适合孕妇的公交座椅悬架研究



适合孕妇的公交座椅悬架研究

依据孕妇的生物动力学模型，优化了公交车座椅悬架，应用类神经元网络方法设计一种专门供孕妇使用的座椅，这种安全座椅对于长途旅行的孕妇乘员，减少近85%的对其子宫振动，提高了孕妇乘坐舒适性和安全性。

选用1996年Qassem和Othman建立的11自由度模型模拟孕妇身体，模型中弹性元件和阻尼元件均为线性，并且质量集中于孕妇的子宫部位，如图1所示。试验中使用谐波激振器产生激励，座椅最大的位移为10mm，最大的振动频率为4Hz，因为在该频率处座椅产生第一次共振。

在优化过程中，设计一个类神经网络表达座椅到孕妇子宫的振动传递率受悬架的质量、弹性、阻尼的影响，为使网络实现这种功能，需要向类神经网络中输入一些座椅-子宫传递的实例。座椅-子宫传递率是关于悬架特性（如质量、弹簧和阻尼常数）的函数。

通过对类神经网络的调试进行网络仿真，分析传递率的峰值，调整座椅悬架以减小传递到孕妇子宫的振动，找出振动传递率最小时悬架的系数（m、C、K）。通过多次迭代试验，孕妇座椅悬架的最优系数为：质量m= 10.3kg，阻尼系数C=308N·s/m，弹簧刚度常数K=7020N/m，在0～45Hz频率范围，能够减少85.45%的振动。研究结果表明，与普通人相比，孕妇的座椅悬架必须有较大的阻尼系数，需要有较低的弹簧刚度常数。

Mohammad Gohari et al. 2012 IEEE International Conference on Biomedical Engineering (ICoBE),Penang, Malaysia- February,27- 28 2012.

编译：周冲