李朝++萬志華++仇杰++庹霞

【摘 要】隨著科技的進(jìn)步，人民生活水平的提高，以人為本的設(shè)計(jì)理念貫穿于各行各業(yè)。高速動(dòng)車組的發(fā)展與普及給人們的出行帶來了舒適與方便，在動(dòng)車組旅客界面的設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)者們竭誠用更舒適更美觀的設(shè)計(jì)為旅客提供更和諧的出行環(huán)境。本文主要從與旅客最直接接觸的座椅分析人機(jī)工程學(xué)在座椅設(shè)計(jì)上的應(yīng)用與體現(xiàn)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、人體結(jié)構(gòu)及經(jīng)驗(yàn)給出了座椅設(shè)計(jì)上的一些符合人機(jī)工程學(xué)的尺寸，為以后動(dòng)車組或其它車型的座椅設(shè)計(jì)提供了參考數(shù)據(jù)。

【關(guān)鍵詞】人機(jī)工程學(xué) 高速動(dòng)車組 椅面傾角 座椅深度 模擬仿真

1 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展以及科技的不斷進(jìn)步，人的生活方式也在發(fā)生著變化，人們會(huì)不斷地產(chǎn)生新的需求，這一理論同樣適用于高速動(dòng)車組，以人為本的設(shè)計(jì)貫穿于整個(gè)動(dòng)車組的設(shè)計(jì)始終，隨著人們需求的變化動(dòng)車組的人性化設(shè)計(jì)也是一個(gè)不斷進(jìn)化的過程。在提高行車速度和保證旅客安全的基礎(chǔ)上，改善旅客乘坐環(huán)境和舒適度是一個(gè)以人為本的設(shè)計(jì)體現(xiàn)。座椅是乘客直接接觸的車內(nèi)設(shè)備，對(duì)乘坐舒適度有直接關(guān)系，因此對(duì)座椅的人機(jī)工程學(xué)研究具有重大意義。

2 座椅各部分尺寸人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 放腿空間

按GB-10000《中國(guó)成年人體尺寸》，坐姿狀態(tài)下膝蓋高度為532mm，加上鞋子高度修正為550mm。坐姿的臀膝距為595mm。根據(jù)UIC660-2002《保證高速列車技術(shù)兼容性的措施》中座椅放腿空間應(yīng)大于770mm的要求，距離地板550mm高度空間距離為770mm。從人機(jī)工程學(xué)角度考慮，在平面布局中座椅間距不能小于890mm。

2.2 座椅高度

按GB-10000《中國(guó)成年人體尺寸》，取成年男性95百分位為依據(jù)，坐姿小腿加足高為448mm，如圖1，加上鞋子高度及小腿自然伸直稍向前傾的修正值為450mm。取成年男性50百分位為依據(jù)，坐姿小腿加足高為413mm，加上鞋子高度及小腿自然伸直稍向前傾的修正值為415mm。由于座椅坐墊為發(fā)泡面料結(jié)構(gòu)，承重后椅面高度會(huì)稍向下移動(dòng)，綜合分析座椅椅面高度定為430±10mm。

2.3 座椅深度

按GB-10000《中國(guó)成年人體尺寸》，取成年男性95百分位為依據(jù)，坐深為494mm，取成年男性50百分位為依據(jù)，坐深為457mm 。綜合分析座深定為470±10mm。

2.4 乘客的進(jìn)出空間

按GB-10000《中國(guó)成年人體尺寸》，取成年男性95百分位為依據(jù)，立姿狀態(tài)下肘高為1096mm，加上鞋子高度修正為1198mm，取成年男性50百分位為依據(jù)，立姿狀態(tài)下肘高為1024mm，加上鞋子高度修正為1025。后排坐墊和前排靠背之間最小間距應(yīng)在人體立姿的胸部偏下位置。按《中國(guó)成年人體尺寸》成年男性95百分位胸厚為245mm。在沒有扶手等支撐物的情況下，后排坐墊和前排靠背之間最小間距為245mm，才能保證乘客自然、順利的站起、坐下以及行走。在保證座椅排布間距及乘客進(jìn)出空間的前提下，座椅傾角應(yīng)小于103°。

2.5 座椅邊扶手尺寸

根據(jù)GB1000-1988成年男性95百分位坐姿肘高298mm，成年男性50百分位坐姿肘高263mm，根據(jù)GB/T12985-91姿勢(shì)修正量座高減44mm，座面到扶手上表面的距離可取230mm左右。根據(jù)在坐姿狀態(tài)下手臂平放，前臂貼近扶手椅面的寬度確定邊扶手寬度為70mm，中間扶手寬度為50mm。扶手長(zhǎng)度為370mm。

2.6 座椅椅背外形曲線及靠背角度設(shè)計(jì)

對(duì)坐于各種不同靠背角度的座椅的人體，靠背與水平成110°左右時(shí)，可獲得良好的背部支撐。根據(jù)不同乘客的需要，靠背應(yīng)設(shè)置一定的調(diào)節(jié)范圍，調(diào)節(jié)范圍在98°至120°為宜。根據(jù)GB1000-1988成年男性95百分位坐姿眼高847mm，坐姿頸椎高701mm，成年男性50百分位坐姿眼高798mm，坐姿頸椎高657mm，頭靠中心應(yīng)設(shè)計(jì)在距椅面710mm高度，90mm范圍內(nèi)上下可調(diào)整且在任意位置可定位的樣式，頭枕長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為300mm左右，寬度設(shè)計(jì)為190mm左右。

2.7 靠背尺寸

根據(jù)GB1000-1988成年男性95百分位最大肩寬469mm，成年男性50百分位最大肩寬431mm，靠背寬以480mm為宜。根據(jù)GB1000-1988成年男性95百分位坐姿肩高641mm，成年男性50百分位坐姿肩高598mm，靠背高尺寸應(yīng)設(shè)計(jì)為600mm。

2.8 座椅寬度尺寸

由于女性臀寬一般都大于男性，按GB-10000《中國(guó)成年人體尺寸》，取成年女性95百分位為依據(jù)，坐姿臀寬為382mm，加上衣服厚度修正為400mm。考慮變換姿勢(shì)時(shí)所需要的活動(dòng)空間及空間壓抑產(chǎn)生的心理修正量，雙人座椅座寬可取460mm。

2.9 椅面傾角

椅面傾角一般可取5°～10°為宜。

3 座椅的人機(jī)分析

人機(jī)模擬分析。根據(jù)座椅各組成部分關(guān)鍵尺寸建立產(chǎn)品模型，將人體模型放在一個(gè)環(huán)境中，通過對(duì)人體模型中腿部、手臂、腰部、頸部、頭部幾部分的活動(dòng)區(qū)域的活動(dòng)范圍模擬分析，文中座椅各部分的數(shù)據(jù)均能保證人體的最佳舒適度，符合人機(jī)工程學(xué)原理。

4 結(jié)語

本文以GB-10000《中國(guó)成年人體尺寸》規(guī)定的人體尺寸為依據(jù)，針對(duì)大部分人群給出的座椅人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)尺寸，主要從座椅布置的前后距離，與人體接觸的座椅本身的尺寸及外形曲面造型方面給出的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值從人機(jī)工程分析上得出座椅設(shè)計(jì)的合理性尺寸，為以后動(dòng)車組或其它車型的座椅的設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。

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