乘用车安全带舒适性研究

赵自强

摘要：鉴于公司部分车型出现安全带不舒适的售后反馈，为完善安全带舒适性设计要求，利用柔性人机台架，制作相应转接件，获取不同人群和不同身型用户舒适位置数据，最终得出相对舒适的安全带上固定点布置区域。该区域可以指导公司后续车型安全带的设计，保证安全带在保护乘员安全的同时兼具舒适性。

关键词：人机工程;安全带;舒适性

中图分类号：U462    文献标识码：A

0 引言

安全带在佩戴时，因为乘员的不同身高和体型，主观感受的差异性较大。因此，在安全带上固定点的选择上，想要选择一个能满足所有人体舒适的区域，难度较大，对于后排不可调式安全带更加困难。

本文论述了一种确定安全带上固定点的研究方法及设计验证流程。在柔性台架上制作相应转接件，针对不同人群，综合不同身型用户安全带舒适区域，最终得出相对舒适的安全带上固定点布置区域。该区域可以指导后续车型安全带的设计，保证安全带在保护乘员安全的同时又兼具舒适性。

1 研究背景

安全帶佩戴舒适性一直是公司较为关注的问题，针对安全带佩戴舒适性，目前公司还没有规范化解决问题的工具及方法。本文总结了一种安全带佩戴舒适性的校核方法、工具及验证流程，可指导后续车型设计。

2 研究过程

2.1 研究对象选取

三点式安全带形式如图1所示，主要由上固定点、下固定点、安全带锁扣、带扣侧固定点、卷收器及织带组成。

安全带下固定点在法规要求限定下，各车型布置位置大致相同。佩戴时，带扣会贴近臀部区域，对乘员舒适性影响相对较小。而上固定点布置形式较多，常见的有3种布置形式：布置在侧围C柱上护板，Y向出带（图2）;布置在座椅靠背后部，X方向出带（图3）;布置在顶棚或者D柱处，Z向出带。

由于上固定点法规区域限定范围大，布置形式多。在车辆设计阶段，安全带布置位置更容易出现满足法规区域，但不满足乘员佩戴舒适性的要求。目前市面上的车型前排安全带大多会配置高低调节器，以满足不同身型佩戴需求。但后排安全带出带位置一般是固定的，很少配置高度调节装置，故后排安全带满足不同身型乘员的佩戴需求显得十分困难[1]。

故本文选取安全带上固定点作为研究对象，利用柔性台架，总结出满足各身型乘员舒适性的安全带上固定点布置位置，指导后续车型设计。

2.2 可调式安全带台架研究

基于柔性人机台架（图4），增加转接件，模拟安全带上出带口相对R点的空间距离，以寻找不同身型人体相对的舒适区域[2]。

2.2.1 台架结构组成

可调式安全带台架由三向调节转接支架（图5）、主固定支架、安全带卷收器及手动调节座椅构成，支架材料为ABS。

支架可调节区域间距为20 mm，直径12 mm定位销孔，主固定支架固定点采用M10螺栓固定，固定在支架上的安全带随定位销孔移动，可三项调节（图6）。

X向调节支架固定于主定位销支架上，随Z向调节位置调整，相对于H点调节范围为-15～445 mm。Y向调节支架固定于X向调节支架上，随X向调节位置而调整，相对于H点调整范围为-130～-290 mm。Z向调节支架相对于H点调节范围为430～710 mm（图7）。

2.2.2 人体模型选取

为确保数据的多样性，随机选取公司不同身高和体重的同事，作为本次试验的人体模型。具体参数如表1所示。

2.3 实验数据获取及处理

将Z向支架固定在同一高度，调整X向和Y向支架，记录每位体验人员反馈的舒适区域对应支架上的点，调整不同的高度值，在表格中记录数据（图8）。

将表格记录舒适区域内的点，分别在对应的X向和Y向平面中标出，连接成直线段。并按照安全带出带方向随机框取60%～80%平面内数据，作为研究对象。将选中数据用空间平面包覆，作为安全带舒适区域（图9）。根据体验者对安全带X向调整获取的体验数据，将舒适区域向车前延伸，作为束缚性较差但不影响乘客舒适性区域。

3 成果验证

用本文总结的安全带舒适区域，校核公司内部车型以及竞品车型安全带布置位置，组织不同体型人体实车体验，验证与校核结果是否一致。公司某SUV车型A上固定点已超出验证所得舒适区域，实车体验人员反馈安全带偏高，脖子容易出现疲劳。

外部某SUV车型B，安全带上固定点处于所得出区域内，并处于肩部约束好且舒适区域，实际乘坐体验与预计值一致。

外部某MPV车型C，安全带上固定点处于所得出区域内，并处于肩部约束好且舒适区域，实际乘坐体验与预计值一致。

外部某轿车车型D，安全带上固定点处于所得区域内，并处于肩部约束好且舒适区域，实际乘坐体验与预计值一致。

外部某SUV车型E，后排安全带上固定点处于肩部约束不足但仍然舒适的区域。实际乘坐时肩部约束较少，但对于舒适性影响较小，实际乘坐体验与预计值一致。

4 结束语

经过数据对比与实车验证，本文所得安全带布置推荐区域与实车体现结果一致，可在车型设计阶段作为安全带位置的校核工具。仅需将本文安全带校核模型工具调入整车装配，将人体R点与工具自带R点对齐，工具所在区域即为安全带带扣合理布置位置，大大提高了工程师布置安全带的工作效率。