公交車人機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、目 錄1.引言12.人體各項(xiàng)參數(shù)13.實(shí)測數(shù)據(jù)43.1數(shù)據(jù)記錄43.2數(shù)據(jù)圖示54.具體分析與設(shè)計(jì)64.1座椅的人機(jī)設(shè)計(jì)64.2拉手的人機(jī)設(shè)計(jì)84.3門的人機(jī)設(shè)計(jì)94.4車體的人機(jī)設(shè)計(jì)105.總結(jié)13參考文獻(xiàn)：141.引言隨著人們生活水平的日益提高，交通工具已逐漸多樣化。然而城市里最方便實(shí)惠的交通工具還屬公交車。由二十年代初的第一輛公交車開始，公交文化已經(jīng)經(jīng)歷了差不多一個(gè)世紀(jì)，一個(gè)城市的精神文化面貌能很大程度在公交車生反映出來。公交車的安全性、舒適度也成為人們越來越關(guān)注的問題。使公交車?yán)锏脑O(shè)施更加合理、舒適、安全，更加符合人與機(jī)的匹配，是我今天要研究的課題，也是我們越來越有必要研究的課題。和湖

2、南工學(xué)院密切聯(lián)系的便是40路公交車，現(xiàn)在我便對40路公交車的車廂進(jìn)行一下人機(jī)分析與改進(jìn)設(shè)計(jì)。2.人體各項(xiàng)參數(shù)在設(shè)計(jì)中要用到的人體有關(guān)參數(shù)。這些數(shù)據(jù)主要來自于GB/T 100001988和GB/T 135471992工作空間人體尺寸。所運(yùn)用的數(shù)據(jù)如下表所示：表2-1 人體主要尺寸（mm）表2-2 人體立姿尺寸（mm）表2-3 坐姿人體尺寸（mm）表2-4 人體水平尺寸（mm）動態(tài)測量數(shù)據(jù)可為設(shè)計(jì)合理的操作活動范圍和舒適的操作姿勢提供資料。人體動態(tài)測量數(shù)據(jù)是指在被測者活動狀態(tài)下測取的各種活動范圍，主要是測成年男、女在坐姿或站姿時(shí)，上下肢體的活動角度和伸展長度。這里用到的是立姿和坐姿時(shí)上身和手的可及

3、范圍。圖2-1 立姿上身及手的可及范圍圖2-2 坐姿上身及手的可及范圍3.實(shí)測數(shù)據(jù)測量工具：卷尺、三角板、量角器、標(biāo)記筆等。測量對象：車體、座椅、拉手、前后門等。測量目的：具體的數(shù)據(jù)來說明和分析測量對象的人機(jī)界面的不合理性，從而為下一步改進(jìn)措施提供有力的依據(jù)。（注：所測車體為40路公交車輛之一，車牌為湘D-92943）3.1數(shù)據(jù)記錄經(jīng)仔細(xì)測量，得到的數(shù)據(jù)如下：車體： 長：850cm 寬：250cm 高：250cm （底盤到車頂?shù)母叨龋?顏色：紫，夾雜其他雜色廣告。座椅： 坐寬：41cm；坐深：40cm 坐高：42cm；靠背高：62cm 斜度：108° 左右間距：1cm 前后間距：30

4、cm 個(gè)數(shù)：23個(gè)（不包括司機(jī)座位） 分布：車廂前段：左邊2個(gè)、右邊3個(gè) 車廂中段：右邊2個(gè) 車廂后段：左右各8個(gè)，共16個(gè)，分4排，每排4個(gè)。拉手： 寬：12cm 距地高度：167cm 前后間距：42cm 左右間距：82cm 個(gè)數(shù)：13個(gè) 分布：左邊7個(gè)、右邊6個(gè)前門（單葉自動門）：寬：75cm 高：198cm后門（雙葉自動門）：寬：104cm 高：198cm3.2數(shù)據(jù)圖示車廂布局如下圖所示：圖3-1 車廂平面圖圖3-2 乘客座椅的具體參數(shù)4.服務(wù)區(qū)主要設(shè)施的人機(jī)分析與設(shè)計(jì)4.1座椅的人機(jī)設(shè)計(jì)4.1.1 座椅的尺寸設(shè)計(jì)：(1) 座面高度 座面的高度是一個(gè)重要的參數(shù)，一般椅面至腳掌的距離為腓骨

5、的高度，即430mm450mm。如果腳掌接觸不到地面，座面過高，雙腳懸空，壓縮腿部肌肉，會造成下肢麻木；而座面過低的話，也會導(dǎo)致膝部伸直，妨礙大腿活動，易于疲勞。按我國人體尺寸座面高度可取為380450mm。原座椅尺寸為420mm，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。但是最好設(shè)計(jì)成高度可調(diào)，以適應(yīng)不同身材的乘客需要，調(diào)節(jié)范圍不宜過大。(2) 坐深 座面深度正確的設(shè)計(jì)應(yīng)使臀部得到全面的支撐，腰部得到靠背的支撐，其深度可取臀部至大腿全長的3/4。座椅太淺，會造成大腿支撐不足，身體重量全都壓在坐骨結(jié)節(jié)上，時(shí)間長了會產(chǎn)生疼痛感；座椅太深，不利于靠背，而且小腿背側(cè)被座椅前緣壓迫而至膝部無法彎曲。座面前緣與小腿間留有適當(dāng)距離，

6、保證小腿可自由活動。坐深應(yīng)按350400mm來取。原座椅為400mm，應(yīng)適當(dāng)調(diào)小一些，取380mm為宜。(3) 坐寬 座寬應(yīng)滿足臀部就座所需要的尺度，使人能自如地調(diào)整坐姿。最小的椅面寬度是400mm，在加上冬季衣服的厚度和口袋中裝的東西，大約要加大到450mm左右。若要照顧到肥胖和纖瘦的乘客都適用，則需加大到530mm。原尺寸為410mm，偏窄，應(yīng)取450mm為宜。(4) 座面形狀 老式的椅子面曾塑造出臀部凹形，在兩腿之間略有隆起，目的是欲使坐者更舒適些，但實(shí)踐證明，人的臀部大小和大腿粗細(xì)個(gè)體差異很大，這種座面凹凸形狀反而不合適。它既妨礙臀部在座面上自由移動，又會使人體的全部身體重量壓在臀部，

7、與解剖生理學(xué)提出的由坐骨結(jié)節(jié)承重的結(jié)論相違背，不利于血液流通。因此，座位還是以無凹凸形狀者為宜，但座面上可加一層軟墊，以增加接觸面積，減小壓力分布不均勻性。坐墊以纖維性材質(zhì)為宜，既透氣又可減少滑動。(5) 靠背高以及形狀 靠背的作用是保持脊椎處處于自然形狀的放松姿勢?？勘晨煞譃檠亢图缈?，公共汽車的座椅大部分屬于腰靠?？勘车淖畲蟾叨瓤蛇_(dá)480630mm，最大寬度350480mm。以容納向后擠出的臀部肌肉。原座椅尺寸基本達(dá)標(biāo)，但靠背的下部應(yīng)向前稍稍突起，橫截面可以是一個(gè)半徑大于1000mm的圓弧，用來支撐腰部以下的骶骨部分以便能增加舒適感，靠背下沿與座面之間最好留有一定的空間（7080mm以上）

8、。4.1.2.座椅靠椅的斜度設(shè)計(jì)：靠背與座面夾角若小于90°，則腹部受壓迫，讓人產(chǎn)生不適感；夾角太大會降低人的警覺狀態(tài)，存在一定的安全隱患。所以靠背與座面的夾角一般可定為95°105°。原座椅的夾角為108°，應(yīng)改為103°左右為適宜。3.座椅間距設(shè)計(jì)：座椅的間距是公交車上一項(xiàng)非常重要的參數(shù)。間距過小會使乘客感到不適，而且在車身搖晃或急剎車時(shí)會碰到膝蓋；而間距過大則會占用太多空間而使車廂容納乘客的數(shù)量大打折扣。按我國人體坐姿尺寸，坐時(shí)人體臀膝距大約在500610mm，所以為了車身搖晃時(shí)不碰到膝蓋，在節(jié)省空間的前提下座椅前后間距應(yīng)取280300m

9、m。4.座椅的安全設(shè)計(jì)：舒適雖然重要，但前提還是安全，安全是基礎(chǔ)，也是重中之重。目前，隨著大家生活水平越來越高，路上的車也越來越多，路況也越來越復(fù)雜，有時(shí)候司機(jī)避免不了會出現(xiàn)急剎車或急轉(zhuǎn)彎的操作，這樣會給乘客帶來預(yù)想不到的危險(xiǎn)。為了避免乘客在車急轉(zhuǎn)彎時(shí)摔倒，靠邊的座椅應(yīng)加設(shè)扶手。扶手不宜太高，以免引起肩部酸痛。一般取200230mm。座椅面應(yīng)該設(shè)計(jì)為稍稍向上翹起，用以加大人身體由于汽車急停而向前滑動的阻力。5.座椅的材料設(shè)計(jì)：如今的公交車座椅一般都是用塑料材料制成。塑料是一種用途廣泛的合成高分子材料，在我們的日常生活中塑料制品比比皆是。塑料以它優(yōu)異的性能逐步地代替了許多已經(jīng)使用了幾十年、幾百年

10、的材料和器皿，成為人們生活中不可缺少的助手。塑料集金屬的堅(jiān)硬性、木材的輕便性、玻璃的透明性、陶瓷的耐腐蝕性，橡膠的彈性和韌性于一身，塑料種類很多，到目前為止世界上投入生產(chǎn)的塑料大約有三百多種。而公交車座椅的材料最基本的一個(gè)屬性就是應(yīng)該韌性好，經(jīng)久耐用，不易損壞，而且還應(yīng)該選取熱容較大的塑料材料，盡量減少冬冰夏燙的不適。還一個(gè)重要的安全方面的因素就是應(yīng)考慮其防火性能。4.2拉手的人機(jī)設(shè)計(jì)1.拉手的高度設(shè)計(jì)：根據(jù)測量數(shù)據(jù)，左右兩個(gè)拉手的間距為820mm，高度為1670mm，根據(jù)人體尺寸參數(shù)，一個(gè)身高165cm左右的人站在車廂中間去拉拉手會感到很吃力，一般人手舉那么高也會容易疲勞，所以拉手的高度應(yīng)該

11、調(diào)低一些，應(yīng)取16001630mm之間。2.拉手的結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計(jì)：上面提到調(diào)低拉手，那么只有兩種辦法，一是把固定拉手的鋼管降低，二是拉手上面的布帶加長。前一種方法會使身高較高的人碰頭，后一種方法會降低拉手的穩(wěn)定性，那這個(gè)問題該怎么解決呢？ 于是我把拉手的結(jié)構(gòu)改進(jìn)了一下，把拉手與鋼管的連接設(shè)計(jì)為三角形結(jié)構(gòu)，如下圖所示，這樣，在加長了布帶長度的同時(shí)又利用三角形的特性增加了拉手的穩(wěn)定性，一舉兩得。圖4-1 拉手示意圖 圖4-2 拉手概念圖4.3門的人機(jī)設(shè)計(jì)1.前后門的高度設(shè)計(jì)：我國的成年男性平均身高為1697mm，成年女性為1586mm，為了避免碰頭，應(yīng)該在此基礎(chǔ)上加200300mm，原高度為198

12、0mm，基本符合規(guī)范。不過為了避免出現(xiàn)意外情況，門框上沿因加設(shè)一層橡膠軟層，以保護(hù)乘客頭部，免其受到撞擊。2.前后門的安全性設(shè)計(jì)：自動門的開啟和關(guān)閉的動作是在司機(jī)按下開關(guān)鍵后馬上執(zhí)行的，這樣會使站在門邊的乘客來不及反應(yīng)而出現(xiàn)門夾住身體部位的情況，不安全成分很大。所以我認(rèn)為門的控制系統(tǒng)應(yīng)做一下改進(jìn)。問題的原因是開關(guān)門動作留給乘客的反應(yīng)時(shí)間過少，我們應(yīng)該延長這個(gè)時(shí)間。設(shè)計(jì)如下：在門上方設(shè)置一個(gè)警報(bào)器，在司機(jī)按下開關(guān)鍵后，門暫無動作，情報(bào)器發(fā)出提示音，3秒鐘后門執(zhí)行相應(yīng)動作。這樣，站在門邊上的乘客有足夠的時(shí)間移動到安全的位置，避免夾到頭手或身體其他部位。3.前門寬度設(shè)計(jì)：前門一般設(shè)計(jì)為一名乘客通過，

13、正常人最大肩寬為486mm，加上200mm的行李的寬度為686mm，所以門的寬度應(yīng)設(shè)計(jì)在780mm左右。原門寬為750mm，稍窄。4.后門寬度設(shè)計(jì)：后門一般設(shè)計(jì)為可以兩人同時(shí)通過，跟據(jù)最大肩寬486mm×2=972mm，再加上400mm行李寬度，總共為1372mm。所以后門應(yīng)在原來的1040mm基礎(chǔ)上在加寬350mm。5.其他門窗要求：門扇應(yīng)無變形、破損和銹蝕，涂層完好，門鉸應(yīng)無變形、裂紋，轉(zhuǎn)動靈活連接牢固門密封條無老化門玻璃完整，鑲裝牢固，駕駛室門玻璃推拉或升降應(yīng)靈活可靠。側(cè)窗口對角線長度差不應(yīng)大于3 mm，門框、門軸中心對角線長度差不應(yīng)大于8 mm；駕駛室門鎖及定、限位裝置應(yīng)齊全

14、有效車門門軸應(yīng)無彎曲變形、裂紋?；ㄦI齒形規(guī)整；車門窗關(guān)閉時(shí)應(yīng)嚴(yán)密不松動；前風(fēng)窗和后窗玻璃應(yīng)完整，密封條無老化，鑲裝牢固。前風(fēng)窗應(yīng)用安全玻璃，不眩目。4.4車體的人機(jī)設(shè)計(jì) 1.車體外殼顏色設(shè)計(jì)根據(jù)中華人民共和國城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T 3024.2-1995,國家對公共汽車車體有如下要求：車身外蒙皮應(yīng)無面積為40 cm，以上破損；車身漆膜應(yīng)無面積為400 cm，以上剝落或暴露底色；車頭燈、尾燈、方向燈的面罩等各項(xiàng)設(shè)施應(yīng)完好，無缺損。在以上基礎(chǔ)上，顏色是決定車體整個(gè)感官整體效果的重要的一部分，所以通過對車廂配色的研究，選擇合理的顏色涂層就顯得很重要了。在色彩設(shè)計(jì)時(shí)現(xiàn)實(shí)的色彩搭配，應(yīng)該從科學(xué)、理性的

15、角度合理地運(yùn)用色彩，給人以明亮、和諧、美觀、舒適的感覺。營造一個(gè)良好的乘車環(huán)境。視覺對明暗的適應(yīng)以及顏料的色彩視覺、色彩輻射對人的生理和心理會產(chǎn)生各種不同方的影響，各種色彩都能對人起作用。從色彩的心理作用來分析，色彩的作用可以使物體看起來變得擴(kuò)大或縮小，給人以“凸出”或“縮進(jìn)”的印象。如冷色調(diào)使空間造成擴(kuò)大的強(qiáng)烈感覺，因?yàn)橹車h(huán)境像向后退縮了，暖色調(diào)剛剛相反，給人以向前凸出的感覺。根據(jù)色彩的心理感覺，大致的有視覺、觸覺、聽覺、情緒感覺等，如下表所示：表4-1 色彩心理感受心 理 感 受表 現(xiàn)相 應(yīng) 色 彩視覺心理感受前進(jìn)色（凸）暖色系：紅、橙、黃等退縮色（凹）冷色系：綠、藍(lán)、紫等面積大高明度色

16、、淡色（白）面積小低明度色、濃色（黑）觸覺心理感受輕色(軟)高明度色（中度純度、中高明度）淺色、淺藍(lán)、粉紫、黃色、白色（淡黃草綠色）重色（硬）低明度色（表面粗糙色）深色、黑紅、紫、深藍(lán)、單一暗色干暖色系：紅、橙、黃等濕冷色系：藍(lán)、青、紫等暖色紅、橙、黃、褐等冷色綠、藍(lán)、紫、白等聽覺心理感受高音紅、橙、黃、白（高明度）低音藍(lán)、青、紫、黑（低明度）情緒心理感受積極色（歡樂）：紅、棕、橙、黃等消極色（憂傷）：藍(lán)、紫、黑等華麗彩度高、高明度、不同色搭配樸實(shí)彩度低、低明度、不同色搭配此外，色彩對人的心理狀態(tài)，對人的情緒也有影響。人對色彩的心理反應(yīng)所產(chǎn)生的抽象聯(lián)想如下表：表4-2 色彩的具體與抽象聯(lián)想 性

17、別顏色具 體 聯(lián) 想抽 象 聯(lián) 想男女男女白雪、白云雪、砂糖潔白、純真潔白、神秘灰灰、混凝土烏云、冬天荒廢、平凡沉沒、死滅黑夜、洋傘墨、套服生命、嚴(yán)肅陰沉、冷淡紅紅旗、血口紅、紅鞋熱烈、備俗熱烈、幼稚橙太陽、香橙蜜柑、麥子甘美、明朗歡喜、華美褐皮包、土栗、鞋澀味、堅(jiān)實(shí)古雅、樸素黃月亮、雞雛檸檬、月亮光明、明亮光明、明朗黃綠嫩葉、春嫩葉、布新鮮、跳動新鮮、希望綠樹葉、軍服草、毛衣深遠(yuǎn)、和平希望、公平藍(lán)海洋、天空大海、潮水冷淡、薄情平靜、悠久紫裙子、禮服茄子、紫藤古風(fēng)、優(yōu)美高貴、消極一般車體的配色盡可能不要單一，配色的飽和度、明度也不要太高和相差懸殊。 根據(jù)以上信息，車身外殼顏色設(shè)計(jì)應(yīng)以藍(lán)色、綠色

18、、黃色、白色為主，這四種顏色可以任意兩兩搭配給車體外殼配色。2.車廂內(nèi)飾設(shè)計(jì)為改善城市公共交通的服務(wù)質(zhì)量，吸引更多的市民乘坐公共交通工具，近來國外許多公交企業(yè)和車輛生產(chǎn)廠家已開始重視研究和采用全新的設(shè)計(jì)方案來改善公交車輛的車廂的內(nèi)布設(shè)的問題。長期以來，城市公交企業(yè)對乘客的旅途舒適性方面還很少進(jìn)行認(rèn)真的研究，隨著車輛現(xiàn)代化水平的不斷提高，城市公交企業(yè)和車輛生產(chǎn)廠商已開始將乘車的舒適性作為今后優(yōu)先考慮的重點(diǎn)問題，如：根據(jù)乘客的需求，車廂內(nèi)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮具有良好的空間分布，有寬敞的通行走廊，符合人體勞動經(jīng)濟(jì)性和舒適性的座椅，使用的材料和顏色要體現(xiàn)溫馨及熱情等特點(diǎn)。公交車輛采用低地板和實(shí)現(xiàn)車內(nèi)地板的平坦

19、是公交車輛近年來革新的第一步，它大大提高了公交車輛的舒適性，方便了乘客的上下車，減少了乘車人的勞動強(qiáng)度，使許多有私人小汽車的市民也紛紛改乘公交車出行。此外，營造舒適環(huán)境的前提便是安全。車廂內(nèi)部必須有必要的安全提示語，例如車廂內(nèi)有禁止吸煙的提醒；車門上方應(yīng)該有小心碰頭等類似的字樣；車門上應(yīng)有小心夾手的標(biāo)語等，標(biāo)語顏色可用紅色或黃色，用以警示。例如：圖4-3 車內(nèi)警示標(biāo)志公共汽車車廂內(nèi)應(yīng)該色彩格調(diào)宜人，通常應(yīng)以桔黃色和灰色為主色調(diào)，公共汽車車廂內(nèi)高度適宜且車窗敞亮，最好有兩排圓形燈鑲嵌在車內(nèi)頂部，體現(xiàn)以人為本的設(shè)計(jì)宗旨，爭取乘客的喜愛。公共汽車車廂內(nèi)設(shè)計(jì)新風(fēng)格歸結(jié)起來主要應(yīng)該有兩個(gè)方面的創(chuàng)新：1.采用現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)風(fēng)格，車廂內(nèi)突出曲線美，采用明快熱烈的色調(diào)和柔和的照明設(shè)施，使車廂內(nèi)充滿熱烈友好的氛圍。2.向乘客提供實(shí)時(shí)信息，車內(nèi)安裝三組電子顯示牌，隨時(shí)向乘客顯示公交車輛所處的位置和發(fā)布有關(guān)乘車信息。車廂內(nèi)還應(yīng)設(shè)有全車都能聽到的音響設(shè)備，可以讓乘客清楚地聽到報(bào)站。當(dāng)然，公共汽車車廂內(nèi)布設(shè)的改善還包括其它許多方面，如車門的位置周圍要少設(shè)座椅、多留一些空間，以免人多擁擠；另外車內(nèi)