10.16638/jki.1671-7988.2021.05.026
马贺贺
（徐州徐工汽车制造有限公司，江苏徐州221000）
摘要：随着商用车的发展，人们对驾驶舒适性的要求越来越高，通过增加座椅扶手功能提高长时间驾驶的舒适性，减轻疲劳成为产品提升的重要方向。文章主要从座椅扶手的应用、布置设计、扶手使用舒适性分析、行车操作舒适性分析等几个方面进行分析，阐述了商用车扶手设计的思路及注意要点，从理论上分析商用车座椅配备扶手功能的可行性。
关键词：商用车；座椅；扶手；设计
中图分类号：U463.8 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2021)05-92-03
Brief Introduction to the Design of Driving Seat Armrest for Commercial Car Owner
加长汽车
Ma Hehe
( Xuzhou Xugong Automobile Manufacturing Co. Ltd, Jiangsu Xuzhou 221000 )
Abstract: With the development of commercial vehicles, people have higher and higher requirements for driving comfort,by increasing the function of seat armrest to improve the comfort of driving for a long time, reducing fatigue has become an important direction of product improvement. This article mainly from the seat armrest application, layout design, armrest comfort analysis, traffic operation comfort analysis and other aspects of analysis, the design idea and key points of commercial vehicle handrails are expounded, the feasibility of armrest function of commercial vehicle seat is analyzed theoretically.
Keywords: Commercial vehicles; Seats; Armrests; Design
CLC NO.: U463.8 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2021)05-92-03
引言
随着我国经济的发展，重卡长途运输行业不断繁荣，长途高速驾驶时间加长，驾驶员需长期保持驾驶姿势，易产生腰背及脊椎疲劳。如何减轻脊椎负担，减轻驾驶员长距离行驶疲劳，提高座椅的驾乘舒
适性，成为一个重要的产品提升方向。本文主要是对商用车主驾驶座椅配备扶手功能，提高舒适性进行的相关设计校核。1 座椅扶手的应用分析
1.1 扶手地对标分析
通过分析国内外主流品牌商用车主驾座椅均有扶手功能，且扶手的布置形式基本一致，座椅右侧均布置座椅扶手，部分品牌座椅左侧也布置有扶手；座椅扶手均为可调节式扶手，通过螺栓装配在座椅靠背侧面；在使用时放下，在上下车等影响操作方便情况下将扶手抬起，整个结构简单，操作方便。
1.2 扶手布置的分析
根据对竞品座椅地对标分析，同时对驾驶员的驾驶习惯调查统计，在长途驾驶工况下，司机由于长期久坐脊椎酸痛，
作者简介：马贺贺（1990-），男，助理工程师，本科，就职于徐州徐工汽车制造有限公司，从事车身总布置及驾驶室悬置举升系统研究。
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马贺贺：浅谈商用车主驾驶座椅扶手设计
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均习惯于单手握方向盘驾驶，另一只手依靠在左侧门饰肘托上或者依靠在座椅扶手上，来减轻脊椎的压力；由于车门饰板肘托可提供扶手支撑点，同时座椅左侧扶手对上下车方便性影响较大，故只增加座椅右侧扶手功能；且采用可调式扶手结构，提高主驾驶位置到驾驶室内侧的通过性。
图1 竞品分析
2 扶手的布置校核
2.1 扶手的布置设计
扶手可以给司机长途驾驶提供舒适的肘部支撑点，缓解背部的疲劳，提高驾乘的舒适性[1]；如果扶手的布置位置不合理，不仅无法起到扶手的功能，而且对正常驾驶、换挡、转向等操作都会产生一定影响，故需对扶手的位置进行详细设计，同时对驾驶舒适性及操作舒适性进行分析。
在对扶手进行布置时，应注意以下几点：（1）使手臂处于合理舒适位置，各关节在舒适允许角度范围内；（2）扶手布置高度影响手臂支撑点状态；（3）扶手距离座椅中心的距离影响手臂展开的角度；（4）扶手长度影响手臂的舒适性区域；（5）扶手的表面硬度影响接触时的舒适性；（6）扶手的最小宽度影响对手臂的支撑面积，其中扶手的高度和距离中心的宽度是关键的控制尺寸[2]。
图2 扶手布置设计要点
现有扶手长度为380mm ，宽均为64mm ；扶手上部表面发泡较软，尾部为调节旋转轴，旋转轴与靠背连接。
对扶手进行布置分析，通过其端部安装结构，将扶手相贴于靠背侧面，其内侧面至座椅R 点中心的横向距离为250mm ，结合不同人体大小以及相关推荐值，扶手内侧面至座椅R 点的横向距离为220mm ~325mm 。
奇瑞图3 布置位置及安装结构
由于扶手在横向的位置与其高度密切相关，在其横向位置确定后进行扶手高度的设计；扶手主要为肘部提供支撑，故扶手应位于肘部以下并在R 点以上，结合不同人体大小以
及相关推荐值，扶手上表面至座椅R 点的高度距离为165~185mm ；同时结合其横向位置，现将扶手布置于距离H 点高度为170mm ，横向距离座椅R 点中心250mm 的位置。
由于扶手长度为380mm ，结合不同人体大小以及相关推荐值，扶手上平面与躯干线的交点与扶手最前端水平方向距离不小于200mm ，与扶手最后端水平距离不小于50mm ，同时为避免扶手在抬起时与肘部干涉，将扶手旋转轴放置于靠近靠背后部的位置处，使扶手最前端距离R 点200mm ，进行座椅周边
空间的校核。 2.2 空间可行性校核
座椅在任意位置应避免与周边零部件产生干涉；增加座椅扶手后座椅在最前最高位置、最前最下位置、最后最高位置、最后最下位置与周边零件间隙应大于15mm [3]；经过运动间隙检查，座椅在下跳到极限位置过程中扶手与右侧的驻车阀干涉；经过分析扶手与驻车阀干涉5mm ，由于座椅为运动件，座椅扶手与驻车阀的间隙应不小于15mm 才可避免干涉；对座椅扶手和驻车阀安装结构进行分析，将扶手向座椅内侧移动5mm ，驻车阀向左侧移动15mm ，可将扶手与驻车阀的间隙增大到15mm ，满足使用要求。
同时，扶手与周边方向盘、仪表板的间隙均大于100mm ，符合使用要求。 2.3 驾驶舒适性的校核
座椅扶手主要为肘部提供支撑，扶手的布置位置应能满足大部分人的使用要求，通过对SAE 标准下95%、50%、5%三种人体在正常坐姿情况下[4]，左手驾驶车辆，右肘放置在扶手休息工况进行舒适性分析，扶手位置应满足以上三种
人体均手臂可自然舒适的放在扶手上；如下图所示，经过对三种人体的设计分析，在扶手上平面距离座椅R 点Z 向的距离为170mm ，扶手内侧Y 方向距离座椅R 点距离为250mm 位置时，手臂均可舒适的放置在扶手上表面，满足不同人体驾乘需求。
同时，扶手上平面与躯干线的交点与扶手最前端水平方向距离不小于200mm ，在此范围内肘部均可舒适支撑在扶手上，通过对现有已开发长度380mm 的扶手初步布置分析，
汽车实用技术
94 该扶手上平面与躯干线的交点与扶手最前端水平方向距离为240mm ；通过对三种人体校核，手臂大部分均能得到扶手的支撑，满足较大部分人体使用要求。
图4 扶手使用舒适性校核
2.4 操作舒适性的校核
2.4.1 双手握方向盘驾驶姿态
通过对SAE 标准下95%、50%、5%三种人体在标准坐姿驾驶情况下，右手臂距离扶手的距离，具体如下：
图5 双手操作间隙校核
经过校核，在扶手布置位置满足双手驾驶舒适性的情况下，上述三种人体模型校核扶手与肘部均无干涉情况，满足使用要求。
2.4.2 双手握方向盘转向
通过对SAE 标准95%、50%、5%三种人体在双手大幅转向行驶情况下，右手臂距离扶手的距离，具体如下：
距离60mm 距离69mm 距离45mm
图6 方向盘操作间隙校核
经过校核，在向右大幅度双手转向过程中50%以下人体存在右肘与扶手轻微干涉问题，对操作舒适性有一定影响。
广州交通查询2.4.3 换挡操作
图7 换挡操作手柄与扶手间隙校核
①当座椅扶手水平放置使用情况下，操作杆极限操作范围内，换挡球头与座椅扶手距离较小仅有19mm ，手部与扶手干涉情况产生，影响正常换挡操作。
②扶手抬起与靠背平行情况下进行换挡操作，通过对SAE 标准95%、50%两种人体在极限换挡情况下，右手臂距离扶手的间隙，具体如下：
图8 扶手收起与肘部间隙校核
经过校核：95%人体极限换挡情况下扶手与肘部有14mm 间隙，50%人体，扶手与肘部刚好相贴，存
在干涉风险，不满足使用要求；通过将扶手在靠背的安装位置向后平移30mm ，在保证扶手的使用舒适性的情况下，提高行驶操作方便性[5]。
2.4.4 小结
座椅扶手的增加，对换挡操作舒适性有一定的影响，综合以上校核，将座椅扶手抬起情况下50%人体进行换挡较舒适，结合重卡司机以男性为主多为50%以上人体，故满足使用要求。
3 结论
通过竞品车型对标，结合门护板有肘托设计可提供左臂休息支点，同时出于上下车方便性角度考虑，主驾驶座椅只采用右侧扶手。
通过对驾驶舒适性和操作舒适性的分析，主驾驶座椅配备右侧扶手，在高速巡航状态情况下将扶手放下，为驾驶员肘部提供支撑点，减轻脊椎的疲劳，其对驾驶舒适性的提升效果明显；但对操作舒适性有一定影响，驾驶员可选择在低
速、高频操作工况时收起扶手，以避免扶手对操作的影响。
通过以上分析校核对座椅功能的优化提供一定参考，但需要对座椅扶手功能进行系统的主观评价，以确认对驾驶室舒适性的提升效果和对操作舒适性的影响。
参考文献
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[2] 钟柳华，孟正华，练朝春.汽车座椅设计与制造[M].北京：国防工业
北京现代ix352012款出版社,2015.
[3] 泛亚内饰教材编写组.汽车内饰设计概论[M].北京：人民交通出版
社,2012.
[4] 李惠彬，孙振莲.车辆人机工程学[M].北京：北京理工大学出版社, 2015. [5] 羊拯民.汽车车身设计[M].北京：机械工业出版社,2017.
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