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[摘 要]随着世界航空技术的发展和不断进步，飞机已经成了人们的日常交通工具之一，乘客不再单纯关注飞行的安全性，逐渐把注意力转移到飞行的舒适性上。乘客座椅是体现飞行舒适性最重要、最直接的部件，而座椅头枕是实现头部舒适性的最主要零件。早期的航空座椅没有配置头枕，飞行过程中头部和颈部没有得到很好的支撑，头部和颈部会感觉很不舒适。后来，乘客座椅配置了头枕部件，但因头枕没有调节功能，无法对头部实现更立体化的支撑，也无法针对不同的人做不同的调整，无法满足每个人对头枕的要求。因此，为了满足人们对座椅头枕舒适性的需求，对头枕提出了结构优化设计分析。
[关键词]飞机座椅；头枕结构；优化设计
中图分类号：V223.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0005-01
一、目前飞机座椅头枕舒适度的不足之处和影响因素
随着现代航空史的发展，人们对飞行的需求越来越多，一些商务人士每年甚至有1/5的時间是在空中飞行度过的，因此人们对于座椅的舒适性要求越来越高。特别是在长途飞行中，为了能满足乘客的充分休息，对于座椅头枕的舒适性要求就更高一些。现在大部分的飞机旅客座椅是没有设计头枕，有一些座椅有设计头枕的，也是一个简单的在靠背上增加一个突出物来充当头枕。这样的结构设计一来无法很好的起到支撑头部和颈部的作用，二来无法满足不同的人群对头枕的需求，所以不仅没有带来休息时的舒适感，反而因为头枕的不适用而产生了不适和紧张感，无法充分的休息，使飞行旅途变得更加的疲劳。总之，为了飞行旅途能更舒适，头枕的结构设计应该要充分考虑到不同人群的特征，要符合人体的生理特征，选用合适的材料，满足人体头部对头枕的习惯性需求，这些都是影响头枕舒适性的主要因素。
二、飞机座椅头枕结构优化以及造型的设计分析
1、头枕结构的优化设计
目前大部分的头枕都是一體式、不可调节的，所以无法满足不同的人群。为了使头枕可以实现调节功能，将头枕骨架分成左中右三块骨架，并用新款头枕合页连接固定，利用合页的可任意调节角度并固定住位置的特性，可将头枕两侧骨架进行任意调节角度来支撑头部两侧，实现头部立体化支撑；另外整体头枕组件利用一个伸缩杆机构与靠背骨架进行连接，使整个头枕能达到一个上下伸缩的功能，以此来满足不同升高人群对头枕高度的需求（如图1）。
由于头枕两侧可任意调节角度，所以可以满足不同的人群对头部空间的需求，实现更大的舒适度。特别是长途飞行过程中，有了头枕立体化的支撑保护，休息时头部不再东倒西歪，减少头部颈部的不适感，提高了休息的舒适性。
2、新型合页的设计
经过结构优化的头枕骨架的核心零部件就是连接左右骨架的新型合页，此款合页能够起到任意角度的调节，并固定保持在特定角度位置的作用，使头枕有立体化的支撑，并能满足不同人群头部空间的需求。
3、合页结构原理简述
将合页主体2嵌在合页主体1的中间，利用销轴将两个合页主体串联起来，并用销轴端盖铆入销轴固定，螺丝、垫片、锁紧螺母锁紧在合页主体2上。合页主体1和合页主体2采用工程塑料注塑而成，销轴采用高强度航空铝加工，销轴和合页主体的的配合间隙控制在±0.02mm，表面光洁度在1.6μm以上，轴孔接触面积尽可能大。合页主体2 设计有一条槽，当螺丝拧紧时，合页主体2上的槽缝将会变小，从而使穿过销轴的孔径变小，与销轴的摩擦力变大，当摩擦力大于头枕布套海绵的回弹力时，合页便能保持在当前的位置角度。据计算，当螺丝锁紧后，扳动合页的扭矩为4.5N.M以上，这一数据足以抵消海绵布套的回弹力，所以能保证停留在任意角度而不回弹。当我们从头枕两侧调节头枕时，由于此时力臂变长，很容易就能调节头枕到任意角度；而当我们的头部靠在头枕两侧支撑时，此时的作用力臂是变短了，力矩变小了，所以此时的头枕能保持在当前的位置角度，达到了能任意调节角度并能稳定起到支撑头部的作用。
4、材料的选用
飞机上所有零部件的材料都是非常讲究的，尤其是座椅直接与乘客接触的，关系到乘客安全与体验的重要部件。因此，座椅的头枕的骨架采用强度更高质量更轻的航空铝材，头枕海绵选用高回弹性、高透气性、阻燃性海绵整体加工而成，而与人体直接接触的头枕布料采用100%纯羊毛制作的布套。这样整个头枕既有强度高，质量轻，阻燃性好等满足适航要求的特点，也使得整个头枕使用起来更加舒适，提高乘客对飞行过程的满意度。
5、小结
综上所述，乘坐飞机出行应逐渐成为现代很多人出行的首选，其快读、便利的特点满足了人们对现代快速生活的要求，而乘客也希望在日常的飞行过程中能有更舒适的体验，让漫长的旅途不再是一种煎熬，所以提高飞行过程的舒适性越来越迫切。而目前所有的交通工具中，由于长时间的坐姿而使头部和颈部产生的不适感，仍然没有很好的解决措施。因此，设计更符合人机工程学的座椅同时，要考虑到头部和颈部舒适性需求，一个更符合人体机能要求、使用更舒适的头枕越来越受到人们的关注。
参考文献
[1] 陆剑雄，张福昌，申利民；坐姿与座椅设计的人机工程学探讨[J].人类工效学，2005[12].
[2] 刘益军，柏松； 聚氨酯泡沫塑料的阻燃[J]；塑料工业；2003年10期.
[3] 周一鸣，毛恩荣，车辆人机工程学（第二版）[M]，北京：北京理工大学出版社，2007.
[4] 丁俊兰，周燕飞.民用飞机座椅研究及展望[J].2010 年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集，2010.
作者简介
黄壮鑫，（男；1986年01月），籍贯：广东汕头，学历：大专，职称：助理工程师，研究方向：机械设计及自动化。
[关键词]飞机座椅；头枕结构；优化设计
中图分类号：V223.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0005-01
一、目前飞机座椅头枕舒适度的不足之处和影响因素
随着现代航空史的发展，人们对飞行的需求越来越多，一些商务人士每年甚至有1/5的時间是在空中飞行度过的，因此人们对于座椅的舒适性要求越来越高。特别是在长途飞行中，为了能满足乘客的充分休息，对于座椅头枕的舒适性要求就更高一些。现在大部分的飞机旅客座椅是没有设计头枕，有一些座椅有设计头枕的，也是一个简单的在靠背上增加一个突出物来充当头枕。这样的结构设计一来无法很好的起到支撑头部和颈部的作用，二来无法满足不同的人群对头枕的需求，所以不仅没有带来休息时的舒适感，反而因为头枕的不适用而产生了不适和紧张感，无法充分的休息，使飞行旅途变得更加的疲劳。总之，为了飞行旅途能更舒适，头枕的结构设计应该要充分考虑到不同人群的特征，要符合人体的生理特征，选用合适的材料，满足人体头部对头枕的习惯性需求，这些都是影响头枕舒适性的主要因素。
二、飞机座椅头枕结构优化以及造型的设计分析
1、头枕结构的优化设计
目前大部分的头枕都是一體式、不可调节的，所以无法满足不同的人群。为了使头枕可以实现调节功能，将头枕骨架分成左中右三块骨架，并用新款头枕合页连接固定，利用合页的可任意调节角度并固定住位置的特性，可将头枕两侧骨架进行任意调节角度来支撑头部两侧，实现头部立体化支撑；另外整体头枕组件利用一个伸缩杆机构与靠背骨架进行连接，使整个头枕能达到一个上下伸缩的功能，以此来满足不同升高人群对头枕高度的需求（如图1）。
由于头枕两侧可任意调节角度，所以可以满足不同的人群对头部空间的需求，实现更大的舒适度。特别是长途飞行过程中，有了头枕立体化的支撑保护，休息时头部不再东倒西歪，减少头部颈部的不适感，提高了休息的舒适性。
2、新型合页的设计
经过结构优化的头枕骨架的核心零部件就是连接左右骨架的新型合页，此款合页能够起到任意角度的调节，并固定保持在特定角度位置的作用，使头枕有立体化的支撑，并能满足不同人群头部空间的需求。
3、合页结构原理简述
将合页主体2嵌在合页主体1的中间，利用销轴将两个合页主体串联起来，并用销轴端盖铆入销轴固定，螺丝、垫片、锁紧螺母锁紧在合页主体2上。合页主体1和合页主体2采用工程塑料注塑而成，销轴采用高强度航空铝加工，销轴和合页主体的的配合间隙控制在±0.02mm，表面光洁度在1.6μm以上，轴孔接触面积尽可能大。合页主体2 设计有一条槽，当螺丝拧紧时，合页主体2上的槽缝将会变小，从而使穿过销轴的孔径变小，与销轴的摩擦力变大，当摩擦力大于头枕布套海绵的回弹力时，合页便能保持在当前的位置角度。据计算，当螺丝锁紧后，扳动合页的扭矩为4.5N.M以上，这一数据足以抵消海绵布套的回弹力，所以能保证停留在任意角度而不回弹。当我们从头枕两侧调节头枕时，由于此时力臂变长，很容易就能调节头枕到任意角度；而当我们的头部靠在头枕两侧支撑时，此时的作用力臂是变短了，力矩变小了，所以此时的头枕能保持在当前的位置角度，达到了能任意调节角度并能稳定起到支撑头部的作用。
4、材料的选用
飞机上所有零部件的材料都是非常讲究的，尤其是座椅直接与乘客接触的，关系到乘客安全与体验的重要部件。因此，座椅的头枕的骨架采用强度更高质量更轻的航空铝材，头枕海绵选用高回弹性、高透气性、阻燃性海绵整体加工而成，而与人体直接接触的头枕布料采用100%纯羊毛制作的布套。这样整个头枕既有强度高，质量轻，阻燃性好等满足适航要求的特点，也使得整个头枕使用起来更加舒适，提高乘客对飞行过程的满意度。
5、小结
综上所述，乘坐飞机出行应逐渐成为现代很多人出行的首选，其快读、便利的特点满足了人们对现代快速生活的要求，而乘客也希望在日常的飞行过程中能有更舒适的体验，让漫长的旅途不再是一种煎熬，所以提高飞行过程的舒适性越来越迫切。而目前所有的交通工具中，由于长时间的坐姿而使头部和颈部产生的不适感，仍然没有很好的解决措施。因此，设计更符合人机工程学的座椅同时，要考虑到头部和颈部舒适性需求，一个更符合人体机能要求、使用更舒适的头枕越来越受到人们的关注。
参考文献
[1] 陆剑雄，张福昌，申利民；坐姿与座椅设计的人机工程学探讨[J].人类工效学，2005[12].
[2] 刘益军，柏松； 聚氨酯泡沫塑料的阻燃[J]；塑料工业；2003年10期.
[3] 周一鸣，毛恩荣，车辆人机工程学（第二版）[M]，北京：北京理工大学出版社，2007.
[4] 丁俊兰，周燕飞.民用飞机座椅研究及展望[J].2010 年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集，2010.
作者简介
黄壮鑫，（男；1986年01月），籍贯：广东汕头，学历：大专，职称：助理工程师，研究方向：机械设计及自动化。