徐揚(yáng)歡 徐安楊 唐渝 閆德峰 劉俏

摘 要：目前有許多航空公司引入了新型的經(jīng)濟(jì)艙座椅，旨在不顯著影響乘客舒適度的前提下增加人員限額，然而卻受到了很多乘客的反對(duì)。該文主要運(yùn)用自適應(yīng)多項(xiàng)式擬合、雙三次B樣條插值等數(shù)學(xué)模型得到人體脊椎曲線的定量函數(shù)關(guān)系，進(jìn)而重新對(duì)該經(jīng)濟(jì)艙座椅椅背曲線、曲面進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究。

關(guān)鍵詞：自適應(yīng)多項(xiàng)式擬合 雙三次B樣條插值 人體脊椎曲線

中圖分類號(hào)：TH111 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）01（b）-0004-02

飛機(jī)已成為人們常用的交通工具之一，大部分普通民眾會(huì)首選擇經(jīng)濟(jì)艙，因?yàn)槠浣?jīng)濟(jì)、實(shí)惠，因此經(jīng)濟(jì)艙座椅的舒適度十分重要。最近，一些航空公司引入了“線性”座椅，目的是為了在不顯著影響舒適度的前提下增加乘坐人數(shù)，減少燃油的使用，降低成本，增加乘坐空間，但是有許多乘客表示不滿，因此合理的優(yōu)化該座椅椅背是迫切需要的。

1 航空座椅背部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)分析

航空經(jīng)濟(jì)艙座椅的設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)人機(jī)工程學(xué)理論，要考慮到舒適、合理、振動(dòng)等原則。人體在處于坐姿狀態(tài)下時(shí)，主要的支撐結(jié)構(gòu)有脊柱，骨盆、腿和腳這四部分，其中脊柱有至關(guān)重要的作用，它可以左右彎曲、前俯后仰。人體在坐姿狀態(tài)下的體壓分布與人的坐姿以及座椅的結(jié)構(gòu)有關(guān)，根據(jù)人機(jī)工程學(xué)理論，選取95%以上的人脊椎中線的坐標(biāo)值和人體后背曲面的坐標(biāo)值，建立相應(yīng)曲線及曲面，由此得到人體脊椎曲線、曲面的定量關(guān)系進(jìn)而改進(jìn)經(jīng)濟(jì)艙座椅的椅背結(jié)構(gòu)。

2 自適應(yīng)多項(xiàng)式擬合經(jīng)濟(jì)艙椅背曲線優(yōu)化設(shè)計(jì)

該文運(yùn)用多次自適應(yīng)最小二乘曲線擬合法，具體研究人體脊椎的曲線函數(shù)關(guān)系進(jìn)而設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)艙座椅的椅背。首先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行多次規(guī)整，然后對(duì)規(guī)整后的數(shù)據(jù)多次迭代自適應(yīng)找到最佳的最小二乘擬合曲線，最后通過擬合的曲線得到相應(yīng)的多項(xiàng)式方程。

2.1 多項(xiàng)式最小二乘擬合

根據(jù)人機(jī)工程學(xué)理論，選取95%以上的平均人體后背曲面的坐標(biāo)值建立相應(yīng)曲面。根據(jù)計(jì)算可以得出優(yōu)化設(shè)計(jì)后航空經(jīng)濟(jì)艙模擬座椅圖，如圖1所示。

4 結(jié)語

該文首先分析影響座椅舒適的主要因素，發(fā)現(xiàn)脊椎受力是其主要影響因素，其次利用自適應(yīng)多項(xiàng)式擬合得到人體曲線的具體數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系，利用雙三次B樣條曲面擬插值得到人體背部曲線，最有根據(jù)具體數(shù)學(xué)關(guān)系指導(dǎo)航空經(jīng)濟(jì)艙座椅的設(shè)計(jì)，完成其優(yōu)化研究。

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