人因工程課程設(shè)計

1、重慶理工大學(xué)人因工程學(xué)課程設(shè)計報告題目：基于人因工程學(xué)的公交車扶手分析、改善、評價 專業(yè)： 工業(yè)工程 班級 111040802 小組成員： 指導(dǎo)老師： 時 間： 2014.6.1662014.6.20 課程設(shè)計任務(wù)書 班級 111040802 姓名 1、 課程設(shè)計的題目 基于人因工程學(xué)的公交車扶手分析、改善、評價 二、課程設(shè)計主要解決的問題（1） 公交車扶手高度的問題分析以及改善 （2） 公交車扶手緊缺的問題分析以及改善 （3） 公交車扶手抓握不舒適的問題分析以及改善 三、課程設(shè)計相關(guān)附件（如：表格、圖紙、軟件等）（1） 公交車扶手的問題分析以及改善 （2） 關(guān)于公交車扶手的問題的調(diào)查問卷 （

2、3） 應(yīng)用軟件：auto CAD2007、 WPS、VISIO 四、課程設(shè)計主要參考資料（1）郭伏，錢省三人因工程學(xué) （2）劉焱，基于人機工程學(xué)的城市公交車設(shè)計方法研究 （3)2010年國民體質(zhì)監(jiān)測公報數(shù)據(jù)統(tǒng)計 五、任務(wù)發(fā)出日期： 2014.6.16 完成日期： 2014.6.20 指導(dǎo)教師簽字： 指導(dǎo)教師對課程設(shè)計的評語 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日目錄1. 引言.32. 研究背景.33. 公交車扶手的問題.4 3.1 問題一：扶手高高在上，乘客無可奈何.4 3.2 問題二：無地兒可扶，扶手緊缺.5 3.3 問題三：扶手設(shè)計不合理，抓握不舒適.64. 分析與改善.7 4.1針對扶手高度問題.9

3、 4.1.1扶手高度數(shù)據(jù)分析.9 4.1.2改善方案.11 4.2 針對無地兒可扶，扶手緊缺問題.12 4.3 針對扶手設(shè)計不合理，抓握不舒適問題.135. 改進方案的綜合評價分析.166. 設(shè)計體會.16 參考文獻.17 公交車扶手改善的設(shè)計摘要：隨著人民生活水平的不斷提高，經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市建設(shè)也在發(fā)生著翻天覆地的變化，我國大部分城市市區(qū)人口密集，城市以公共交通為主體。人們對公交車的性能、技術(shù)水平、乘座舒適性、車內(nèi)裝置、環(huán)保等都提出了較高的要求。就目前而言，公交車的設(shè)計還沒有讓人們感到滿意，特別是在車內(nèi)扶手這一方面。公交車乘客經(jīng)常要保持站姿，站立的乘客要抓住扶手或者橫桿。目前，我國常有關(guān)

4、于公交車扶手橫桿高度不當(dāng)給乘客帶來不便的報道。本文主要以公交車扶手作為主要研究對象，綜合運用了人因工程學(xué)的理論和方法，分析了目前的公交車扶手，指出了其不足之處，并提出了各種新改善方案。關(guān)鍵詞：城市公交車、扶手、人因工程學(xué)、改善、人性化1、 引言隨著城市化進展，越來越多的市民坐公交車出行，而公交車內(nèi)環(huán)境缺少人機設(shè)計，由此帶來了很多問題，扶手設(shè)計是比較明顯的一方面。公交車扶手的設(shè)計需要考慮兩方面問題：1高個子不碰頭，矮個子夠得著；2舒適抓握。很多市民都有體會，交通高峰時公交車幾乎車車爆滿，坐公交車簡直就是苦行修煉，其中體會最深的是抓不到扶手，沒有扶手可抓，所以有必要探討下公交車扶手如何設(shè)計才能更好

5、的為市民服務(wù)。本文通過分析人因工程學(xué)中人體相關(guān)尺寸及乘客使用扶手的習(xí)慣，本次課程設(shè)計采用問卷調(diào)查方式，了解到目前公交車扶手存在的問題，提出了公交車扶手的人因工程學(xué)分析和改善。 2、 研究背景 目前,我國西南地區(qū)常有關(guān)于公交車扶手橫桿偏高給乘員帶來不便和安全隱患的報道。出現(xiàn)乘員無法夠到扶手或拉扶手時人體處于極度拉伸的現(xiàn)象,尤其是女性乘員。由表1中的數(shù)據(jù)可以得出我國20世紀80年代中期成人男子(1860歲),女子(1855歲)的身高均值分別大致為1671.5mm,1565.2mm,西南地區(qū)身高均值分別低于全國標準為24.5mm,19.2mm.若再考慮西南地區(qū)同我國其他地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展較慢的

6、差異,現(xiàn)今,這一身高差距將大于上述的24.5mm,19.2mm.我國現(xiàn)行的公交車扶手高度設(shè)計多以全國均值為標準,這種設(shè)計顯然不適宜西南地區(qū)乘員對乘坐舒適性與安全性的要求。尋求適用于西南地區(qū)的公交車扶手設(shè)計具有其可行性和實用性。 扶手是公交車內(nèi)飾主要部件，不僅因為其數(shù)量多占用車內(nèi)空問大，更是因為大多數(shù)站立的乘客需要抓住扶手，以保持穩(wěn)定的站姿。而根據(jù)人因工程學(xué)分析，扶手設(shè)計主要考慮人體立姿垂直手握高度，立姿側(cè)向手握距離和手臂平伸手握距離，以及車輛運行的平均時速等等一系列問題，由于涉及到伸手夠東西的問題，如果采用高百分位的數(shù)據(jù)就不能適應(yīng)小個子人，所以設(shè)計出發(fā)點應(yīng)該基于適應(yīng)小個子人，這樣也同樣能適應(yīng)大

7、個子人。3、 公交車扶手的問題本小組成員通過對城市公交車扶手進行了調(diào)研，對乘客針對城市公交車扶手問題進行了問卷調(diào)查，以及大量數(shù)據(jù)的收集發(fā)現(xiàn)城市公交車扶手主要存在以下幾方面的不足：3.1 問題一：扶手高高在上，乘客無可奈何“扶手有點高，矮個子的人要抓住的話，有點難?！苯?，不少乘客反映，乘坐公交車的時候，發(fā)現(xiàn)車內(nèi)橫桿扶手有點高，人多無座時又找不到其他好扶的地方。這些車上的扶手高度都在1.7米左右。站著的乘客，高一點的抓著車頂?shù)姆鍪?，但大多?shù)尤其是女性乘客，都只能抓住車內(nèi)的豎桿，或是座位靠椅。另一類：吊環(huán)類扶手，也存在著同樣的高度問題，其上端是不固定，車輛劇烈搖晃時人們會跟著擺動，并且吊環(huán)頂部的固

8、定并不是很緊，這就存在了對乘客安全的隱患。 圖（1）橫桿、吊環(huán)扶手過高3.2問題二：無地兒可扶，扶手緊缺 大部分乘客表示，每次坐公交車的時候，基本不會抓橫桿扶手，雖然能夠抓到，但是還是有點費力。這也是我們平時經(jīng)常遇到的問題，特別是在上下班高峰期，乘車的人太多，根本就沒地方可扶，當(dāng)遇到司機急剎車時，很容易摔跤。 圖（2）扶手緊缺3.3問題三：扶手設(shè)計不合理，抓握不舒適公交車扶手的一些設(shè)計不合理 ，乘客表示抓握不舒適，手臂很容易疲勞，不抓吧,站不穩(wěn)；抓吧,簡直就是活受罪（圖（3）所示）。想一想，冬天冰冷的立式扶桿，令人難以抓握。以后再定制公交車輛的時候,就應(yīng)本著人性化的原則,考慮周全一些,多注重些

9、細節(jié)上的改進,讓乘客更舒適一些（圖（4）所示）。 圖（3）扶手設(shè)計不合理 圖（4）冰涼的扶桿4、分析與改善4.1針對扶手高度問題4.1.1扶手高度數(shù)據(jù)分析 1、高個子、不碰頭 不碰頭即要求扶手高度應(yīng)高于大多數(shù)人身高，所以取男性身高的99百分位為1814mm（男女共用，應(yīng)能滿足大多數(shù)人群的需求，而男性身高普遍高于女性身高，因此取男性身高99百分位)。表1 人體身高數(shù)據(jù)身高/mm累計百分位數(shù)/%151050909599男（1860歲）1543158316041678175417751814女（1855歲）1449148415031570164016591697X:取99百分位身高為X=1814mm

10、Y：男性的穿鞋修正量，取Y=30mmZ:公交車扶手橫桿半徑Z=30mm(具體半徑視設(shè)計要求決定)A:身高增長修正量A=14mm所以滿足高個子乘客不碰頭，要求橫桿中心距離車內(nèi)地板高度為 hX+Y+Z=1814+30+30+14=1888mm。扶手中心距離車內(nèi)地板高度為 HX+Y=1814+30+14=1858mm。 2、矮個子，夠得著扶手桿屬男女通用的產(chǎn)品尺寸設(shè)計，舒適抓握即要求扶手應(yīng)保證被大多數(shù)人抓得到且舒服抓握，所以取女性的5百分位（滿足大多數(shù)人群的需求，而女性身高普遍低于男性，所以取女性的5百分位）。表2 立姿雙手舉起時的高度立姿雙手功能上舉高/mm百分位數(shù)/%151050909599男（

11、1860歲）1815186916041899200321382203女（1855歲）1696174117661860195219762030X：女性立姿雙手功能上舉高5百分位X=1741Y：女子的穿鞋修正量：Y=30mmZ：人體身高增長修正量Z=14mmA：人體上舉功能高與人體舒適抓握扶手高度相差量。（同樣2個在使用扶手桿的人體模型，自然狀態(tài)姿勢比立姿雙手功能上舉高姿勢要更舒服。）取A=150mm 所以滿足乘客抓的到，要求扶手中心距離車內(nèi)地板高度為： H1741+30+14-150=1635mm 3、綜上結(jié)論：本著人因工程學(xué)的基本原理，從數(shù)理統(tǒng)計中95的概率置信度出發(fā)，得出：適用于公交車扶手橫

12、桿中心高度為1 800 mm，吊帶手環(huán)的中心高度為1 600 mm，才能盡大限度的滿足乘客對乘坐舒適性與安全性的要求。4、同樣，在滿足高個子不碰頭的基礎(chǔ)上，我們設(shè)計扶手的目的就是用來抓，故而抓得到同樣是一個必須考慮的問題。公交車出事故，其中有一部分就是因為有的乘客個子小，抓不到扶手，而導(dǎo)致在公交車開停時立姿不穩(wěn)，摔倒或壓在其他乘客的身上，從而引起了受傷事件的發(fā)生。下圖（4）所示為公交車扶手的位置范圍。圖（4） 扶手位置范圍4.1.2改善方案 方案一：在公交車內(nèi)應(yīng)該適當(dāng)多增加一些豎直的扶手，取消吊環(huán)或者減少其數(shù)量，將頂蓋扶手的高度設(shè)置為1800mm，現(xiàn)在年輕人一般個頭都在1米8左右，這樣高的年青

13、人可以抓頂蓋扶手，個矮的人則可以扶豎直扶手。由于扶手都是固定的，可以減少來自車體的擺動，如圖（5）所示。 圖（5）橫豎桿結(jié)合 方案二：西南地區(qū)公交車扶手采用橫桿加吊帶手環(huán)設(shè)計,兩者的中心設(shè)計高度分別為1800mm,1600mm,該設(shè)計能達到滿足西南地區(qū)成人中95%的乘員對扶手高度要求的目標。由上文分析的扶手高度數(shù)據(jù)可得到吊環(huán)最適宜的高度，設(shè)計出高低相間的吊環(huán)。從橫桿一端開始每隔0.5m，按“低低高”的順序配置扶手，即每三個扶手中有兩個是距地面高度為1600mm的扶手，一個距地面高度為1860mm的扶手。這里做出的修正主要考慮的是，大多數(shù)人的身高較低，故而低扶手與高扶手的配備比為2:1。如圖（6

14、）所示。 圖（6）高低拉環(huán)4.2針對無地兒可扶，扶手緊缺問題 方案一：在車門處的扶手上應(yīng)該加一些三桿彎狀的扶手，以便人們上下車可以扶，而且能增加可以扶的人數(shù)，如圖（7）所示。 圖（7） 方案二：在公交車內(nèi)增加圖（8）這些不同形狀、高度的扶手，它不僅可以滿足不同身高，年齡的乘客，而且可以增加可扶的人數(shù)，這樣即便是在上下班高峰期，也不用擔(dān)心沒地兒可扶了。 圖（8）各種形狀的扶手4.3針對扶手設(shè)計不合理，抓握不舒適問題在人機設(shè)計中，人體舒適度也是一種必需考慮的因子。公交車扶手設(shè)計不合理，抓握時由于局部靜態(tài)施力，容易引起疲勞，導(dǎo)致手臂肌肉酸疼。定制公交車輛的時候,應(yīng)本著人性化的原則,考慮周全一些,多注

15、重些細節(jié)上的改進,讓乘客更舒適一些。方案一：橫桿采用螺旋形設(shè)計（如下圖（9）所示），同以前的普通直橫桿相比，這樣的橫桿設(shè)計增加了立姿穩(wěn)定性，讓乘客感覺更舒適。圖（9）螺旋形公交扶手方案二：冬天光滑的立式扶桿很冷，摸起來不舒服，采用塑料的又擔(dān)心扶桿的材料可承受的負荷不夠，加上布質(zhì)又怕夏天時，手悶熱。故而可采用在原來的鐵桿上加上可拆卸式的防滑布(為了安全采用單桿布置)，如圖（10）所示，或?qū)⑹治杖〉媚且徊糠止饣牧⑹椒鰲U改用質(zhì)感舒適的材質(zhì)，圖（11）。 圖（10）可拆卸式的防滑布 圖（11）質(zhì)感舒適的材質(zhì)方案三： 對于扶手，由于長期抓握，故而對其舒適度要求也較高，可以采用較粗的帶透氣孔的塑料圓環(huán)，

16、如下圖（12）所示。圖（12）圓環(huán)吊環(huán)5、改進方案的綜合分析通過對各個改進方案的綜合分析，我們得出最后結(jié)果如下：1、采用橫豎桿結(jié)合的方式，立式扶桿采用單桿布置，材質(zhì)為帶凹凸的鐵柱，配備可拆卸防滑布，在冬天套上。2、適用于公交車扶手橫桿中心高度為1 800 mm，吊帶手環(huán)的中心高度為1 600 mm，才能盡大限度的滿足乘客對乘坐舒適性與安全性的要求。3、采用高低結(jié)合的吊環(huán)，這里做出的修正主要考慮的是，大多數(shù)人的身高較低，故而低扶手與高扶手的配備比為2:1。4、在公交車內(nèi)增加一些三桿彎狀的扶手或不同形狀、高度的扶手，它不僅可以滿足不同身高，年齡的乘客，而且可以增加可扶的人數(shù)，這樣即便是在上下班高峰

17、期，也不用擔(dān)心沒地兒可扶了。5、橫桿采用螺旋形設(shè)計，這樣的橫桿設(shè)計解決了由于局部靜態(tài)施力，容易引起疲勞，導(dǎo)致手臂肌肉酸疼的問題，而且它還增加了立姿穩(wěn)定性，讓乘客感覺更舒適。6、在原來的鐵桿上加上可拆卸式的防滑布(為了安全采用單桿布置)，或?qū)⑹治杖〉媚且徊糠止饣牧⑹椒鰲U改用質(zhì)感舒適的材質(zhì)。7、扶手環(huán)采用較粗的帶透氣孔的塑料圓環(huán)的結(jié)構(gòu)。6、設(shè)計體會本次論文，我們小組選取了改進公交車內(nèi)乘車環(huán)境作為分析的課題，在這其中，所有的工作都是滿足一個目的，即安全、舒適、高效，同時也意識到了人的自然行為傾向?qū)τ谌藱C工程學(xué)設(shè)計的重要性，人因?qū)W的基本要求是使機械設(shè)備、工具、作業(yè)場所以及各種用具、用品與人的生理、心

18、理特點相適應(yīng)，達到人們工作和生活的最佳效率和保持良好的狀態(tài)，為此，涉及生理學(xué)、心理學(xué)、社會學(xué)諸多因素的人的自然行為傾向，便在其中起著很重要的作用。本小組分工情況如下：學(xué)號姓名職務(wù)主要工作任務(wù)11104080209A組長課程設(shè)計制作思路的提出、改善方案的設(shè)計、word文檔的制作11104080208B副組長資料的收集、照片的拍攝與修剪、繪制改善后的圖形11104080210C成員資料的收集、整理匯總、圖片的采集與修改【參考文獻】1 郭伏、錢省三，人因工程學(xué)，機械工業(yè)出版社，20052 2010年國民體質(zhì)監(jiān)測公報數(shù)據(jù)統(tǒng)計3 劉焱，基于人機工程學(xué)的城市公交車設(shè)計方法研究A，西北工業(yè)大學(xué)，2006公交車扶手的調(diào)查問卷 親愛的乘客： 您好，以下是關(guān)于公交車扶手問題以及滿意度的調(diào)查問卷，涉及內(nèi)容僅供人因工程課程設(shè)計研究，我們將對