由于长时间的疲劳驾驶与乘坐汽车,随之而来的是各类疾病频发,特别是腰部、颈部、臂部和肩部疾病,甚至可导致慢性肌肉骨骼损伤。疲劳驾驶极其容易发生安全事故,提高驾驶员乘坐舒适性刻不容缓。汽车座椅对舒适度有着重要影响,而在众多座椅设计变量中,靠背变量对舒适度的影响最大,腰部支撑量是靠背变量的重要参数。为了减轻在汽车振动过程中驾驶员肌肉的疲劳,研究腰部支撑量对人疲劳的影响具有重要意义。通过分析找出腰部支撑量与肌肉疲劳时间之间的关系,从而便于获得驾驶员下背痛预防方法,也可为汽车座椅产品的开发提供有力参考,并为汽车舒适性设计提供依据。本文主要包括以下几个方面:首先,概述了肌电信号的产生原理与采集过程,设计了一款腰部支撑厚度可调节的机构,其调节范围为0、10、20、30、40mm,分析其受力条件,进行有限元分析,证明了所设计的腰部支撑机构满足实验需求,为后续的振动疲劳实验与加速度传递实验提供了理论依据。其次,将腰部支撑机构安装在汽车座椅上,座椅固定在振动台上,进行振动疲劳实验。采用YS系列电磁吸合式振动台进行激振,在腰部支撑厚度为0、20、40mm时,分别采集竖脊肌、颈项肌、斜方肌、肱二头肌和股二头肌的表面肌电信号。对信号进行时频域分析,得到表面肌电信号的均方根值,积分肌电值与功率谱密度函数的中值频率。用均方根值的增加,积分肌电值的上升,中值频率的左移现象,评价局部肌肉的疲劳时间和疲劳程度。当腰部支撑量为20mm时,相比0mm或者40mm时,各个肌肉的疲劳程度都较低,20mm的腰部支撑量有利于减轻驾驶员长时间开车的疲劳感,提升座椅的舒适度。最后,通过振动加速度实验,在不同腰部支撑厚度情况下,分析了振动加速度在X轴与Z轴方向,颈部、肩部、胸部与腰部传递的特点,给出了合理的腰部支撑量,以减少振动能量的传递。