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零重力座椅的緣起與發(fā)展初探

瀏覽次數(shù)：3495發(fā)布日期：2022-06-11

隨著智能座艙技術(shù)的飛速發(fā)展，中國消費(fèi)者對(duì)座艙的舒適性和智能化提出了越來越高的要求，我們發(fā)現(xiàn)越來越多的車企正在推出搭載“零重力座椅"的新車型，例如在2022年發(fā)布的新車型中，搭載“零重力座椅"就有哪吒S、上汽名爵MG ONE-β、北汽BEIJING-X7等等。

而且越來越多的車企正在和Tier 1和創(chuàng)新企業(yè)合作，開發(fā)零重力座椅，預(yù)計(jì)2023-2024年將有更多搭載零重力座椅的新車面世。

零重力座椅到底可以帶給消費(fèi)者怎樣的體驗(yàn)，其中有包含著哪些技術(shù)亮點(diǎn)？本文作者希望就此一探究竟。

哪吒S

上汽MG ONE-β

北汽BEIJING-X7

零重力座椅的概念源起

零重力座椅中的重要概念內(nèi)涵是“零重力姿態(tài)"。這個(gè)概念源于美國航空航天局NASA對(duì)于人體在微重力下所自然呈現(xiàn)姿勢的研究。在這種自然姿態(tài)下，宇航員雙臂抬起，肩膀外展，膝蓋彎曲，髖關(guān)節(jié)明顯彎曲，足底彎曲。NASA認(rèn)為，宇航員在漂浮時(shí)采用任何其他姿勢都需要肌肉努力，只有這樣的“零重力姿態(tài)"將肌肉用力可以降到zui低，因此將上述這一姿態(tài)定義為零重力姿態(tài)。

但是，最終學(xué)術(shù)界對(duì)于“零重力姿態(tài)"并沒有形成明確的定義。零重力姿態(tài)是根據(jù)一次太空實(shí)驗(yàn)中，機(jī)組乘員身體姿態(tài)指標(biāo)在微重力環(huán)境中機(jī)組成員的測量結(jié)果平均值所定義的，但是在后續(xù)的跟進(jìn)實(shí)驗(yàn)中，NASA發(fā)現(xiàn)，機(jī)組人員的零重力姿態(tài)之間的個(gè)體差異比第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)明顯要大，且沒有一名機(jī)組成員呈現(xiàn)出第一次實(shí)驗(yàn)后定義的零重力姿態(tài)，也就是說“零重力姿態(tài)"存在著較大的群體間差異以及個(gè)體間差異。

NASA零重力姿態(tài)

NASA零重力姿態(tài)后續(xù)實(shí)驗(yàn)

雖然從實(shí)驗(yàn)意義的角度來說，并沒有真正推導(dǎo)出一般規(guī)律的“零重力姿態(tài)"，但是將肌肉用力降至zui低，帶給人體舒適感的“零重力"概念，在后續(xù)的汽車工業(yè)發(fā)展中得到了越來越多的關(guān)注。

零重力概念在汽車行業(yè)的應(yīng)用始于日產(chǎn)汽車，其于2005年通過設(shè)計(jì)14個(gè)不同壓力點(diǎn)的座椅支撐，提供了從下背部到肩部的合理支撐，以確保乘坐者的脊椎始終保持其自然位置，從而減輕壓力和肌肉磨損，以避免久坐產(chǎn)生的背部不適。

基于這些研究，日產(chǎn)汽車在2013 款 Altima（天籟）上配置“零重力座椅"，通過優(yōu)化座椅的舒適性截面，使座椅盡可能貼合乘員身體曲線，為乘員提供更好的乘坐支撐；通過SLAB加高衰減發(fā)泡材質(zhì)的應(yīng)用，提升了發(fā)泡本體的回彈性以及滯后損失，從而為乘員提供了更加柔軟且具有持久彈力的乘坐感，有效抑制了行車過程中的振動(dòng)傳導(dǎo)。這款“零重力座椅"的舒適性在當(dāng)時(shí)取得了非常好的市場反應(yīng)，“零重力座椅"這一概念也由此發(fā)端。

2013款Nissan Altima

Nissan天籟零重力發(fā)泡技術(shù)

零重力座椅的發(fā)展現(xiàn)狀

而隨著智能座艙技術(shù)的興起，零重力座椅概念又迎來了一次新的發(fā)展。2021-2022年的中國汽車市場，根據(jù)我們的觀察和匯總，目前配備“零重力座椅"的主機(jī)廠，除了上文提到的上汽名、北汽和哪吒之外，還包括一汽紅旗、長安等等。

其中長安的UNI-K、上汽名爵MG5、紅旗H9，都采用與日產(chǎn)類似的零重力設(shè)計(jì)理念，通過高彈性座椅發(fā)泡、零重力填充層和皮革復(fù)合層海綿的舒適性原件組合，結(jié)合人體工程學(xué)，使駕乘人員身體與座椅接觸部分的壓力分布更均衡，以提升乘員的乘坐舒適度。

上汽MG5

長安UNI-K

紅旗H9

與此同時(shí)，我們看到這些車型中搭載的“ 零重力座椅“，在升級(jí)發(fā)泡技術(shù)的前提下，在駕乘舒適性與座椅可調(diào)節(jié)范圍兩個(gè)方面又做了改善和發(fā)展，使得零重力座椅的舒適性獲得了進(jìn)一步的提升。

駕乘舒適性指的是通過支撐點(diǎn)設(shè)計(jì)、型面設(shè)計(jì)和濾振設(shè)計(jì)來優(yōu)化乘坐的舒適性。比如長安UNI-K針對(duì)中國人脊柱曲線，對(duì)肩部、后背中部、腰椎下部進(jìn)行設(shè)計(jì)，并通過定義舒適性截面及其參數(shù)設(shè)計(jì)整椅型面。上汽名爵MG5在通過設(shè)置彈支撐彈簧，使駕乘人員的臀部同樣得到均衡支持，平衡駕乘人員與座椅各個(gè)接觸面的體壓分布，避免單一接觸面壓力過高從而引發(fā)久坐帶來的不適。

此外，座椅側(cè)翼支撐也從另一個(gè)角度提升了駕乘舒適性。在彎道駕駛時(shí)，良好的側(cè)翼支撐可以減少駕乘人員因離心力與座椅發(fā)生位移，降低身體與座椅支撐之間的壓力變化，使駕乘人員保持良好的駕駛狀態(tài)與乘坐體驗(yàn)。

長安UNI-K座椅

上汽MG5座椅

座椅的可調(diào)節(jié)范圍包括椅背角度調(diào)節(jié)與腿托/腳托的支撐度調(diào)節(jié)，通過可調(diào)仰角與腿部支撐可以實(shí)現(xiàn)人體關(guān)節(jié)角度參數(shù)的優(yōu)化，讓駕乘人員在不同乘坐姿態(tài)下，都可以使脊椎呈現(xiàn)自然放松的狀態(tài)。例如寶馬在北美CES展上正式發(fā)布了ZeroG Lounger零重力座椅，其可根據(jù)自身舒適性的需要靠背向后傾斜40°或者60°，實(shí)現(xiàn)近乎平躺的姿勢，通過配置繭狀包圍式安全氣囊，可使乘客在駕駛中也能安心體驗(yàn)大仰角帶來的舒適感。

寶馬ZeroG Lounger

零重力座椅的發(fā)展展望

通過對(duì)于現(xiàn)有“零重力座椅"的研究，我們認(rèn)為乘坐舒適性的提升是永無止境的，現(xiàn)有的技術(shù)條件下距離實(shí)行真正的“零重力“乘坐狀態(tài)尚有相當(dāng)長的一段技術(shù)路徑要走。

舒適性體驗(yàn)存在著較大的群體差異與個(gè)體差異，通過舒適性截面與發(fā)泡技術(shù)的優(yōu)化確實(shí)可以對(duì)舒適性做出一定程度的提升，但受限于材料性能的邊界，明顯無法在所有應(yīng)用場景滿足所有人的需求，只能盡可能地滿足大比例人群的舒適性需求。調(diào)節(jié)范圍的優(yōu)化確實(shí)可以提供給乘員更多選擇的可能性，但受限于座艙整體空間布局與駕乘法規(guī)的要求，其使用場景也受到了較大的限制。所以目前的“零重力座椅“更多的是對(duì)汽車座椅舒適性優(yōu)化的一種方向性導(dǎo)航，而非一個(gè)明確的技術(shù)定義。

但可以預(yù)見到的是，“零重力座椅“技術(shù)的發(fā)展與自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展是高度趨同的，隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)與智能座艙技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，算力的提升會(huì)對(duì)乘坐舒適性的提升起到更大的輔助作用，在硬件上充分拓展座椅的可調(diào)節(jié)范圍以及大范圍采用可調(diào)節(jié)舒適性原件的基礎(chǔ)上，通過自動(dòng)分析乘員在不同場景下的體感反應(yīng)，使座椅可以針對(duì)駕乘人員的身體狀態(tài)和使用習(xí)慣，打造出屬于每個(gè)人的“個(gè)性化零重力體驗(yàn)"，從而實(shí)現(xiàn)更高維度的駕乘舒適性，讓乘員獲得近似于擺脫重力束縛的“零重力乘坐體驗(yàn)"。

文章來源于焉知智能汽車，作者張德賽蘭晹黃震

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零重力座椅的發(fā)展現(xiàn)狀