽车儿童安全座椅,以便不同年龄与身高的儿童使用。目前,市场上的儿童座椅主要包含了婴儿、婴幼儿、儿童型座椅,也包含了全能型座椅。

按照儿童的体重,汽车儿童安全座椅可以分为:A组,体重小于10kg;B组,体重小于13kg;C组,体重在9~18kg之间;D组,体重在15~25kg之间;E组,体重在22~36kg之间。

按照儿童的年龄,汽车儿童安全座椅可以分为:A组,0~1岁;B组,1~4岁;C组,4~8岁;D组,8~12岁。

按照在车上的摆放位置,可以分为:通用、半通用、特殊车辆和受限制几种类型。

要注意,不同的儿童座椅,其结构、固定方法以及固定的位置都会有所差异[1]。

1.2安装

1.2.1 LATCH系统

根据法规条例,在所有的汽车后座上,都有儿童安全座椅的固定点,方便于儿童安全座椅的安全,位于坐垫与靠背之间。儿童安全座椅的底部包含了连接件,可以是可变形的,也可以是刚性的,从而连接企业座椅较低位置的固定点。此外,在座椅的上部也要求有固定点,用于儿童座椅上拉带的连接。上拉带与较低位置的固定点,就相互组成LATCH系统,如图1所示。

此类安全系统可以脱离安全性,独立的工作,并且安装也非常的简便,减少了儿童座椅错误使用的可能性,为儿童提供更好的行车安全保障。

1.2.2 ISOFIX系统

本系统是根据国际标准制定的儿童安全座椅的快速刚性连接,如下图2所示。儿童安全座椅与车辆之间的刚性连接,是需要满足任何条件之下座椅的正确安装,和汽车的安全带没有直接的关系。在具体的要求中包含了:位于坐垫与靠背之间可以让车体本身同儿童安全座椅结合起来的刚哥刚性固定点;超前的座椅还包含了一个防倾斜的固定点[2]。相比LATCH系统,ISOCH系统除开低位置刚性连接之外,对于上部的固定点并没有强制性的要求,如图2所示。

通过ISOFIX标准化的安装方式,可以将0~4岁儿童伤亡概率降低22%,特别是对颈部的保护。但是,国内拥有ISOFIX装置的车型很少。

2汽车儿童安全座椅的改良设计

考虑到汽车儿童安全座椅的结构特点,可以通过汽车儿童安全座椅的改良设计,让儿童安全座椅更具安全性、舒适性与美观性。所以,本章节制定了一个改良设计方案,希望对后续的设计有一定的借鉴意义。

2.1草拟及定案

通过设计定位和市场调研,在多次的手稿设计之后,画出产品的结构细节部位手稿,再经过整理、改进、筛选、组合等,最终定稿如下图3所示。在设计的过程中,需要考虑到儿童安全座椅整体的感觉,通过简约不简单的造型与成熟的人机尺度,再配合上鲜明的色彩与成熟的制造工艺,就能够设计出一款符合大众需求的多功能安全座椅。

这一款儿童安全座椅设计偏向于色彩简洁、造型大方,通过柔和的曲线和宽阔的弧面构成座椅的整体。本方案设计来至于——抱小孩的母亲。当母亲怀抱自己的小孩时,会用一只手托住孩子的背部,另外一只手托住孩子的臀部,让其更好的贴在妈妈的怀抱里,将孩子的头部放在自己的肩膀上。保持这样的姿势即便是激烈的运动状态,都很少惊醒熟睡的婴儿。本款座椅头枕位置是向下凹进的,两侧则是向外突出,这样可以保护儿童的头部,就好比张开的双手保护着儿童头部,如下图4和5所示。另外,这一款儿童安全座椅的细部设计也非常精细,尤其是在安全卡带上,设计的非常的技巧;安全卡带同汽车连接栓带的调节器相互的连接,拥有收缩和360°的功能。旋转带避震、定向轮子;边界的可以脱卸坐垫,也可以同汽车相互的结合,这样不但使用方便,而且设计更加的人性化;在椅背上拥有储存物品的空间,可以放置小型的出行用品[3]。

2.2产品可行性与创新点

第一,人机尺寸;一件优秀的设计产品,不但是体现在形式与功能上,更多的是要考虑到在使用过程中,产品是否能够满足人们的使用习惯和生理特征。这就要求在设计产品的时候满足人机工学的要求。

汽车儿童安全座椅主要是根据儿童的身高比例、生理特性、受力情况等进行设计。人体脊柱包含了12节胸椎、7节颈椎、5节腰椎,以及骸骨和尾骨共同的组成,通过软骨组织和韧带组织相互的联系,这样才可以方便人体的回转、侧屈与屈伸等活动。

当人在自然站立的时候,脊柱保持“S”的理想型曲线,这样腰椎就不容易产生疲劳。当保持坐姿的时候,因为不合理的座椅设计,很容易让人们的坐姿不正确,导致人体的脊柱出现变形,加速疲劳,这样就很容易出现要不酸痛等症状。所以,这一款儿童安全座椅的设计就能够很好的支撑儿童的腰部,让儿童的腰椎就可以保持在自然状态下,延缓其疲劳程度,这样才能够让儿童感觉到轻松。

第二,产品本身的重量只有5.6kg。

第三,本款产品的设计适合9个月~10岁,体重在9~30kg之间的儿童。

第四,产品的配色;考虑到人的情绪变化大部分都来至于色彩,漂亮的色彩搭配才可以让人感觉到身心的愉悦,同时也可以让人保持良好的精神状态。反之,刺目杂乱的颜色,会对人们的心理情绪产生影响,损害人们的健康。当儿童出生之后,其内心世界丰富多彩,对于世间万物都会产生好奇心,拥有超出常规的想象力,特别是针对色彩上,很敏感。所以,在设计儿童产品色彩的时候,就需要在合理设计色彩的基础上,将色彩的艺术化突显出来。其中,色彩艺术性设计需要考虑到产品色彩风格的塑造与配色两个方面。所以,儿童安全座椅色彩设计,需要考虑亮丽的颜色和明快的色彩这两个方面[4]。

3结语

总而言之,在汽车使用越来越频繁的潮流下,汽车儿童安全座椅受到的重视度在逐渐增加,在安全性设计的基础上,汽车儿童安全座椅更偏向于舒适性、安全性以及美观性的要求。所以,在今后的汽车儿童座椅安全设计中,就应该偏向于这一个方面的要求。希望在不久的将来,中国汽车儿童安全座椅的设计也能够同国外一样流行,为中国儿童带来一份行车的安全保障。

参考文献

[1]杜宁宁,肖婵.浅析中国汽车儿童安全座椅的发展现状及前景预测[J].汽车实用技术,2014(06):1-3.

[2]陈文利.儿童汽车安全座椅造型设计[J].价值工程,2013(23):50-52.

[3]张嘉雄.儿童汽车安全座椅迎发展春天[J].中外玩具制造,2013(11):74-76.

浅谈汽车安全座椅对儿童的重要性篇5

随着我国经济的迅猛增长，居民的生活水平也日益提高，越来越多普通居民拥有自己的私家车，儿童乘车出行已习以为常．那么做为祖国的栋梁，民族的希望，家庭的焦点――未成年人群，大家有没有想过他们在乘车时候的安全问题呢？

据有关部门统计，我国平均每年有18500名儿童死伤于道路交通事故，死亡率是欧洲的2.5倍、美国的2.6倍。交通事故已经成为中国儿童意外伤亡的第二大原因，仅次于溺水。这些惨痛的血泪事件再次提醒我们，儿童乘车安全座椅的重要性。在我们的日常生活中，对于儿童乘车尤其是在中国，大家都有这样一个误区，看看您是否也同样犯有这样的生活习惯。第一：开车时，许多家长喜欢把孩子抱在怀中，这是很危险的！

注：专家指出，怀抱孩子乘车是大忌。国际上曾有过这么一个试验：一辆以每小时50公里行驶的汽车，如果发生碰撞，一个9公斤的儿童瞬时会产生275公斤的冲力，撞击的片刻，孩子会像子弹一样飞出，或者成为家长的安全气囊！因而，在这种情况下，家长是无法保护好孩子的。尤其是处在一线城市的人们，每天车水马龙，汽车之间的碰撞已是家常便饭，因交通事故而伤亡的儿童数目也是相当之惊人的，非常遗憾的是，大家对之还没有觉醒，其实这样的意外在相当一定的情况下是完全可以避免的。

第二：让儿童坐在副驾驶位置。目前，汽车的安全装置如安全带、安全气囊等都是针对成年人设计的，对于身体承受能力较弱的儿童，无法提供足够的保护。儿童在成长过程中身体各部位的机能尚未发育健全，而汽车安全带、安全气囊等防护措施均根据成人身体标准设计制造，对乘车儿童的安全构成极大隐患。发生撞击时，被安全带绑住的儿童，颈部可能因无法承受冲力而折断，而安全气囊弹出后，很可能会将儿童闷死。

儿童乘车只有配备儿童安全座椅，才能最直接有效的保护好孩子。国内外专家研究结果证明：汽车使用儿童专用的安全装置可有效地将儿童受伤害的几率降低70%左右，伤亡的比例从11.5%减少至3.5%。儿童因正确地使用了经过安全测试的儿童汽车座椅而避免了致命伤害。事实证明，为孩子准备儿童安全座椅是多么的重要!

目前，世界上有超过50个国家和地区已经出台了相关的法规，强制儿童乘车必需使用汽车儿童安全座椅，同时也有相应的法规及生产和检测标准。瑞典在1982年开始要求7岁以下儿童乘车时，车上应备有保护儿童安全的装置。加拿大规定体重在18千克以下的儿童，乘车时必须坐在儿童安全座椅上。新西兰要求5岁以下孩童，必需使用合适的儿童安全座椅。英国在2006年9月18日通过法律，规定3岁以下孩童，3岁至12岁或135厘米以下孩童在车内必需使用儿童安全座椅或加高座椅。

汽车儿童安全座椅篇6

获得安全认证的汽车儿童座椅在使用时却未必安全，不论是欧盟ECER44/04还是美国FMVSS213法规标准都不能预测用户误操作后的危险，即使商家通过视频教学或产品使用方法贴纸等策略，也难避免由于理解误差导致的误读和误操作，文章从用户行为研究出发，以国内某款Group123儿童座椅为例，通过实际的问卷和操作调研获得一手误操作数据，结合易用性设计的理论分析，力求从造型设计的角度提供引导用户操作的建议，弥补结构和法规上不能恰当解决的误操作问题。

关键词：

误操作易用性设计工业设计儿童座椅CRS

中图分类号：TB472

文献标识码：A

文章编号：1003-0069 （2015） 02-0028-03

1 国内外学者研究现状

用户对汽车儿童座椅（CRS）的误操作会大大降低其安全保护性能，可能出现的情况包括撞击时加重儿童头部或颈部的伤害，更有甚者会产生致命危险。从Valerie等学者的研究中可以看出，提供详细的说明文件、视频资料等方法的确有利于降低误操作率，然而当用户面对CRS实物，并在车内环境中操作时情况比说明书要复杂得多，导致操作疑惑在所难免，而相关法规标准很难明确规范误操作问题，于是误操作隐患埋藏在各种满足碰撞安全标准的合格产品中上市，流向消费者手中。

从国内外学者研究的CRS主要误操作模式及概率数据可以看出，常见的误操作模式主要为：儿童安全带和成人安全带松弛或扭曲，固定座椅用成人安全带穿行错误，在学者Kathleen等人的研究中发现，系带舒适度，系绳使用，系绳存放方法是常见的误操作情况；在CRS的误操作研究中主要项目包括安全带引导操作，缚带长度调节，滑动夹套定位，座椅倾角锁止是否正确等。

2 调研分析的原理与流程

文章的调研原理基于张金焕教授、Kinetics、Kathleen等国内外学者对误操作的研究，基本流程如下图所示，首先立足于国内CRS市场用户误操作问题的普遍现象，在调研道具等选择中立足于国内市场环境和用户消费水平，调研过程让参与者自行操作并且自述体验，数据分析前首先对结果的信度和效度进行测试，最后结合易用性设计原理将结论转化成CRS的外观设计建议。

3 基于常见误操作方式的问卷与操作调研过程

3.1 调研前准备

调研采用半开放式问卷的方法，随机抽选40名有偿受试者，其中男性、女性受试者各占50%，年龄区间控制在20-35岁，其中本人年龄在20-24岁，为主要受试者（62.5%），以本科学历为主（72.5%），育有下一代的受试者占总体的40%，使用过儿童座椅的受试者占总数的20%。

调研用主要道具，使用车型为雪弗兰科鲁兹1.65L MT，该车符合调研通用型儿童座椅的后排座椅环境，调研用儿童座椅是一款Group 123组的某国产通用型儿童座椅，该座椅通过欧盟E44/R404法规认证，其设计了独特的l组成人安全带绑带方式等满足调研问题的条件。在学者Kathleen对于多款CRS的易用性研究中发现，当受试者操作2款以上CRS后其操作技能上升，影响数据准确性，因此本次试验只选择一款CRS作为调研座椅。调研用模特儿为软体坐姿模特儿，坐姿身高分别为480mm（代表一岁儿童）和670mm（代表7岁儿童）。

3.2 调研过程

工作人员要求每位受试者操作2次儿童座椅安装方式，分别是Group和Group2的操作。首先受试者需要通过CRS上的说明书贴纸学习操作方法，接下来受试者操作Groupl的安装方法，操作期间工作人员无提示并拍照及提问记录，再接下来进行Group2的操作，操作结束后工作人员告知正确操作方式。

调研问题选择，学者Kinetic将CRS易用性分为7大类型，笔者摘取其中的安装部分作为主要调研对象，调研问题参考学者Kop pel'6]的部分易用性问题同时有所增加，调研问题参考学者Jermakian”1的三点量表问卷方式，同时增加开放性反馈答案“儿童反馈”和“主观判断”。具体调研问题如下：

■ l组操作有关问题

0 产品独特设计的成人安全带穿引方式

0 产品独特设计的成人安全带固定方式

0 椅背倾角的调节功能引导方式

0 五点式安全带的卡扣安装方式

0 五点式安全带与儿童肩高位置规范方式

0 五点式安全带的松紧程度规范方式

■ l组操作有关问题

0 头枕的高度调节到合适位置操作方式

0 成人安全带的头枕穿引引导方式

0 成人安全带的扶手位置穿引引导方式

4 数据分析

调研有效问卷40份，共涉及问题1 1道其中有效题目9题，数据被录入统计分析软件SPSS中，获得信度oc值0.817 （0.8-0.9），效度KMO值0.738（>0.7），符合统计学要求的问卷有效信度和效度要求。

总体结果描述，与l组相关的问题均存在较明显的误操作情况，笔者将问题误操作的原因分类成完全不懂导致的误操作以及由于疑惑导致的误操作，其意义在于区分受试者误操作是因为完全不懂还是因为认知偏差（疑惑）导致的误读，这有助于在设计阶段有针对性地对产品进行改良。因为完全不懂而导致的误操作中Groupl产品独特设计的成人安全带固定方式比例最高（57.5%），其次是五点式安全带的卡扣安装方式（47.5%）和Groupl产品独特设计的成人安全带穿引方式（32.5%）。由于认知偏差（疑惑）导致的误操作中，最突出的是Groupl产品独特设计的成人安全带穿引方式（47.5%），由此可以推测受试者在唯一操作说明中获取了部分信息，不足以达到正确完成操作的目的，相比32.5%的完全不懂导致的误操作比例，与学者Rudin'8]自勺研究结果类似，其他结果如下表所示。

关于调研中出现“儿童反馈”情况的问题，一些反馈来自儿童而不是CRS，受试者习惯用自己开车或乘车的经验首先判断儿童是否舒适，再通过儿童反馈进行调试。较为明显的问题包括头枕的高度调节（35%），五点式安全带的松紧程度（32.5%），以及五点式安全带与儿童肩高位置规范（17.5%），这些问题的共性是在安装时首先反映的是舒适性，碰撞时反映的才是安全性。

关于受试者选择“主观判断”的问题主要体现在舒适性上，且CRS没有给出明显提示的操作中，例如成人安全带的头枕穿引引导方式（275%），受试者称头枕穿引孔洞较隐蔽，当其位置低于侧撞保护部位时基本被忽略。五点式安全带的松紧程度规范（20%）也是受试者选择主观判断的问题之一，部分受试者会采用伸手试探松紧程度的方法进行判断，部分受试者会参考自己绑安全带时候的松紧程度判断。

关于五点式安全带操作问题总结。受试者对五点式安全带卡扣操作存在的疑惑，主要出现在用户缺乏操作五点式安全带卡扣的类似经验，典型问题出现在“先对齐再下按”的操作方式中，在排除会操作的20%受试者后，多数受试者默认卡扣的安装方式是插好一个再插另一个；另外在安全带两个卡扣的拼接方式上，如图所示问题主要出现在两个卡扣的方向性识别上，受试者认为从卡扣的形状上很难辨别其逻辑性。

关于逻辑顺序与方向的问题总结，调研期间受试者反映较为频繁的是操作和说明逻辑性问题，因此导致的误操作包括操作过程变繁琐以及缺步骤等，例如调研用的CRS两张说明贴纸之间没有标注明确的逻辑关系，导致一些受试者反馈只看了一幅图，虽然看不懂，但希望能够用结果反推过程；在l组成人安全带绑带穿引路径上也出现了逻辑顺序问题，部分受试者依据成人安全带绑带的经验判断，安全带卡扣固定后即视为安全带已绑好，因此忽略了CRS上的安全带固定夹扣及相关操作。

由调研结果总结得出，“完全不懂”和“疑惑”导致的误操作较突出的前三位问题是完全吻合的，这说明产品在这三个问题上没有给予用户清晰的指导方式，而在“儿童反馈”和“主观判断”两种出于用户本身的指导操作判断方式中，主要问题集中在安全带及头枕位置。文章将上述6大问题筛选得出4个从外观设计的角度可以探讨和解决的方向，具体如表4。

Cooper指出，研发人员与用户的知识背景和操作方式的差异，导致了产品的易用性降低，在CRS产品中高安全性的操作要求和初始用户无经验性操作矛盾中，同样存在类似问题。Reiss指出在符合人机工学的前提下，可以通过与用户的行为流程一致或符合用户的思维逻辑的方式，达到提升产品易用性目的。诺曼与其观点类似，他认为可以通过外观设计上的语义因素，逻辑因素，物理限定因素等限定和引导用户的行为，减少出错概率，从而提升产品易用性。下表格中，笔者就问题特征及用户需求点，按照Reiss和诺曼的方法论指引，提供了如表4所示的方案改良。

汽车儿童安全座椅篇7

关键词：汽车座椅头枕,安全性能,试验台架,检测系统设计

0 引言

根据GB11550-2009的规定和试验台的控制需求, 本实验台检测系统选用2个EMG系列高稳定性加速度传感器和1个TD-1型行程位移传感器。计算机控制系统是在模拟反馈控制系统的理论基础之上发展起来的一种新型控制系统, 实质上是一种数字控制系统。

1 硬件系统

硬件系统的组成如图1所示。

1) 硬件开发的基本原则: (1) 经济合理; (2) 安全可靠; (3) 有足够的抗干扰能力。

2) 传感器。传感器是将要测量的物理量转化为电信号的装置, 电信号的大小与被测量的物理量成比例。本实验台检测系统选用2个EMG系列高稳定性加速度传感器 (图2) 和1个TD-1型行程位移传感器[1] (图3) 。

3) 信号调理设备。信号调理是将传感器输出的信号进行放大、滤波、隔离和信号变换等处理, 使处理完的信号能被数据采集卡采集。

4) 数据采集卡。数据采集卡是为使用计算机进行数据采集和控制而设计的。用PCI-1710HG板卡构建完整的测控系统还需要接线端子和通信电缆。数据采集卡分辨率根据系统待测信号所需分辨率确定, 在此装置中, 2个EMG系列高稳定性加速度传感器安装在摆锤对称位置上, 再将此信号接入多路同采的AD卡。通过测得的2路加速度信号进行同相位平均, 最后得出冲击加速度的时间历程[2]。

5) 抗干扰性。系统噪声的引入主要通过导线传导、电源、接地电位差几个途径。采取适当方式良好接地, 以减少外部噪声[3]。

2 软件系统

软件系统应用VC++和面向对象的程序设控制A/D转换、进行数据传递、数据处理及数据的存储、显示等。方法在Windows NT下进行设计, 其组成如图4所示。

3 检测方法

根据测试项目要求, 需要检测刚性球体撞击瞬间的速度, 并以此作为加速度采样的触发点来获取冲击锤头的减速度曲线[4]。最终检测方案如下:1) 刚性球体冲击加速度的测量。2) 加载液压缸活塞杆的位移。3) 刚性球体冲击加速度的测量。

4 结论

本文设计了试验台的计算机检测系统。通过在刚性球体上安装加速度传感器和活塞杆上安装位移传感器测试所需要的参数。设计的检测系统基本能够满足要求, 性能可靠稳定。

参考文献

[1]王吉祥.汽车座椅头枕动态加载试验台的设计[D].长春:长春理工大学, 2011.

[2]张洪欣, 林逸.汽车座椅的性能设计与实验[D].长春:吉林工业大学, 1988.

[3]李壮云, 葛宜远, 陈尧明.液压元件与系统[M].北京:机械工业出版社, 2009.

汽车儿童安全座椅篇8

《汽车座椅安全带安装固定点》是汽车被动安全中要求必须通过的重要法规。本法规试验是一种破坏性试验,即一台白车身仅能进行一次试验。重复的实车试验必然造成大量的物资和时间浪费,因此在实际中多采用CAE仿真的方法来模拟这一试验过程。目前国内类似的准静态仿真主要基于隐式[1]和显式[2,3,4,5,6]两种有限元方法,但是隐式方法存在较大收敛性问题,需要花费大量时间进行前处理,而显式分析模型计算精度通常低于隐式分析模型的计算精度。许多设计机构采用的仿真模型精度和稳定性有限,不能很准确、可靠地预测试验结果,导致在节省成本和缩短时间上效果有限,从而缺乏说服力。本文通过考察常用的两种仿真方法的优劣,选用较为合理的显式有限元方法,并根据多次仿真和试验对比,对传统仿真模型中的关键参数进行逐步修正,最终得到与试验高度吻合的结果。经多次重复试验验证表明,本文得出的结论能够可靠地提高仿真精度,切实减少人力、物力和时间浪费。

1 显式分析与隐式分析理论

对于一般的物理模型,总是可以建立下面的运动方程:

$Κ D + C \dot{D} + Μ \ddot{D} = F$

式中,K为刚度矩阵;C为阻尼矩阵;M为质量矩阵;D为节点位移;F为载荷。

任何一个物理过程,在仿真软件中总是被抽象为上述运动方程。在求解这一物理模型的过程中,显式分析和隐式分析都率先计算模型节点加速度,然后通过节点加速度积分依次求得节点速度和位移,两者区别在于求解加速度的方法上。

显式分析采用递推法,首先在t-Δt时刻计算得出t时刻节点位移Dt和节点速度 $\dot{D}_{t}$ ,进而求得t时刻的节点加速度 $\ddot{D}_{t}$ ,然后再求t+Δt时刻的节点位移和节点速度。如此依次循环计算,就可以轻松得到各个时刻下的历史信息。为了满足递推求解的稳定性要求,计算时间步长Δt必须取非常小的值。

隐式分析采用迭代法,以常见的NewMark法为例。首先假设

$\begin{array}{l} D_{t + Δ t} = D_{t} + Δ t \dot{D}_{t} + (Δ t)^{2} [(0.5 - β) \ddot{D}_{t} + β \ddot{D}_{t + Δ t}] \\ \dot{D}_{t + Δ t} = \dot{D}_{t} + (Δ t) [(1 - γ) \ddot{D}_{t} + γ \ddot{D}_{t + Δ t}] \end{array}$

其中,β、γ是分析者根据系统特征人为设定的系数。上述假设在γ≥0.5且β≥(2γ+1)2/16时是无条件稳定的。经过推导,得到

$\ddot{D}_{t + Δ t} = Κ^{- 1} F_{t + Δ t}$

其中K矩阵求逆的过程很复杂,这就使得隐式分析耗费大量的计算资源。

隐式算法可以设置较大的时间步长,但是在面对复杂接触和非线性问题时,大的时间步长会使解的收敛异常困难,因此不得不减小时间步长以获得稳定合理的结果,甚至减小到与显式算法时间步长等同的程度,此时将耗费巨大的计算资源,而显式积分法能够简单有效地描述这些问题。因此,在模拟高速动力学事件、复杂接触问题、非线性准静态问题时,选用显式积分方式更有优势,这也是国内外主流技术机构越来越多采用显式方法的原因。

2 安全带拉伸试验简介

安全带拉伸试验用来验证车载安全带系统在车辆紧急减速时是否具备足够的强度为乘员提供保护。通过图1所示的上下人体模块,沿车辆纵向中心平面与水平方向成向上(10±5)°的方向施加力载荷,以尽可能快的速度加载至规定值,并至少持续0.2s。通常整个实车试验过程持续15s左右。对于三点式安全带,上下人体模块规定值均为(13500±200)N,对于两点式安全带,上车体模块为(13500±200)N,下车体模块为(22250±200)N。此外,如果有安全带安装点位于座椅上,还应加入相当于20倍座椅重力的力。

3 分析模型

利用有限元前处理软件Hypermesh建立如图2所示的安全带试验仿真模型。取D柱安全带安装点螺栓附件位置上一点,通过比较仿真与实际试验中该点的位移,来判断仿真模拟的精确程度。在仿真模型中,该节点号为2107497。

图3所示为初步建立的模型仿真结果与实车试验结果,对比可见,两者有较大差距。

(a)实车试验结果 (b)初步仿真结果

实际试验中,所选参考点位移为96.5mm,而在初步仿真模型中,这一参考节点位移达到127.256mm,后者比前者大31.6%。这一仿真结果低估了结构的强度,因而,在此仿真技术基础上设计出的结构强度太过保守,从而提高了整车成本。下文将对单元类型、加载速度、加载方式、网格优化四个方面逐步进行分析调整,提高仿真精度。

3.1 单元类型选取

3.1.1 HL单元

HL单元基于薄壳单元的两点基本假设:①垂直于中面的线应变可以忽略;②与中面平行的截面上法向应力可以忽略。

HL单元是从8节点体单元通过压缩降级得到的,因此与体单元兼容性非常好。这样,可以沿用LS-DYNA之前为体单元开发的各种技术。由于上述两点假设只有在大位移和大应变条件下才认为是成立的,因此,HL单元适用于大位移和大应变问题的研究,但其缺点表现为需要耗费大量的计算时间。

3.1.2 BT单元

由Belytschko和Tsay共同开发的BT单元于1981年在LS-DYNA中得到应用,其主要优势在于保证计算精度前提下有超高的计算效率。与HL单元相比,在采用厚度方向5点积分的情况下,BT单元仅需做725次数学操作,而HL单元需要做4050次数学操作,选择性缩减积分HL单元更是需要做35 350次数学操作。

BT单元算法之所以高效,是因为采用了如下两点简化处理手段:①通过嵌入一个基于节点的固定坐标系分离了旋转分量,避免了复杂的非线性力学特性;②在组集方程时,采用柯西应力矢量的形式,简化了计算应力分量的难度。

在单元节点共面的情形下,这两点简化不会对计算精度造成任何影响,且能大幅减少计算耗时。传统仿真模型中通常采用BT单元的形式进行计算。

3.1.3 BWC单元

由于BT单元局部坐标系是建立在平面几何上的,故对于单元节点不共面的情况,即所谓的扭曲梁问题,BT单元无法给出合理的答案。BWC单元通过新增一个单元翘曲变形刚度,加入了单元扭曲的计算,从而对这一缺陷进行了修正。

3.1.4 全积分单元

BT单元和BWC单元都采用了缩减积分的方式,在单元面内只使用一个积分点,减少了积分次数,从而进一步提高了计算效率,同时引入了沙漏模式来控制缩减积分带来的零能模式。全积分单元采用与BT单元相同的单元坐标系,但是在线性四边形单元平面内选择2×2个积分点,能够处理单元的弯曲问题。如今在计算机硬件条件已经大幅改进的情况下,使用全积分单元的计算时间已经变得可以接受,而且其计算结果更加真实、精确。

3.1.5 结果对比

表1列出了选取四种单元得到的节点位移和计算时间。可以看出,BT单元和BWC单元分析结果区别不大,而全积分单元虽然计算时间稍长,但与BT单元相比,节点位移减小了8%。HL单元计算时间和计算精度都处于居中的水平。因此采用全积分单元使仿真结果更准确。在后续分析中,将采用全积分单元取代BT缩减积分单元。

3.2 加载速度选取

对于准静态模拟而言,加载时间的确定是一个关键问题。对于一般的物理过程,如果按照其固有持续时间来加载,可以确定将获得一个准确的解。而在实际仿真中,为了缩短计算时间,需要人为地提高载荷速率,只要能够控制模型的动态效应,使结果受到惯性效应的影响很小,就可以认为等同于准静态情况。由文献[3]可知,加载速率在40km/h以下时显示计算结果与准静态结果非常接近。而本试验并不以速度为输入条件,因此加载速度难以控制。事实上,结构的最低模态,决定了其动态效应被激发的临界点[7]。本文首先计算仿真模型的局部模态,然后以其最低模态为参考,确定合适的加载速度。

对安全带固定点局部模型进行模态计算,得到一阶模态仿真结果如图4所示。

根据仿真结果,该安全带固定点局部结构的最低模态为76.1Hz,对应周期为12.5ms。当载荷周期为12.5ms时,顶盖位置将发生共振,产生严重的动态效应。为了避免这种情况发生,应使载荷周期大于12.5ms。为此,加载时间分别取50ms、75ms、100ms、125ms,并分别保持20ms。

表2列出了在不同加载时间的情况下计算得到的节点位移及计算时间,其中,ts为实车试验的加载时间,模型单元采用全积分单元。

结果表明,加载时间从50ms增加至75ms时,模型计算结果有较大改进,节点位移的改进量约为17%,在加载时间为75ms时,节点位移的计算结果最接近实车试验结果。继续延长加载时间,仿真节点位移比实车试验值逐渐偏小。因此,加载时间为75ms,即等同于模型最低模态对应周期的6倍时,仿真结果与试验值最为接近。

3.3 加载方式选取

突变的加载会在模型中产生非真实的应力波,从而激发模型的振动,在准静态分析的加载方式中,应尽量使加载力平滑。在LS-DYNA的关键字中,有两种加载曲线定义方式,分别为斜坡加载和平滑加载,如图5所示,其中上人体模块施加力为13 700N,下人体模块施加力为22 700N。

平滑曲线在整个加载过程中呈S形,其加速度曲线的二阶导数连续,避免了加载初期和末期的加速度突变,也就避免了突然加载和突然卸载造成的冲击振荡。定义*DEFINE_CURVE_SMOOTH中各参数值,就可以非常容易的得到平滑加载曲线。

1.上人体模块 2.下人体模块

由斜坡加载和平滑加载得到的节点位移分别为96.7mm和98.4mm。结果表明,两种加载方式对最终参考节点位移的影响不大,但是平滑加载能更快更平稳地达到稳定状态。

3.4 网格局部优化

在某些较窄的焊接翻边区域,往往有较大变形。传统仿真模型没有对这类区域进行特殊处理,翻边只有1～2层网格,意味着此时宽度方向仅有2～3个节点,这将无法准确描述复杂的曲面变形。而且较少的节点也导致接触搜索失效,该区域则会出现失真的穿透和毛刺现象。本文对这些区域网格进行了局部细化,其结果如图6所示。图6是细化前后的仿真结果对比。图6a中,网格变形尖锐,不同部件之间甚至出现了交叉现象,这是非真实的。图6b是经过细化网格后的仿真结果,局部变形更加光顺,也没有出现部件交叉的现象,细化网格后的仿真结果更加真实。

(a)翻边单排网格(优化前) (b)翻边三排网格(优化后)

3.5 最终结果及验证

将优化的模型与最初模型对比,其结果如表3所示。

由表3可见,对比模型优化前后的计算结果可见,优化后的局部变形光滑而真实。模型优化前后的仿真结果节点位移改进幅度达21%,实车试验中该节点位移为96.5mm,模型优化后的节点位移误差仅为4.1%。满足工程应用需求。

从图7的仿真与试验对比中也容易看到,优化后结果变形与实车试验变形结果接近度相当高。

(a)实车试验结果 (b)优化后仿真结果

这种经过优化的模型已在多款国产微客的座椅安全带仿真中得到使用,表4列出了其中三款车型共7次试验的数据。可以看出,仿真误差基本控制在试验值的5%以内,其精度较高,稳定性较强。

4 结束语

对于汽车座椅安全带固定点试验的仿真分析,使用基于显式算法的计算模型,能够较方便地模拟真实试验过程。在此基础上,通过改进模型关键参数和局部细节处理方法,使得仿真结果精确度和稳定性大幅提升,计算结果可以准确反映实际试验结果,可靠的用于设计指导和性能评判依据,从而取代成本高、周期长的实车试验过程,成为工程师结构设计的有力工具。

参考文献

[1]徐中明,郝炜雅.汽车座椅强度及碰撞仿真分析[J],重庆大学学报,2009,32(5):512-515.

[2]胡玉梅.汽车正面碰撞设计分析技术及应用研究[D].重庆大学,2002.

[3]苗强,葛如海,高卫民.车用儿童约束装置建模与仿真分析[J].上海汽车,2007(4):20-24.

[4]朱静.大客车顶部结构强度分析及翻滚碰撞性能研究[D].西安:长安大学,2008.

[5]王青春,范子杰.利用LS-DYNA计算结构准静态压溃的改进算法[J].力学与实践,2003,25(3):20-23.

[6]许早龙,范朝兵.基于LS-DYNA的汽车安全带固定点强度研究[J].力学与实践,2010,32(3):105-110.

汽车自动平衡座椅设计的研究篇9

汽车作为一种交通工具,从某种程度上来说已经成为了一种生活的必须品,虽然还没有达到普及的程度,但是作为一种我们生活中最常见的交通工具,其各种安全性能和人性化的特点已经深深的融入到我们生活的每时每刻,与我们的感受息息相关。传统的汽车座椅相对整体车身是比较固定的,而当汽车在转弯行驶或者是颠簸的山路上行驶时,这种相对固定的座椅会将汽车行驶中产生的转弯离心力和高低不平衡的震动直接传递给驾驶员和乘客,从而极大的影响了驾驶员和乘客的舒适性和驾驶的安全性。

在传统驾驶座椅的基础上,提出了一种全新的汽车自动平衡座椅装置,该平衡座椅装置通过感应器,同步带和电机等集成的自动控制系统,直接将汽车转弯或者行驶颠簸山路所产生的离心力和不平衡震动进行传递转换,并以此驱动汽车座椅进行自动的调整,确保驾驶员和乘客无论在任何状态都与地面保持一个相对平衡的姿势,从而在很大程度上缓解了驾驶员和乘客的紧张状态,能够以一种很自由、平和、轻松的心态去享受乘坐汽车带来的快乐。

1 技术方案

汽车在行驶过程中将转弯或者颠簸路上的离心力和振动通过感应器感应平衡球的移动传递给电机;电机驱动同步带传动装置调整座位的具体位置,并驱使座位始终和地面保持在一个相对平衡的位置;安全固定皮带将驾驶员和座位固定为一体,确保驾驶员的安全性和舒适性。

2 结构设计

平衡座椅主要由安全固定带、真皮座位、支撑装置、平衡装置、电机、安装基板、同步带传动装置和平衡球感应装置等部分组成。

从图1中我们可以看出,平衡球13安放在平衡球支撑座12里,平衡球支撑座12安装在安装底板8上;实时感应器14安装在感应器安装板15上,感应器安装板15安装在平衡基座4上;同步带夹持体9安装在真皮座位2上,传动同步带10安装在同步带夹持体9上并与传动同步带轮11相啮合;传动同步带轮11安装在平衡电机7上,平衡电机7安装在安装底板8上;平衡传动轴5安装在平衡基座4上,并平衡传动轴5的两端与左支撑机构3和右支撑机构6相固定联结,左支撑机构3和右支撑机构6安装在安装底板8上;安全固定带1与真皮座位2相连接。

3 自动平衡座椅的工作原理

当汽车在转弯或者颠簸路上时,因为自重的缘故,平衡球13会向离心力相反或者位置较低的方向运动,并因此而触动实时感应器14,并由实时感应器14将触发信号反馈给控制系统从而驱动平衡电机的旋转运动,平衡电机将动力通过传动同步带11经由传动同步带10和同步带夹持体9传递给真皮座位2,从而达到调节座位的作用,而安全固定带1将保护驾驶员与真皮座位2保持相对静止,以最终达到自动平衡的目的,增加汽车驾驶员在驾驶过程中的舒适性和安全性,从而极大的提升驾驶乐趣,实现更人性化的驾驶体验。

1.安全固定带;2.真皮座位;3.左支撑机构;4.平衡基座;5.平衡传动轴;6.右支撑机构;7.平衡电机;8.安装底板;9.同步带夹持体;10.传动同步带;11.传动同步带轮;12.平衡球支撑座;13.平衡球;14.实时感应器;15.感应器安装板

4 结束语

自动平衡座椅不仅可以在汽车转弯时很好的克服因转弯速度过快带来的离心力导致的身体不平衡,在上下坡路和各种颠簸山路上也有一种如履平地的感觉,会给驾驶员和乘客带来一种舒适体验,同时并最大限度的保证了驾驶员和乘客的安全。

参考文献

[1]中国机械工程学会输送机械编委会,运输机械设计与选用手册[Z].北京:化学工业出版社,2009.

[2]吴宗泽.罗圣国,机械设计课程设计手册第三版[M].北京:高等教育出版社,2008.

[3]Hindhede I,Uffe.Machine Design Fundamentals:APractical Approach.New York:Wiley,2003.

[4]Orlov P.Fundamentals of Machine Design.Moscow:MirPub,2007.

汽车座椅通风功能应用浅谈篇10

现代轿车早已摆脱了作为代步工具的单一概念, 设计思想更提倡人与车的融合。汽车座椅的功能逐渐的延伸, 已经不仅仅拘泥于提供良好的驾驶、乘坐姿态。在高档轿车上, 设计人员赋予了汽车座椅按摩、通风的功能, 以满足消费者日益增长的需求。乘客坐在座椅上时, 身体后部与椅面紧密接触, 接触部分空气不流通, 不利于汗液的排除, 会使人体感到不舒服。设计人员用风扇向座椅内注入空气, 空气从椅面上的小孔中流出, 实现通风功能。通风功能有效改善了人体与椅面接触部分的空气流通环境, 即使长时间乘坐, 身体与座椅的接触面也会干爽舒适。下面介绍主机厂某一款通风功能座椅设计及其性能要求。

1、通风功能工作原理

该款座椅的通风功能与加热垫是集成在一起的, 上面是加热垫, 下面是通风功能装置 (见图1) 。其中通风功能是通过在座椅坐垫和靠背发泡背面上增加风扇, 利用风扇将空气吸入后导入通风层, 气流再从通风层表面向上渗透经过加热垫流向座椅面套表面 (座椅面套是采用打孔皮) , 使乘员在炎热天气情况下可以使用通风功能来散去臀部、背部的汗液, 给乘客带来舒适感。

2、座椅通风装置常见性能要求

2.1 通风系统噪音

要求座椅空载时, 测试通风装置工作噪音小于50分贝。

2.2 工作电压范围

通风装置工作电压为+9V到+16V, 当电压大于工作电压时, 会高电压保护自动切断加热功能, 当工作电压低于工作电压时, 会低压保护自动短路, 通风装置停止工作。

2.3 进出模拟

试验将一个标准假人臀部, 在一定角度内摆动, 将假人臀部从坐垫内侧向外侧旋转, 臀部旋转至最外侧时为一个循环周期, 共需要进行规定次数的周期。试验温度为30℃。试验后要求加热功能、通风功能完好无损, 如图2。

2.4 膝部试验

试验将一个模拟膝部的球头, 加载一定的力在坐垫上 (下面有加热通风装置区域) , 一个循环周期为上下运动, 共需要进行规定周期, 试验温度为30℃。试验后要求加热功能、通风功能完好无损, 如图4。

2.5 坐垫、靠背驾驶模拟试验

室温下, 假人模拟正常坐姿乘坐在坐垫/靠背上, 实验分别进行规定周期, 实验结果要求加热垫功能无损坏, 实验后检查加热垫的加热特性是否明显变化, 如图5。

2.6 热成像响应--通风装置