淺談人機(jī)工程學(xué)在動(dòng)車座椅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

唐山華達(dá)總公司　孫兆金　廖淑香

淺談人機(jī)工程學(xué)在動(dòng)車座椅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

唐山華達(dá)總公司孫兆金廖淑香

動(dòng)車座椅的設(shè)計(jì)必須運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)原理，設(shè)計(jì)出座椅才能滿足現(xiàn)代旅客對出行舒適性的需求。

人機(jī)工程學(xué)；舒適性；尺寸；確定

一、二等動(dòng)車座椅的設(shè)計(jì)運(yùn)用了人機(jī)工程學(xué)原理，參考《中國成年人人體尺寸：GB 10000-88》，設(shè)計(jì)出各部位尺寸，坐墊、靠背形狀符合人機(jī)工程學(xué)人體生理曲線，可滿足長時(shí)間（約5小時(shí)）乘座舒適性要求。

1　座椅各部分主要尺寸參數(shù)的確定

1.1確定依據(jù)

座椅各部分尺寸參數(shù)主要是基于對坐姿人體測量尺寸數(shù)據(jù)而確定，這個(gè)坐姿人體測量尺寸在GB10000-88中有較詳細(xì)的數(shù)值，摘錄如下表

（表中只摘錄了最常用的第5百分位、第50百分位和第95百分位）：

1.2坐墊尺寸

1.2.1座高的確定

坐墊面至地面的垂直距離為座高。座高一般相當(dāng)于人體都縱高的1/4或略低于小腿長10mm左右。小腿高于座面為的是能使下肢著力與整個(gè)腳掌，有利于兩腳前后移動(dòng)。根據(jù)人體測量尺寸中小腿加足高的測量數(shù)據(jù)，再考慮人穿著衣物、鞋子及一定的活動(dòng)需要，座高為440左右比較適合我國大部分人的人體尺寸。所以一二等車座椅的座高均設(shè)計(jì)在440mm左右。

1.2.2座面深

座面深是座面的前后距離。座面的深度設(shè)計(jì)要是人的腰背在自然地依靠在靠背上的狀態(tài)時(shí)，座椅面前緣不會抵到小腿。座面深也不能太小，保證腿長者大腿舒適。按照我國成人人體測量數(shù)據(jù)，男性第50百分位為457mm，女性第50百分位的座深為433mm，因此，高速列車座椅的座面深度應(yīng)大于430mm，座面深應(yīng)能保證臀部得到全部支撐。再參考動(dòng)車組客室空間布置，一等座椅的座深設(shè)計(jì)為465mm，二等座椅的座深設(shè)計(jì)為430mm。

1.2.3座寬

座面的左右距離。座寬必須滿足臀部橫寬所需要的尺度，使人能自如地調(diào)節(jié)就坐的姿勢。一般座寬480mm左右即可符合要求。根據(jù)人體生理特征和體壓分布特點(diǎn)，座面應(yīng)按照臀部骨盆肌肉的形態(tài)特點(diǎn)設(shè)計(jì)一定的弧度。根據(jù)這個(gè)原則，二等座椅中間靠背設(shè)置為寬486（扶手中心的距離），一等座椅540（扶手中心之間的距離）。

1.3靠背尺寸

設(shè)置靠背的主要目的是為了使人坐著工作或休息時(shí)，把身體的一部分重力壓在靠背上，以減輕脊柱尤其是腰椎部的負(fù)荷，同時(shí)能使脊柱保持自然彎腰姿勢，產(chǎn)生輕松省力的感受。靠背能否具有上述功能，主要取決于它的形狀、傾角和高低尺寸三個(gè)因素的設(shè)計(jì)。座背分為肩靠、腰靠，以及頭枕。

2018年6月29日召開的中共四川省委十一屆三次全會提出，構(gòu)建“一干多支、五區(qū)協(xié)同”區(qū)域發(fā)展新格局，明確“鼓勵(lì)和支持有條件的區(qū)域中心城市爭創(chuàng)全省經(jīng)濟(jì)副中心”，確定綿陽、德陽、樂山、宜賓、瀘州、南充、達(dá)州7個(gè)區(qū)域中心城市。

靠背上要附加成形頭枕襯墊。在乘客較長時(shí)間乘坐列車的情況下，乘客容易困乏，因此可以靠著頭枕休息。一等座椅頭枕能上下調(diào)節(jié)，上下調(diào)節(jié)方式為兩條滑帶與靠背連接，并用搭扣的方式固定。

1.3.1靠背寬度和高度

靠背寬以460-500mm為宜，使得乘客在后背完全依靠于靠背時(shí)還有一定的活動(dòng)空間。靠背高度尺寸應(yīng)大于580mm。一二等車座椅是為長途乘坐設(shè)計(jì)的座椅，因此，靠背高度都按大于580mm確定的，設(shè)計(jì)在了780mm左右。座椅靠背形狀設(shè)計(jì)成與脊柱自然彎度相似，腰靠的高度應(yīng)適合脊柱彎曲和腰曲彎度，腰靠位置放于第三和第四腰椎部上下。

1.3.2頭枕高度

頭枕能夠支撐頭部向后仰，減輕頸部肌肉受力，其離座面高度在700mm左右，但由于人體高度不盡相同，一等車座椅的頭枕高度可以上下調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)方式為采用兩條滑帶與靠背連接，并用搭扣的方式固定。成年女性第5百分位的頸椎點(diǎn)高為579mm，成年男性第95百分位的測量尺寸為719mm，根據(jù)我國不同人體的尺寸，調(diào)節(jié)范圍設(shè)計(jì)在560-720之間較為適宜。

1.3.3座面與靠背夾角

座面與靠背夾角是保證得到舒適姿勢的必要條件，它的大小對乘客坐姿和脊柱、背脊的負(fù)荷有重要影響。人應(yīng)靠在座椅靠背上，使身體后傾，與水平成110°-115°最佳，為了滿足乘客不同休息姿勢的需要，靠背角度其調(diào)節(jié)范圍在95°到135°為宜。這樣，靠背和座面與人體背部、臀部、大腿形成的曲線相吻合使人搞到舒適。此外，要保證靠背傾斜不會干擾后座乘客桌子及活動(dòng)空間。

扶手主要是為乘客提供可靠的側(cè)向支撐，以免乘客臀部側(cè)滑。根據(jù)我國成人的人體測量數(shù)據(jù)，扶手高取175mm-200mm。扶手寬根據(jù)人的手臂和手的特征，宜取60-100之間的數(shù)值。按照這個(gè)原則，一等座椅扶手寬度設(shè)計(jì)為75mm。由于空間受限，二等座椅的扶手寬設(shè)計(jì)為50mm。按照標(biāo)準(zhǔn)，兩肘間寬不宜小于50cm，因此兩扶手間距離不應(yīng)小于50cm。它自靠背向前伸出的長度不超過座面深度的2/3。二等座椅扶手的結(jié)構(gòu)應(yīng)能自由地朝上翻轉(zhuǎn)，以騰出空間，彌補(bǔ)二等座椅空間限制而造成的座寬小的缺陷，便于乘客出入座位。

2　座椅旋轉(zhuǎn)功能

為使乘客乘坐舒適，座椅設(shè)計(jì)加裝了旋轉(zhuǎn)功能，使座椅朝向總是與列車方向一致，有效的預(yù)防或緩解暈車的發(fā)生，而且視覺上也比較習(xí)慣。

3　細(xì)節(jié)的人機(jī)設(shè)計(jì)分析

3.1調(diào)節(jié)裝置的人機(jī)設(shè)計(jì)

調(diào)節(jié)裝置主要是指調(diào)節(jié)靠背傾斜角和座墊深的按鈕。用于調(diào)節(jié)的按鈕不可太小，因?yàn)橹讣獠僮靼粹o最小允許直徑為12.5mm，拇指操作的按鈕最小允許直徑為18mm。按鈕和按鍵都要突出臺面一定的距離，設(shè)計(jì)成與周邊配件不同的顏色，具有可識別性。位置應(yīng)在讓乘客容易發(fā)現(xiàn)、方便操作的地方，因此一二等車座椅的按鈕都設(shè)計(jì)在了扶手上不容易碰及的部位。

3.2小桌板

一二等車座椅均設(shè)置了小桌板。二等座椅小桌板靠背后部支架上，打開后靠背轉(zhuǎn)動(dòng)而小桌板不動(dòng)，收起時(shí)可以隨著靠背一起轉(zhuǎn)動(dòng)。桌板四種有一定的突起，防止放置物在振動(dòng)過程中掉落。一等座椅桌板置于側(cè)扶手內(nèi)，將扶手蓋板掀開，便可將折疊桌取出使用。