确定优化座椅表面轮廓的方法和具有优化的座椅表面轮廓的座椅

摘要

一种通过对个体样本的相关的背部表面、臀部表面和大腿下部表面的定量化限定而精确地限定了座椅表面轮廓的方法，该方法包括通过个体样本的表面的汇总统计量的数学函数来调整个体样本的表面的数学汇总。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于得到经过优化为不同的人体测量学人群提供 最大的舒适度的座椅表面轮廓的方法，以及提供一种在现有技术的航 空系统乘客座椅以及住宅、办公室和其它的座椅中限定了优化座椅表 面轮廓的方法。本发明还涉及一种具有优化的座椅表面轮廓的座椅。

背景技术

在现有技术中所采用的座垫必需要足够厚以填充坚硬的支撑表面 轮廓和乘客身体之间的较大差异。在现有技术条件下为提供舒适度所 要求的垫子厚度具有几个重要不足。首先，它们所占的空间减少了可 用于相邻乘客的私人空间。乘客臀部和下部背部后面的垫子厚度减少 了可用于坐在该座椅后面的乘客的伸腿空间。第二，垫子重量随着垫 子的厚度而增加，因此增加了飞机的操作重量从而导致距离减少、燃 料消耗更多以及其它成本增加。另外，垫子随着在实质上没有减震的 情况下坐在从舒适角度来看是次优的现有技术的坚硬支撑表面上的乘 客离开的时间而退化。

具有坚硬支撑表面的座椅中的现有技术的特征还在于坚硬支撑表 面未最优地适应乘客身体的对应表面的。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种更精确和可靠地确定优化座椅表 面轮廓的方法。

本发明的另一目的是为在住宅、商业以及其它的座椅中的现有技 术的简单“平均表面”方法提供重要的改进。

本发明的另一目的是提供一种具有利用在本申请中所公开的方法 所优化的座椅表面的座椅。

附图说明

当参考附图来阅读本发明的以下详细描述时，能够彻底地理解本 发明，在附图中：

图1是示出了根据本发明方法的底部支撑外形的平均值和比例平 均值的曲线图；

图2是示出了根据本发明方法的由通过实线所示的比例平均值所 限定的归零横向支撑肋的曲线图；

图3是示出了根据本发明方法的以5厘米y增量所间隔的一族归 零横向支撑肋的曲线图；

图4是示出了根据本发明方法的定位成以5厘米y增量相间隔的 一类优化的底面表面肋的曲线图；

图5是示出了根据本发明方法的示例的流程图；以及

图6是根据本发明方法的具有优化的底部表面就坐区域的座椅。

具体实施方式

在本申请中所描述的方法将各种个体的背部表面、臀部表面以及 大腿背部表面的定量描述混合于单个表面中。

利用采用本发明所描述的方法开发出的表面所进行的研究已表 明，基于人体测量表面的简单平均而得到的表面是次优的。利用采用 本发明所描述的方法开发出的表面所进行的研究还表明，采用以下在 第七步骤中的所阐述的系数或函数(其显著不同于在下面所阐述的优 选实施例的第五和第六步骤中所采用的系数或函数)得到更舒适的座 椅表面轮廓。所描述的优选的方法提供了能够逐步实现的方法，以限 定优化的座椅表面轮廓。

本发明方法将支撑乘客的背部和臀部背部的座椅靠背表面作为第 一表面，将支撑乘客的臀部和大腿的底部的座椅底部表面作为第二表 面。数学上一个普通技巧就是能将第一靠背表面和第二底部表面结合 至包括背部和底部的单个统一表面中。本发明进一步包括使用本发明 方法所限定的座椅表面。

常规的三维x、y、z的数据用于描述处于感兴趣的姿势中的目标 人群采样的背部表面、头部背部表面、颈部背部表面、臀部表面以及 下部大腿表面。所感兴趣的姿势可包括小腿直立地笔直就坐、腿伸展 地笔直就坐、腿伸展地斜靠各种角度或者其它可预见的姿势。

该优选的方法绘制了关于总体上平行于乘客的背部和臀部上的最 后部点的任意基准平面的每一个第一靠背表面。x轴线在乘客的身体 上从一侧延伸至另一侧且精确地平行于基准平面。为了方便，x轴线 上的零点可为背部的中线。背部的y轴线总体上平行于脊柱延伸且精 确地平行于基准平面移动。为了方便，y轴线上的零点可为在用于第 一靠背表面的基准平面和用于第二底部表面的基准平面之间的交叉 点。背部的z轴线垂直于用于背部表面的基准平面。为了方便，用于 背部的z轴线上的零点可位于基准平面上且正值位于用于第一靠背表 面的基准平面的前方。

同样地，优选的方法绘制了关于总体上平行于乘客臀部和大腿上 的最低点的任意基准平面的每一个第二底部表面。在优选实施例中的 x轴线在乘客身体上从一侧延伸至另一侧且精确地平行于该基准平 面。为了方便，x轴线上的零点可为两腿之间底部的中线。底部的y 轴线总体上平行于大腿且精确地平行于该基准平面。为了方便，y轴 线上的零点可为在用于第一靠背表面的基准平面和用于第二底部平面 的基准平面之间的交叉点。底部的z轴线垂直于用于背部表面的基准 平面。为了方便，z轴线上的零点位于基准平面上且正值位于用于第 二底部表面的基准平面上方。

在本发明的一个优选的实施例中，所感兴趣的第一背部表面和第 二底部表面的每一个表现为用于在x和y轴线上的规律地间隔的位置 的z值矩阵。在x和y轴线上的1厘米的增量已证明提供了合适的分 辨率同时保证数据库的大小可易于管理。

在优选实施例的第一步骤中，为在来自感兴趣的人群的样本中的 每一个个体生成用于第一靠背表面和第二底部表面的z值矩阵。矩阵 的生成可包括激光扫描由所就坐的样本对象所留在软材料中的压痕或 者任何其它测量技术。

在优选实施例的第二步骤中，用于在样本中的x和y的每一个组 合的平均z值被计算并用于构成用于第一靠背表面和第二底部表面两 者的平均z值汇总矩阵。作为示例，在平均值矩阵中的z值(此处x＝5， y＝10)是用于所有个体样本对象的平均z值(此处x＝5，y＝10)。在样 本中的人体测量分布并不充分地对应于在目标人群中的人体测量分布 的情况下，该平均值可被加权以反映在目标人群中的每一个个体样本 对象的人体测量发生的频率。

在优选实施例的第三个步骤中，用于在样本中的x和y的每一个 组合的z值的第二汇总统计量(例如标准偏差)被计算且构成用于第 一靠背表面和第二底部表面两者的z值第二汇总统计量矩阵。作为示 例，在第二汇总统计量矩阵中的值(此处x＝5，y＝10)是用于样本中 的所有个体的z值(此处x＝5，y＝10)的第二汇总统计量。在样本中 的人体测量分布并不充分地对应于在目标人群中的人体测量分布的情 况下，该第二汇总统计量可被加权以反映在目标人群中的每一个个体 样本对象的人体测量发生的频率。

在本发明方法的优选实施例的第四步骤中，平均脊柱支撑外形通 过识别对于在用于在优选实施例的第二步骤中所生成的第一靠背表面 的平均z值矩阵中最小z值而限定。同样地，平均底部支撑外形通过 识别对于在用于第二底部表面的平均z值矩阵中的每一个y值处的所 有的x值的最小z值而限定。平均底部支撑外形在图1中通过实线示 出。

在本发明方法的优选实施例的第五步骤中，调整的脊柱支撑外形 通过为每一个z值乘以比例系数或函数而限定。大于零且小于1的这 些系数已证明适合于提高座椅表面的舒适度。作为给平均z值乘以比 例系数或函数的替代方式，调整的脊柱支撑外形可通过给平均脊柱支 撑外形上的每个z值减去或者增加第二汇总统计量的函数而限定，该 第二汇总统计量在本实施例的第三步骤中被计算而用于为相关的y值 找到最小z值处的x值。还如进一步可替换的方式，调整的脊柱支撑 外形可通过给所有z值乘以比例系数或函数和增加或减去第二汇总统 计量的函数而限定。这些比例系数或函数或者这些被应用至第二汇总 统计量的函数的选择可受到人类对象表面测试的影响，其中，调整的 脊柱支撑外形的z值被用作用于在对应的y值处的所有x值的z值。

参见图1，在本发明的优选实施例的第六步骤中，调整的底部支 撑外形通过给每一个z值乘以比例系数而限定。大于零且小于1的这 些系数已证明适于提高座椅表面的舒适度。作为给平均z值乘以比例 系数或函数的替代方式，调整的底部支撑外形可通过给在平均底部支 撑外形上的每一个z值减去或者增加第二汇总统计量的所选择的函数 而限定，该第二汇总统计量在现在的实施例的第三步骤中被计算用于 为相关的y值找到最小z值处的x值。还如进一步可替换的方式，调 整的底部支撑外形可通过给所有的z值乘以比例系数或函数和增加或 减去第二汇总统计量的函数而限定。这些比例系数或函数或者这些被 应用至第二汇总统计量的函数的选择可受到人类对象表面测试的影 响，其中，调整的底部支撑外形的z值被用作用于在对应的y值处的 所有x值的z值。在图1中通过虚线示出了通过以一系数比例变化所 有z值而限定的调整的底部支撑外形。

在本发明方法的优选实施例的第七步骤中，二维的(在x和z中) 调整的横向支撑肋外形通过以下方式而限定而用于在第一靠背表面和 第二底部表面上的每一个y值：通过给每一个z值乘以比例系数或函 数，或者通过给每一个z值减去或增加在优选实施例的第三步骤中为 同一x和y值所计算的第二汇总统计量的所选择的函数作为可替换的 方式；或者通过给每一个z值乘以比例系数或函数和增加或减去在优 选实施例的第三步骤中所计算的第二汇总统计量的所选择的函数作为 又一替换的方式。

如图2所示，在优选实施例的第八步骤中，归零横向支撑肋外形 通过从在优选实施例的第七步骤中所限定的每一个调整的横向支撑肋 外形中所识别的所有z值中减去同一调整的横向支撑肋外形的最小z 值，为在第一靠背表面和第二底部表面中的每个值而限定。通过比例 变化平均值所限定的归零横向支撑肋在图2中通过实线示出。由平均 z值所限定的未调整的归零横向支撑肋在图2中为了对比而如短划虚 线示出。

如图3所示，在归零横向支撑肋中的凸起区域可通过给在每一个 归零横向支撑肋上的两个最小(零点)z值之间的所有z值乘以小于1 的系数而桥接，该凸起区域将在臀部、腿部之间以及大体上沿着脊柱 在背部的肌肉组织之间出现。这样的使用零点系数的桥接在图2中通 过点划虚线示出。在图3中示出了以5厘米y增量间隔的一类归零横 向支撑肋。

在本发明的优选实施例的第九步骤中，完整的优化的第一靠背表 面轮廓通过给在对应的y值处的每一个归零横向支撑肋的所有的z值 增加调整的脊柱支撑外形的z值而限定。同样地，完整的优化的第二 底部表面轮廓通过给在对应的y值处的每一个归零横向支撑肋的所有 的z值增加调整的底部支撑外形的z值而限定。

图4示出了以限定优化的第二底部表面轮廓的方式所移动的图3 的横向支撑肋。

以上所描述的方法在图5中作了汇总。

现在参见图6，座椅10如图所示为具有使用该方法来优化座椅底 部轮廓的类型的座椅。座椅10每一个包括座椅靠背12、头枕14、座 椅底部16以及可伸展式腿托18。座椅10被中心肘托20分开且每一 个提供有单边架间22。该方法还用于任何类型的飞机乘客座椅，包括 通勤、短途和长途的飞机座椅产品，以及其它类型的运输工具座椅和 办公室座椅产品。

参考具体实施例和示例对根据本发明的确定优化座椅表面轮廓的 方法以及根据该方法所优化的座椅已作了描述。在不脱离本发明范围 的情况下可对本发明的各种细节作出改变。此外，由于本发明被权利 要求所限定，因此所提供本发明的优选实施例的前面的描述和用于实 施本发明的最优方式仅作为解释的目的而不作为限制的目的。