關(guān)于汽車座椅乘坐疲勞的研究
瀏覽次數(shù)：297發(fā)布日期：2024-11-17
當(dāng)前的汽車座椅設(shè)計(jì)，著重考慮初始舒適性，較少考慮長期舒適性。長期乘坐疲勞會(huì)影響汽車上駕乘人員的旅途體驗(yàn)，因此，汽車座椅乘坐疲勞研究在當(dāng)下汽車出行日益頻繁的背景下顯得尤為重要。本文從座椅長期乘坐疲勞時(shí)間、疲勞緩解方法等角度對(duì)汽車座椅乘坐疲勞進(jìn)行綜述，為汽車座椅設(shè)計(jì)提供參考。
人體若長時(shí)間保持靜坐狀態(tài)，局部肌肉長時(shí)間受到壓迫會(huì)導(dǎo)致血液循環(huán)功能衰退，血管中血流量降低，無法及時(shí)補(bǔ)充營養(yǎng)。隨著肌肉負(fù)荷的增加，疲勞感隨之而來。當(dāng)肌肉擠壓部位血液流通受阻，肌肉活動(dòng)缺氧，代謝產(chǎn)生大量乳酸，且乳酸等代謝產(chǎn)物無法及時(shí)從體內(nèi)排出，長時(shí)間累積會(huì)造成肌肉酸痛。人體肌肉和骨骼的定期活動(dòng)，可以延遲這種疲勞。因?yàn)榛顒?dòng)會(huì)改變負(fù)荷受力位置，肌肉受力得到變換，在人體重新適應(yīng)新的重力狀況時(shí)，疲勞狀態(tài)的肌肉得到緩解。久坐疲勞主要包括兩種，第一種是長時(shí)間保持某一姿態(tài)時(shí)的困倦感；第二種是肌肉酸痛導(dǎo)致的不適感。對(duì)于第一種情況，從駕駛角度，出于安全考慮，道路交通法規(guī)定：連續(xù)開車4h，最少休息20min。從乘坐者角度，久坐疲勞主要是肌肉酸痛，脊椎疼痛，且隨著乘坐時(shí)間增加，疲勞感也逐漸增加。相對(duì)于站立而言，坐姿脊椎負(fù)荷更大，肌群活性相對(duì)較低，肌肉疲勞水平越高[1]。肌肉疲勞可以采用肌電測試方法進(jìn)行量化測試。陳曉靜等通過肌電信號(hào)分析方法對(duì)草原路況下駕駛員的駕駛和乘坐疲勞狀況進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn)，肩部肌肉疲勞程度高于腰部，頸部腰部肌肉可以通過扭動(dòng)等動(dòng)作緩解疲勞[2]。測試數(shù)據(jù)表明，頸部肌肉(胸鎖乳突肌)在50min后出現(xiàn)深度疲勞，背部肌肉(斜方肌)在80min后達(dá)到不可恢復(fù)的疲勞，腰部肌肉(豎脊肌)在60～80min內(nèi)出現(xiàn)疲勞狀態(tài)，且女性腰部肌肉比男性更抗疲勞。趙永超等對(duì)拖拉機(jī)駕駛員肌肉疲勞狀況進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn)，豎脊肌腰部肌肉在70～75min范圍達(dá)到疲勞狀態(tài)[3]。趙曉華等結(jié)合心電信號(hào)和腦電信號(hào)分析發(fā)現(xiàn)，駕駛員在30min駕駛過程中達(dá)到疲勞狀態(tài)[4]。通過以上研究發(fā)現(xiàn)，肌肉疲勞狀態(tài)隨著人群、人的主觀及客觀狀態(tài)、路況、乘坐或駕駛姿態(tài)變化而變化較大。對(duì)于汽車座椅乘坐疲勞，我們主要關(guān)注的是頸部、肩部、腰部的肌肉疲勞。因此根據(jù)汽車座椅乘坐時(shí)間將肌肉疲勞狀態(tài)分為以下3個(gè)階段：階段一，少于40min，肌肉無疲勞感；階段二，40～80min，肌肉開始疲勞，只需稍作休息或調(diào)整姿態(tài)，疲勞即可緩解；階段三，超過80min，肌肉進(jìn)入深度疲勞狀態(tài)，需強(qiáng)制休息才能調(diào)整好狀態(tài)。良好的靜態(tài)舒適性、座椅靠背曲線符合人體脊椎生理曲線、座椅角度可調(diào)節(jié)為人體的舒適坐姿角度、座椅界面具備良好的體 壓分布狀態(tài)，可以延遲疲勞的到來時(shí)間。座椅應(yīng)具備較好的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)空間，目前多數(shù)中高級(jí)車型配備的座椅多向調(diào)節(jié)功能(座椅前后調(diào)節(jié)、背靠角度、腰部支撐、腿托、按摩等)，可以動(dòng)態(tài)調(diào)整身體的負(fù)荷承受位置，改善局部肌肉和脊椎的血液循環(huán)，緩解肌肉負(fù)荷狀態(tài)下的血流不暢，緩解疲勞。座椅設(shè)計(jì)應(yīng)預(yù)留外設(shè)裝置的空間，如物理支撐類的外置腰靠、枕墊、坐墊等，可以給脊椎、頸部、腰椎、臀部更加舒適地支撐。外置按摩類產(chǎn)品，通過施加外力來調(diào)整久坐姿勢下血液流通不暢導(dǎo)致的靜態(tài)疲勞[4]。外置熱敷類產(chǎn)品，通過局部加溫促進(jìn)血液循環(huán)，緩解身體疲勞。
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