人機工程學作業(yè)課件

1、火車座椅人機工程學改進摘要我國地域廣闊, 人口眾多，雖然人們生活水平不斷提高，人們對生活質量的要求也越來越高，但在相當長的一段時間內,普通客車仍將是廣大人民群眾出門遠行的主要交通工具。不過當前車廂內部超員問題極其嚴重，乘車是不方便的苦惱。因此很有必要對我國列車座椅進行人機工程學的設計分析。本論文將通過列車座椅的資料收集和現(xiàn)狀分析，列車座椅設計，列車座椅設計人機工程學分析及評價，從而得出列車座椅的設計要點：形態(tài)方面，追求與列車車廂內部環(huán)境協(xié)調；色彩方面，采用讓乘客感覺舒適、親切的顏色；材料工藝方面，力求使座椅設計制作簡單化、標準化；功能方面，臨時應急座椅的設計，能在一定程度上減緩站票旅客的痛苦；

2、人機方面，更符合人體正常坐姿狀態(tài)下的身體曲線的靠背設計和更合理的座面高度。在以滿足基本乘坐要求的基礎上向舒適化、人性化發(fā)展，從而達到盡可能減少旅客出行疲勞的目的。關鍵詞火車座椅 人機工程學正文首先，我們來分析一下人體的坐姿以及坐姿與座椅的關系。一、坐姿分析（一）坐姿狀態(tài)乘客處于坐姿狀態(tài)時，支持人體的主要結構是脊柱、骨盆、腿和腳等。其中腰椎、骶骨和椎間盤及軟組織承受著人體上半身大部分負荷，同時還要承受彎腰扭轉等動作負荷。從圖1可以看到人體脊柱側面有四個生理彎曲：頸曲、胸曲、腰曲及骶曲。坐姿狀態(tài)的差異影響了身體對脊柱的壓力，為了乘坐舒適必須保證人體處于正常生理曲線狀態(tài)，列車座椅應全方位提供給坐姿人

3、體頭部、頸部、背部、腰部、肘部、腿部和足部的合理支撐。 圖1（2）坐姿受力人體骨盆下面有兩塊粗壯的圓骨，稱為坐骨結節(jié)，能比周圍肌肉承受更大的壓力。當座面呈水平狀態(tài)時，兩坐骨結節(jié)外側的股骨處于正常的位置未受壓迫，當座面呈凹形狀態(tài)時，會迫使股骨向上轉移而造成髖部肌肉承受反常壓力，人體會下意識涌動臀部或者求助肘部和肩部分散受力，從而引起不適。同時過軟的座面使腿部壓力過大，影響了大腿血液循環(huán)和神經傳導而感到不適。醫(yī)學論證顯示，座墊應根據臀部不同部位承受不同壓力的原則來設計，即在坐骨處壓力最大，向四周逐漸減小，至大腿部位時壓力將至最低。圖2是座墊傾斜5°10°時較為理想的座墊體壓分布

4、曲線，其中各封閉曲線為等壓力線，所標數(shù)字的壓力單位為kPa。 圖2 (二)、人體尺寸數(shù)據獲取（1） 人體測量標識人體測量一般包括形態(tài)測量、生理測量、運動測量三個方面. 根據座椅設計研究需要，采用抽樣測量法將其中的形態(tài)測量和生理測量作為主要測試項目.根據座椅類家具設計所需人體尺寸作為測點和測量項目. 身高是最基本的人體尺寸數(shù)據，選取這一基本尺寸作為基準，用H 表示，建立H與人體坐姿各尺寸之間的比例關系. 其中，人體坐姿尺寸包括:1.坐高;2.坐姿頸椎點高;3.坐姿眼高;4.坐姿肩高;5.坐姿肘高;6.坐姿大腿厚;7.坐姿膝高;8.小腿加足高;9.坐深;10.坐姿下肢長共10項標識，見圖3. 圖3

5、 人體坐姿尺寸示意圖（2）人體測量對象通過對近1 500 名大學生人體樣本多項標識進行調查和實測，選取有效樣本并將所采集的數(shù)據進行統(tǒng)計分析，按照測量項目列表，男女身高尺寸分布情況及數(shù)據分別如圖4、圖5所示。 圖4 女性身高分布圖 圖5 男性身高分布圖 (三)、坐姿的優(yōu)點和缺點（1）優(yōu) 點a.可免除站立時人體的足踝、膝部、臀部和脊椎等關節(jié)部位受到靜肌力，減少人體能耗，消除疲勞b.坐姿比站立更有利于血液循環(huán)c.有利于保持身體的穩(wěn)定，這對精細作業(yè)更適d.在腳操作場合，坐姿保持身體處在穩(wěn)定的姿勢，有利于作業(yè)。(2)缺點a.限制了人體活動范圍，尤其是需要上肢出力的場合，往往需要站立作業(yè)，而頻繁的起坐交替

6、也會導致廢勞。b.長期維持坐姿也會影響人體健康，招致腹肌松弛，脊椎非正常彎曲，以及對某些內臟器官造成損害，如消化器官與呼吸器官c.坐姿太久也會造成下肢腫脹，靜脈壓力增加大腿局部受到壓力，增加血液回流阻力，引起不適感。(四)、坐姿矯形學生理（1） 正常的姿勢下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨時則后凹。在良好的坐姿狀態(tài)下，壓力適當?shù)胤植加诟髯甸g盤上，肌肉組織上承受均勻的靜負荷。（2） 當處于非自然姿時，椎間盤內壓力分布不正常，形成的壓力梯度，嚴重的會將椎間盤從腰椎之間擠出來，壓迫中樞神,產生腰部酸痛、疲勞等不適感。軀干完全挺直的坐姿使脊椎嚴重彎曲，因椎間盤上壓力不能正常分布，身體上部的負荷加在腰椎部

7、，引起不適，因此90度角的靠背椅是不良的設計,軀干前傾的姿勢會使本來前凸的腰椎拉直甚至反向后凹，這種姿勢因而也極不舒服，影響了胸椎和頸椎的正常彎曲，使頸、背部疲勞,故良好的坐姿：腰與大腿成135度，腰椎部有支撐。Ø F E D C B AG(五)、肌肉活動度脊椎骨依據其附近的肌肉和腱連接，椎骨的定位正是借助于肌腱的作用力。一旦脊椎偏離自然狀態(tài)，肌腱組織就會受到相互壓力(拉或壓)的作用，使肌肉活動度增加，招致疲勞酸痛。3組不同坐姿的23腰椎背棘直肌肌電圖根據矯形學原理和肌肉活動度分析可得出下列結論：在挺直坐姿下，腰椎部位肌肉活動度高，因為腰椎前向拉直使肌肉組織緊張受力。提供靠背支承腰椎

8、后，活動力則明顯減??；軀干前傾時，背上方和肩部肌肉活動度高，以桌面作為前傾時手臂的支承并不能降低活動度。C 大于90度的靠背可防止骨盆的旋轉，增加坐姿穩(wěn)定性 且使坐姿更接近自然狀態(tài)A 軀干挺直或前傾的坐姿很容易引起疲勞B 設置適當?shù)目勘晨墒蛊诮档投卧O計（一）設計原則和分類6. 椅墊必須有足夠的墊料和適當?shù)挠捕?，使其有助于體重壓力均勻地分布于坐骨結節(jié)區(qū)域1. 座椅的形式與尺度及其功用有關3. 身體的主要重量應由臀部坐骨結節(jié)承擔4. 座椅前緣處，大腿與椅子之間壓力應盡量減小5. 腰椎下部應提供支承，設置適當?shù)目勘骋越档捅巢烤o張度2. 座椅的尺度必須參照人體測量學數(shù)據確定（二）當考慮坐姿動機時

9、，座椅基本分為三類：1.休息為目的的安樂椅設計重點在于使人體得到最大的舒適感，消除身體的緊張與疲勞。合理的設計應使人體的壓力感減至最小。2.作業(yè)場所的工作椅穩(wěn)定性是主要因素，腰部應有適當?shù)闹С?，重量要均勻分布于座墊(或座面)上，同時要適當考慮人體的活動性，操作的靈活性與方便等。3.多用椅這類座椅以多種功能為設計重點。它可能與桌子配合，可能是工作、休息兼用，也可能是作為備用椅可以折疊收藏起來。（三）設計細則1.座高：休息用安樂椅3845cm，工作椅4350cma. 適當?shù)淖邞勾笸缺３炙剑⊥却怪?，雙腳平放于地面。b. 座面不能過高，否則小腿懸空時，大腿受椅面前緣壓迫，使坐者感到不適，長時間

10、這樣坐著血液循環(huán)受阻，小腿麻木腫脹。因此，座高一般按低身材人群設計，建議座面前緣應比人體膝窩高度低35cm，且有半徑為2.55cm的弧度。c. 座面亦不能太低，否則腿長的人骨盆后傾，正常的腰椎曲線被拉直，致使腰酸不適。d.休息椅應使腿能向前方伸展，以放松肌肉，也有助于身體的穩(wěn)定e.工作椅使人以較直立的姿勢坐于其上，雙腳平放于地面，故其座高比休息椅稍大f.當作業(yè)面固定時，椅高上限應根據身材較矮的作業(yè)者的要求來確定，因為工作椅的高度顯然與作業(yè)面高度有關，工作椅最好高度可調，以適應不同作業(yè)者2.座寬：4345cma.座寬必須能容納身材粗壯的人。對單人使用的座椅，參考尺寸是臀寬，以女性群體尺寸上限為設

11、計根據，b.對成排相鄰放置的座椅，如劇場觀眾椅，則座寬應以肘間距的群體上限位為設計基準，以避免擁擠壓迫感。c.座寬亦不能太大，如長時間坐姿作業(yè)，雙臂應得到應有的支承，如座寬太大，則肘部必須向兩側伸展以尋求支承，這樣會引起肩部疲勞。3.座深：休息用椅4043cm，工作用椅3540cma.指椅面前緣至后緣的距離，該尺寸不能太大。正確的座深應使靠背方便地支持腰椎部位b.如座深大于身材矮小者的大腿長（臀部至膝窩距），座面前緣將壓迫膝窩處壓力敏感部位，這樣若要得到靠背的支持，則必須改變腰部正常曲線；否則，坐者必須向座緣處移動以避免壓迫膝窩，卻得不到靠背的支持c.為適應絕大多數(shù)使用者，座深應按較小百分位的

12、群體設計，這樣身材矮小者坐著舒適，身體高大的人只要小腿能得到穩(wěn)定的支持，也不會在大腿部位引起壓力疲勞。4.座面傾角：休息椅1920度，工作椅小于3度a.座面傾角指座面與水平面所夾角度b.座面后傾的作用有兩點：是由于重力，軀干后移，使背部抵靠椅背，獲得支持，可以降低背肌靜壓。是防止坐者從座緣滑出座面。后者在振動顛簸的環(huán)境中尤為重要，如汽車鴛駛用座椅及長途汽車的乘客座椅c.從座椅的功能來區(qū)分:休息椅座面傾角大，有利于身心松弛，大座面傾角與靠背傾角構成近于平躺的休息姿勢。對工作座椅而言，因作業(yè)空間一般在身體前側，如座面過份后傾，脊椎因身體前屈作業(yè)而會被拉直，破壞正常的腰椎曲線，形成一種費力的姿勢，因

13、此傾角不能太大，一般為3度以下d.研究還表明：采用座面適當前傾設計的工作椅會更適合于工作，尤其是辦公室工作，比如對寫字和繪圖用椅的設計，當要求座高較高時，對于傾斜式繪圖桌用椅，前傾角應達到15度以上，如果背靠角為90。，則相當于座面與靠背夾角為l05度，這是坐姿的最小舒適角度，靠背對于脊椎部還能起適度的支持作用，肌肉緊張較小，背部壓力在椎骨上分布也較均勻。5.靠背的高度與寬度a.因為人體背部處于自然形態(tài)時最舒適，此時腰椎部分前凸，座椅設計要從座面與靠背之間的角度和適當?shù)难抵С謥肀M力保證。成年人腰椎部中心位置約在座位上方2326cm處，腰椎支點應略高于此尺度，以支持背部重量。b.靠背由肩靠和腰

14、靠兩部份構成，大部份工作場合，腰靠最主要。c.靠背的最大高度可達4863cm，最大寬度可達3548cm?？勘车某叽缰饕赏尾康酌娴郊绮康母叨?決定靠背高)和肩寬(決定靠背寬)有關，確定高度時還必須計入座椅的有效厚度。d.為了使背部下方骶骨和臀部有適當?shù)暮笸箍臻g，座面上方與靠背下部之間應有凹入或留一開口部分，其高度至少為12.520cm6.靠背角度 ：103一112度指座面與靠背的夾角，其目的與座面角度相似從脊柱正常形態(tài)來看，該角為115度較為合適。實際應用中，建議?。洪喿x用椅101l04度，休息椅105108度7.扶手高：座墊有效厚度以上2122cma.在不妨礙執(zhí)行某些待定作業(yè)的情況下，一般座

15、椅應考慮設置扶手。扶手的主要功用是使手臂有所依托，減輕手臂下垂重力對肩部的作用，使人體處于較穩(wěn)定的狀態(tài)。它也可以作為起身站立或變換坐姿的起點。b.扶手不能太高，否則迫使肘部抬高，肩部與頸部肌肉拉伸；但如過低則實際上使臂部得不到支撐，或者軀干必須偏斜，以尋求一側的支承8.椅墊a.人體在坐姿狀態(tài)下，與座面緊密接觸的實際上只是臀部的兩塊坐骨結節(jié)，其上只有少量的肌肉，人體重且的75左右由約25cm2的坐骨周圍的部位來支承，這樣久坐足以產生壓力疲勞，導致臀部痛楚麻木感。b.測試研究表明，坐于座墊上的臀部壓力值大為降低，而接觸支承面積也由900cm2增大到1050cm2，使壓力分散。c.椅墊的另一優(yōu)點是能

16、使身體采取一種較穩(wěn)定的姿勢，因為身體可以適應地陷入座墊。 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 27 18 10座面上的距離 cm產生的壓力 kg正常的坐姿雙腿交叉時座椅側面輪廓（每格100 × 100 mm）座椅設計實例（休息用椅）座椅設計實例（多功能座椅）座椅側面輪廓（每格100 × 100 mm）中靠背辦公座椅、工作面、擱腳板的配合尺寸（mm）高靠背辦公座椅、工作面、擱腳板的配合尺寸(mm) 各種座椅的設計范例座椅設計的重點在于適合于大多數(shù)人的體型,使它保持在最舒適、最有效的坐姿狀態(tài),并避免不必要的負荷。但座椅造形樣式非常繁雜,其設計特性互有不同,這

17、里列舉數(shù)種座椅設計范例,應用上述座椅設計的一般原則,說明各種座椅的特點。1、辦公椅Grandjean9 曾對辦公室里的文書操作員所用的座椅進行研究,他們利用一種自己設計的特定座椅機(seating machine) ,讓受測者坐在上面,依其人體所需求的舒適條件調整座椅的各部位尺度,直到最滿意程度為止,最后記載其最終的數(shù)據,經過分析研究判斷后得出如圖1 所示的舒適的座椅原型。圖1 舒適座椅原型圖1 2、多用途椅圖2 舒適的多用途椅原型圖2Grandjean 等的研究,是以25 位男性和25位女性為樣本,使其坐在12 種不同設計的多用途椅后,要求受測者檢驗這些椅子對其本身人體上11 個部位所產生的

18、壓力狀況,評價其舒適程度,另外每一位受測者以配對比較法,將每張椅子與其它椅子進行對比,評價其總體舒適度。研究結果,選出了兩張公認最好的座椅原型,如圖2 所示。其中所列的各部位尺寸值,就是分析所有相關資料后所得出的結果,數(shù)據中包括了整個座面上的24cm 泡棉墊。3、休息與閱讀用椅用于休息和閱讀的座椅,其特性應與那些用于活動力較多的座椅不同。Grandjean 等進行了一項研究,他們利用一種可調整式的座椅機,讓受測者依其所需的舒服感作各種座椅尺寸的調整,座椅機最后可調整到任何期望的形態(tài),結果發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的受測者都對表1 所示各種角度和尺寸值的座椅較為感到滿意。這兩種座椅的外形輪廓如圖3 所示,虛線表

19、示扶手及可能的完整外形,座椅的表面包括有6cm 厚的椅墊,兩種座椅都提供有完整的靠背支撐,尤其是脊柱下方(腰彎部位)的凸出部位是其設計特點。表1 休息與閱讀用椅的尺寸范圍閱讀用休息用座面傾斜2324° 2526°靠背傾斜101104° 105108°座面高度(cm) 3940 3738圖3 舒適的休息與閱讀用椅外形輪廓圖3綜合以上各方面的探討,我們大致可得出座椅設計的基本原則:(1) 座椅的型式和尺度與坐的目的或動機有關;(2) 座椅的尺度必須與相對的人體測量值配合;(3) 座椅的設計必須能提供坐在其上的人體有足夠的支撐與穩(wěn)定作用;(4) 座椅的設計必須

20、能使坐在其上的人體改變其姿勢;(5) 靠背,特別是在腰部的支撐,可降低脊柱所產生的緊張壓力;(6) 座墊必須有充分的襯墊和適當?shù)挠捕?使之有助于將人體重量的壓力分布于坐骨結節(jié)附近。三、車輛082班3080221059趙小超下面我們主要介紹我國列車座椅中存在的問題并加以改正座椅作為硬座車廂最基礎也是最重要的設施部件，直接支撐起人體乘坐,同時還起到緩和人與車廂之間的振動的作用，其設計的優(yōu)良直接影響到乘客出行感受。我國客車硬座車廂座椅也經過了數(shù)次改良設計,但仍未能很好的滿足乘客長時間旅行對于乘坐舒適性的高要求,究其原因在于沒有充分地發(fā)揮出座椅造型與功能需求相適應，具體表現(xiàn)在座椅人機工程方面考慮的不成

21、熟、不深入，因此未能達到預期效果。其中最明顯的例子就是：一直到現(xiàn)在，我國的列車硬座座椅仍在采用90°靠背座椅。列車上的座椅直接關系到旅客乘坐的舒適度。我國鐵路客車上座椅從木腿木椅，到鐵腿人造革蒙面椅，后又采用玻璃鋼座椅。之后在準高速一等車和高質空調車上采用了可躺式座椅，在“九五”期間一些新研制的動車組的一等車上普遍采用了可躺式座椅。目前我國列車座椅設計較為優(yōu)秀的應屬動車組內設置的座椅了，在設計中除了參考國外優(yōu)秀的列車座椅，國內動車組座椅也是一個很好的學習對象。動車組的座椅全部為軟座，可以隨意調節(jié)寬度和斜度，只要輕踩椅子下面的踏板，座椅就能旋轉掉頭，使旅客面對的方向始終與列車運行方向保

22、持一致，避免列車在快速運行時，旅客出現(xiàn)頭暈現(xiàn)象。座椅扶手內配備了可折疊的茶幾，便于書寫或放置東西。優(yōu)秀的行為水平的設計應該是以人為中心的，把重點放在理解和滿足真實使用產品的人的需要上，動車組座椅的設計就很好地做到了這一點，而反觀我國的列車硬座座椅就不那么人性化了。（一） 列車座椅的資料收集1列車硬座座椅的結構列車硬座座椅主要由坐墊、靠背、支架、蒙皮、支座組成。2 列車硬座座椅的材料蒙皮材料：我國列車硬座主要采用人造革和各類織物作為蒙皮。 早期的硬座座椅采用的是人造革，后來它逐漸被輕薄透氣、方便換洗、價格便宜的織物面料所取代。坐墊和靠背材料：坐墊、靠背主要由泡沫和骨架組成。我國硬座座椅骨架早期是

23、木制的，后來發(fā)展成鋼材和木材的復合材料。3 典型普通列車上的硬座下面是我針對幾種普通列車的硬座車廂進行的調查，以此來了解我國列車硬座的大致情況。（1）慢車座椅仍在采用人造革作為面套，這種材質的透氣性不好，再加上這趟列車沒有空調，車廂內空氣流通性差，平時都會覺得悶熱，就更別提炎熱的夏季了，總會感覺背部汗涔涔的。再者，其靠背雖略有曲線，但是很小，靠背與坐面基本呈直角，且其高度對于成年男性來說都有點過高了，就更不用說身材較嬌小的女性了。（2）普快列車座椅面套采用的也是人造革，完全是直角式靠背，一點曲線也沒有，像這樣的列車座椅現(xiàn)在已經被淘汰了一部分了，余下的部分也將逐漸被淘汰更新。(3)空調快速列車它

24、的座椅在設計上更為合理。首先，靠背設計了腰靠，其曲線更符合人在坐姿狀態(tài)下的背部曲線，能減輕腰部的負擔；其次，它采用織物面料作為面套，這不僅提高了座椅的透氣性，還方便換洗。(4)新空調特快列車特快列車的座椅無論在外形上，還是在面套的質量與顏色選擇上都比之前介紹的幾種列車上的座椅要好些。（二）、 普通列車乘客調查1 乘客調查根據中國鐵道科學研究院關于京滬線鐵路客流分析顯示。1.1旅行目的和旅客職業(yè)關系就旅行目的而言，目前在京滬線出行的旅客中，出差的客流最多，占46.25%；其次是旅游、探親、做生意的客流，分別為12.64%、11.38%、8.92%（見表1-1）。就旅客職業(yè)而言，企業(yè)管理人員最多，

25、占22.60%；其次是科技人員、經商人員，分別占17.62%、14.28%。在出差(46.25%)的客流中，企業(yè)管理人員和科技人員最多(分別占 16.06%，2.04%)；而在旅游的客流中，主要是工人、企業(yè)管理人員、科技人員以及學生?？梢娋€的客流層次較高，大部分為出差的企業(yè)管理人員和科技人員，其次是旅游的乘客和做生意的經商人員，這些旅客的自身素質較高。1.2旅客年齡和旅行目的的關系在出行的客流中，年齡在20歲-30歲間的旅客所占比例最大，為37.25%；其次是30歲-4O歲、40歲-50歲的旅客，分別占29.63%，16.49%；而60歲以上和小于20歲的旅客所占比例最少，為3.81%和3

26、.58%。在20歲-30歲(37.25%)的客流中，主要是出差的旅客，占了14.23%；其次是旅游、探親、學習實習的旅客，分別占5.83%，4.59%， 4.20%。在30-40歲、40-50歲的客流中，仍然是出差的旅客占了絕大部分，其次是做生意、探親的客流。客流年齡集中在20歲-50歲間，特別是20歲-30歲的旅客最多，而且大部分是工作需要出差的旅客。因此，我們可以看出，普通列車的用戶主要是經常出差的公司職員、出門打工的人、學生和旅游探親的人。2 乘客需求在火車座椅結構上他們希望座椅的靠背能再向后仰一些，因為長時間坐立會讓腰部感覺疼痛，如果能向后仰就會將一部分的力分擔到后背，讓腰部得到休息。

27、頭靠的位置也往后仰而不是向前，因為做長途車在車上睡覺是很常見的事，向后仰一點的頭靠可以讓頭部的位置比較固定，不會前后左右晃。希望座椅的高度能矮一點，長時間坐火車經常都會有腿腫的情況，座椅矮一些會舒服些。3 列車硬座的未來發(fā)展趨勢我國的列車硬座將朝著舒適化、人性化的方向發(fā)展。隨著技術發(fā)展，社會進步，人們在乘坐列車時不僅要求安全可靠，快速高效，而且也追求舒適性，座椅就是滿足這一追求的關鍵性部件。未來的列車座椅應該更人性化。產品的人性化設計能給人們帶來趣味性和娛樂性，能滿足消費者精神文化的需求，產品結構的人性化設計讓人們的生活更加舒適。（三）、列車座椅設計分析1 現(xiàn)有產品缺點分析經過前一段時間的市場

28、調研，乘客調查、及對現(xiàn)有列車硬座多方面的了解，我現(xiàn)在對列車硬座的情況已經有了一個基本的了解。現(xiàn)總結如下：1.1我國硬座車廂時常超員，座椅相對來說太少；1.2靠背設計不合理；首先，雖然有些座椅在設計時考慮到了腰靠，但是其高度卻偏低了，沒能很好地發(fā)揮作用不說，還把人的身體向前推去，背部腰以上的地方也不能很好地靠在靠背上，不能保持良好的坐姿，壓力不能均勻地分布于椎間盤上，肌肉組織上承受的靜負荷不均勻，使乘客產生腰部酸痛、疲勞等不不適感；其次，座椅的頭靠向前傾，頭無法后仰，導致頸椎不適。1.3座椅與茶桌沒有形成一比一配置；1.4座椅面套的顏色太過雜亂，其頭靠處的套布顏色多為白色，不耐臟；為了裝套方便，

29、面套縫制過于寬松，不能很好地固定在座位上，坐在上面的人很容易向前滑動；1.5現(xiàn)在的硬座座椅座面高度在444左右，對于大多數(shù)乘客來說這個高度有點偏高了；1.6坐墊每一處的高度、填充的泡沫的厚度都是相同的，不符合坐墊設計的壓力分布不均勻原則，坐一會兒就感覺很不舒服了。2列車座椅人機工程學分析座椅要在運動車廂中滿足人體乘坐舒適性，必須有效克服座椅振動和保持人體坐姿受力平衡，這是優(yōu)良設計的前提和關鍵。2.1 列車座椅設計的人機因素從人機工程學的角度來看，影響座椅設計的主要因素有：人體的坐姿狀態(tài)、坐姿受力和坐姿尺寸三個方面，座椅設計不能良好的解決這些因素是產生乘坐疲勞和疼痛的緣由。2.1.1坐姿狀態(tài)乘客

30、處于坐姿狀態(tài)時,支持人體的主要結構是脊柱、骨盆、腿和腳等。其中腰椎、骶骨和椎間盤及軟組織承受著人體上半身大部分負荷,同時還要承受彎腰扭轉等動作負荷。人體脊柱側面有四個生理彎曲：頸曲、胸曲、腰曲及骶曲。坐姿狀態(tài)的差異影響了身體對脊柱的壓力,為了乘坐舒適必須保證人體處于正常生理曲線狀態(tài),列車座椅應全方位提供給坐姿人體頭部、頸部、背部、腰部、肘部、腿部和足部的合理支撐。2.1.2坐姿受力人體脊椎骨是依靠其附近的肌肉和腱連接的,一旦脊椎偏離自然狀態(tài),肌腱組織就會受到相互壓力(拉或壓)的作用,使肌肉活動度增加導致疲勞酸痛。人體骨盆下面有兩塊粗壯的圓骨,稱為坐骨結節(jié),能比周圍肌肉承受更大的壓力。2.1.3

31、坐姿尺寸在坐姿狀態(tài)下,乘客的身體重量主要由座面來承擔,另一些則傳遞給了靠背、扶手、地板或桌面等受力支撐物,因此坐姿人體尺寸測量是座椅設計的主要依據。與列車硬座座椅設計相關的人體測量主要尺寸:2.1.4座面座高是座面至地面的垂直距離。列車硬座車廂的乘客主要是年齡在20-50歲之間的成年人，在設計應參考這部分人的身體尺寸。表3-1為我國成年人坐姿人體尺寸。人體小腿加足高的平均高度為：男性為410mm，女性為385mm，加上鞋底厚度20mm，即男女分別為430mm和405mm,而座墊面的高度稍小于此尺寸有利于小腿著力于整個腳掌支撐起身體負荷，在此我選擇座面高度為410mm。而座寬即單人座面的左右距離

32、,必須滿足臀部橫寬所需要的尺度,一般座寬500mm左右即可符合要求。座面深即座面的前后距離,應能保證臀部能夠得到全部支撐,其深度相當于臀部至腿部漆關節(jié)全長的3 /4,約為400-450mm。座面后端可略向下傾斜5°左右。坐姿人體尺寸表1 男性身高及坐姿尺寸的統(tǒng)計結果 mm 測量項目均值標準差P1P5P10P50P90P95P99身高1 749.2 56.9 1 611.7 1 650.0 1 673.1 1 750.0 1 820.0 1 840.0 1 870.0 坐高932.3 63.3 831.7 832.7 870.0 930.0 990.0 1 013.0 1 021.7

33、坐姿頸椎墊高702.6 57.9 594.2 610.0 640.0 700.0 760.0 800.0 859.8 坐姿眼高813.4 56.9 705.0 721.0 750.0 810.0 868.0 890.0 958.8 坐姿肩高631.1 56.2 539.0 544.4 567.0 635.0 683.9 708.9 719.4 坐姿肘高287.6 49.1 198.0 200.0 223.0 290.0 342.9 363.7 371.4 坐姿大腿厚153.6 26.8 100.0 113.5 120.0 150.0 198.0 200.0 220.0 坐姿膝高540.8 42

34、.8 440.0 465.0 480.0 540.0 600.0 620.0 630.5 小腿加足厚439.0 30.9 360.0 390.0 400.0 438.0 480.0 495.4 520.0 座深464.1 36.4 392.0 400.0 415.0 469.0 509.8 527.4 580.0 坐姿下肢長993.1 68.8 874.0 880.0 900.0 1 000.0 1 080.0 1 100.01 160.0 臀膝距550.036.3499.0515.0524.0554.0585.0595.0625.0 表2 女性身高及坐姿尺寸的統(tǒng)計結果 mm測量項目均值標準差

35、P1P5P10P50P90P95P99身高1 631.2 47.9 1 520.0 1 550.0 1 570.0 1 630.0 1 695.0 1 709.2 1 735.0 坐高866.7 52.9 753.8 793.2 813.6 870.0 924.0 950.0 992.4 坐姿頸椎墊高646.5 57.6 519.4 554.8 580.0 650.0 710.0 730.0 780.0 坐姿眼高757.1 57.8 521.3 667.0 700.6 760.0 818.0 850.0 89204 坐姿肩高578.1 63.7 410.0 469.6 515.2 590.0

36、631.0 668.0 730.0 坐姿肘高274.9 49.5 165.2 201.6 220.0 270.0 340.0 360.0 420.0 坐姿大腿厚129.7 22.3 97.6 100.0 102.6 130.0 155.0 169.2 206.0 坐姿膝高516.0 40.7 420.0 450.0 465.0 510.0 574.4 580.6 600.0 小腿加足厚434.9 38.4 323.2 369.4 388.4 440.0 481.0 500.0 516.2 座深444.9 39.6 350.0 380.0 390.0 450.0 498.0 508.0 530.

37、0 臀膝距526.236.8481.0495.0502.0529.0561.0570.0590.0坐姿下肢長923.5 62.2 757.6 820.0 850.0 922.0 1 000.0 1 029.21 100.0 2.2靠背靠背一般由肩靠、腰靠及頭枕三部分組成,肩靠高度應達到肩胛下角位置,離座面高度為500650之間,腰靠離座面高度為200260mm之間。頭枕支撐頭部向后仰以減輕頸部肌肉受力,其離座面高度約在700mm左右?？勘痴w高度為850950mm之間。座面與靠背夾角是使人體腹部與大腿之間的血管不受壓迫、血流暢通的必要條件,正常狀態(tài)下座面與靠背夾角多為115°的鈍角狀

38、態(tài),可調節(jié)范圍是105°135°, 以滿足坐姿時人體軀干與大腿舒適。座椅的部件主要包括：支架、椅面、腰靠、扶手、頭靠。 主要參數(shù)包括：座高X1、座寬X2、座深X3、腰靠長X4、腰靠寬X5、頭靠長X6、頭靠寬X7、扶手高X8、坐面傾角、腰靠傾角。根據座椅設計的主要參數(shù)，需要參考的主要人體尺寸包括：膝蓋高度H1、肘部高度H2、大腿厚度H3、臀部寬度W1、臀部至膝蓋長度L1、上身長L2、坐姿的肩中部寬度W2、頭到椅面的高度H4、頭長L3、頭寬W3。表3 參考公式座椅參數(shù)參數(shù)表達式座高X1=H1-H3+L座寬X2=W1+L座深X3=L1+L腰靠長X4=L2+L腰靠寬X5=W2+L頭靠長X6=H4-（1/2)L3+L頭靠寬X7=W3+L扶手高X8=H2+L表4 尺寸修正項目尺寸修正量修正原因坐姿眼高/mm3褲厚坐姿臀寬/mm13衣厚坐姿兩肘間寬/mm20衣厚小腿加足高/mm36褲厚鞋厚坐姿肩高/mm3褲厚坐深/mm3褲厚坐姿肘高/mm3褲厚足長/mm30鞋長3人機關系座椅的各部分尺寸是否合理，是否滿足人體工程學的要求，直接影響了座椅的舒適性。目前的列車硬座座椅在人機有關系方面存在著一些不足， 如靠背的線條不合理、座椅面偏高等問題，針對這些問題我都進行