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零重力座椅的緣起與發(fā)展初探
瀏覽次數(shù)：1593發(fā)布日期：2022-06-11
隨著智能座艙技術的飛速發(fā)展，中國消費者對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，預計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者怎樣的體驗，其中有包含著哪些技術亮點？本文作者希望就此一探究竟。

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哪吒S

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上汽MG ONE-β

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北汽BEIJING-X7

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零重力座椅的概念源起

零重力座椅中的重要概念內涵是“零重力姿態(tài)"。這個概念源于美國航空航天局NASA對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，髖關節(jié)明顯彎曲，足底彎曲。NASA認為，宇航員在漂浮時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，最終學術界對于“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)一次太空實驗中，機組乘員身體姿態(tài)指標在微重力環(huán)境中機組成員的測量結果平均值所定義的，但是在后續(xù)的跟進實驗中，NASA發(fā)現(xiàn)，機組人員的零重力姿態(tài)之間的個體差異比第一次實驗時明顯要大，且沒有一名機組成員呈現(xiàn)出第一次實驗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體間差異。




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NASA零重力姿態(tài)

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NASA零重力姿態(tài)后續(xù)實驗

雖然從實驗意義的角度來說，并沒有真正推導出一般規(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注。




零重力概念在汽車行業(yè)的應用始于日產汽車，其于2005年通過設計14個不同壓力點的座椅支撐，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，以避免久坐產生的背部不適。




基于這些研究，日產汽車在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)泡材質的應用，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傳導。這款“零重力座椅"的舒適性在當時取得了非常好的市場反應，“零重力座椅"這一概念也由此發(fā)端。

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2013款Nissan Altima

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Nissan天籟零重力發(fā)泡技術

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零重力座椅的發(fā)展現(xiàn)狀



而隨著智能座艙技術的興起，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，都采用與日產類似的零重力設計理念，通過高彈性座椅發(fā)泡、零重力填充層和皮革復合層海綿的舒適性原件組合，結合人體工程學，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。

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上汽MG5

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長安UNI-K

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紅旗H9

與此同時，我們看到這些車型中搭載的“ 零重力座椅“，在升級發(fā)泡技術的前提下，在駕乘舒適性與座椅可調節(jié)范圍兩個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一步的提升。




駕乘舒適性指的是通過支撐點設計、型面設計和濾振設計來優(yōu)化乘坐的舒適性。比如長安UNI-K針對中國人脊柱曲線，對肩部、后背中部、腰椎下部進行設計，并通過定義舒適性截面及其參數(shù)設計整椅型面。上汽名爵MG5在通過設置彈支撐彈簧，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，座椅側翼支撐也從另一個角度提升了駕乘舒適性。在彎道駕駛時，良好的側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。

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長安UNI-K座椅

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上汽MG5座椅

座椅的可調節(jié)范圍包括椅背角度調節(jié)與腿托/腳托的支撐度調節(jié)，通過可調仰角與腿部支撐可以實現(xiàn)人體關節(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大仰角帶來的舒適感。

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寶馬ZeroG Lounger

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零重力座椅的發(fā)展展望

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

舒適性體驗存在著較大的群體差異與個體差異，通過舒適性截面與發(fā)泡技術的優(yōu)化確實可以對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。調節(jié)范圍的優(yōu)化確實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“更多的是對汽車座椅舒適性優(yōu)化的一種方向性導航，而非一個明確的技術定義。

但可以預見到的是，“零重力座椅“技術的發(fā)展與自動駕駛技術的發(fā)展是高度趨同的，隨著自動駕駛技術與智能座艙技術的進一步發(fā)展，算力的提升會對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節(jié)范圍以及大范圍采用可調節(jié)舒適性原件的基礎上，通過自動分析乘員在不同場景下的體感反應，使座椅可以針對駕乘人員的身體狀態(tài)和使用習慣，打造出屬于每個人的“個性化零重力體驗"，從而實現(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"。


文章來源于焉知智能汽車 ，作者張德賽蘭晹黃震