基于TRIZ理论的汽车座椅研究.docx

基于TRIZ理论的汽车座椅研究 问题背景 汽车座椅作为汽车零部件中人员乘驾舒适性的重要组成部分，已经越来越受到相关设计人员的重视，从早前汽车设计中考虑汽车行驶平顺性时就必须考虑汽车座椅符合驾驶人员的坐姿，尽量使乘员避免受到外界干扰，从那时起就不得不考虑座椅的三个支撑面：座椅靠背、乘员脚支撑面、座椅支撑面。而进入现代以来，驾驶人员爆发式增长，各式各样的车辆也应运而生，随着汽车整体技术水平的不断提高，人们对汽车的舒适性也提出了更高的要求，有研究表明：依据百分位人体设计的座椅系统，事实上大约有30%-40%的驾驶员感到不舒适，据估计，70%-85%的成年人都会经历腰背疼痛，一些职业驾驶员这一比例会更高。因此，设计出更优化的汽车座椅系统对于乘驾舒适性是十分有必要的。 问题描述 前人基于个别人体参数座椅位置或者姿势角做出了一些研究，Flannagan et al.1996,1998引入了车辆参数的影响，考虑了身高与性别；Judic1993等人提出了一种计算H点区域的方法；Kolich(2000)得到了驾驶员自己调整的座椅前后位置的回归模型；Reed(2002)等人提出了一种预测驾驶员姿势的统计方法，建立了姿势关节角以及人体标志点的回归模型，这类方法可以用来指导座椅空间的智能调节，但是考虑人体参数有限，考虑的座椅系统参数也很有限，因而难以得到令人满意的结果，然而驾驶舒适性受到整个座椅系统的影响，同时还受到驾驶任务、环境、驾驶员状态、驾驶习惯等因素的影响，仅对座椅行程和座椅靠背角度进行研究难以得到满意的结果，缺乏对驾驶舒适性全面的理解，同样，姿势关节角度与座椅位置参数均非驾驶员状态的本质体现，两者均为驾驶员状态的外在表现，驾驶员个体间的差异性使得智能化的调节手段需要将驾驶员的个体差异性考虑在内，仅仅性别、身高、体重等信息无法全面描述驾驶员的个体信息。未能有效解决人体差异性的问题。目前座椅普遍存在的问题是部件协调性较差，局部调整能力差，活动范围受限，座椅柔度与刚度不能更好结合，座椅的附加功能少。 常见汽车座椅形式： 创新方法 针对现在市场上的有着各式各样车辆，每种类型的车辆的座椅类型存有差异，现如今运用TRIZ理论的方法来对汽车座椅进行一次创新设计，完善汽车驾驶的舒适性和汽车座椅的相关功能，想出一款功能更加完善，使用更加方便的新型汽车座椅。 问题分析与解决方案 4.1、座椅资源系统分析 首先，利用九屏幕法对座椅系统进行资源分析，分析结果如下， 超系统的过去 超系统 超系统的未来 （空间小，使用不便） （车内环境） （空间大，易操作，功能明了） 当前系统的过去 当前系统（座椅） 当前系统的未来 （座椅组件） （功能齐全的集成座椅） 子系统的过去 子系统 子系统的未来 （原材料雏形） （座椅骨架，各种功能件） （座椅功能更丰富） 通过资源分析得到的设计灵感来源于当前系统的未来，即多功能，舒适性高，可折叠，可移动的，可自适应人体坐姿的灵活性和调节性高的汽车座椅。 4.2技术矛盾分析 4.2.1、解决座椅的方便性，可操作性问题 改善参数：33操纵方便性、35适应性，通用性 恶化参数：4静止物体的长度，8静止物体的体积，36装置的复杂性 通过查找矛盾矩阵表，涉及到的原理有：1分割原理，2抽取原理，25自服务原理，26复制原理，17多维化原理，10预先作用，35改变参数等。 表1汽车座椅的方便性，可操作性问题解决方案 原理编号 内容 可能的解决方案 1 分割 1把一个物体分成相互独立的部分 2把物体分成容易组装和拆卸的部分 3提高物体的可分性 2 抽取 让物体某种部位能够从整体中分离 25 自服务 1使物体具有自补充和自恢复功能 2利用废弃物和剩余能量 26 复制 1使用简单、廉价的复制品来代替复杂、昂贵、不易获得的物体； 2用图象替换物体，并可进行放大和缩小 3用红外或紫外光去替换可见光 35 改变参数 1改变物体的物理状态 2改变物体的浓度、粘度 3改变物体的柔性 4改变物体的温度或体积等参数 10 预先作用 1预置必要的动作、功能 2把物体预先放置在一个合适的位置以让其能及时地发挥作用而不浪费时间 理想解是座椅各个部位能够伸缩嵌套，可采用把仪表板与换挡机构进行功能重组，组合在汽车座椅中，由座椅的单一方向运动改变为360度运动，并且可上下伸缩，伸出车外。 座椅头枕可自动伸缩，并加上语音通话功能，手柄方式感应方向操纵杆，取消传统汽车方向盘，当驾驶员乘坐汽车，操纵杆自动伸出，驾驶员离开