安全人機(jī)課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)課題火車與高鐵硬座的人機(jī)關(guān)系比擬系部班級(jí)平安與環(huán)境工程學(xué)院安本1101班所屬專業(yè)平安工程學(xué)生姓名賀堯?qū)O旖旎劉霞指導(dǎo)教師劉愛(ài)群廖可兵設(shè)計(jì)時(shí)間2023.6.02-2023.6.23目錄TOC\o"1-3"\h\z\u1引言............................................................12火車與高鐵硬座的概括............................................22.1火車硬座車廂的內(nèi)部功能概述.................................2.1.1火車硬座車廂內(nèi)部功能及操作分析..........................2.1.2常見(jiàn)火車型號(hào)與參數(shù)..................................2.2高鐵硬座車廂的內(nèi)部功能概述..................................2.2.1高鐵硬座車廂內(nèi)部功能及操作分析..........................2.2.2常見(jiàn)高鐵型號(hào)與參數(shù)..................................3火車與高鐵硬座舒適度比擬問(wèn)卷調(diào)查................................3.1調(diào)查內(nèi)容及方式..........................................3.1.1調(diào)查的對(duì)象..........................3.1.2火車與高鐵舒適度問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果狀況數(shù)據(jù)收集、分析.......3.1.3火車與高鐵相比擬存在的問(wèn)題................................3.2火車與高鐵車廂人因要素調(diào)查總結(jié)..........................4火車與高鐵硬座車廂的人機(jī)分析.....................................4.1火車與高鐵各方面比照?qǐng)D...................................4.2火車車廂與高鐵車廂的人機(jī)分析.................................................................................................火車空間分析〔人的心理感覺(jué)〕4.3高鐵人機(jī)分析4.3.1桌椅人機(jī)分析5火車與高鐵硬座的改良方案火車與高鐵硬座的人機(jī)關(guān)系比擬平安工程專業(yè)202301班賀堯?qū)O旖旎劉霞[摘要]隨著生活水平的大大提高，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。目前，我國(guó)鐵路總長(zhǎng)已經(jīng)到達(dá)7萬(wàn)多公里，每年運(yùn)送旅客達(dá)10.5億人次。鐵路運(yùn)輸在各種交通工具運(yùn)輸中占有比擬重要的地位。在過(guò)去的時(shí)間里，鐵路運(yùn)輸一直以火車為主，然后目前，高速鐵路也逐步進(jìn)入人民視野，在很大程度上分流了局部火車所不能承載的客流。較為經(jīng)濟(jì)和舒適的火車硬座和價(jià)格稍貴但舒適度更高的高鐵相比擬，到底哪一種方式更受人們青睞，如何從調(diào)查中發(fā)現(xiàn)各自優(yōu)缺點(diǎn)并加以改正學(xué)習(xí)，從而設(shè)計(jì)各種列車能在滿足根本乘坐要求的根底上向舒適化、人性化開(kāi)展，從而到達(dá)盡可能減少旅客出行的疲勞的目的。本設(shè)計(jì)根據(jù)根據(jù)國(guó)標(biāo)《中國(guó)成年人人體尺寸》〔GB10000-1988〕和《在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用人體尺寸百分位數(shù)的通那么》，結(jié)合我國(guó)火車與高鐵的實(shí)際情況進(jìn)行比照，發(fā)現(xiàn)火車硬座車廂人機(jī)匹配不合理之處，再合理選擇百分位數(shù)，進(jìn)行硬座車廂座位的高度、寬度，靠背的傾斜度，座位與茶幾間的距離、以及車廂內(nèi)座位間的距離、茶幾高度、長(zhǎng)度和寬度匹配等工程的設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)改良后的火車車廂人機(jī)關(guān)系更加協(xié)調(diào)、座位更加舒適化、人性化。隨著生活水平的提高，旅客對(duì)出行的交通工具的要求也有所提高。舒適平安的旅行，是我們追求的目標(biāo)。而火車與高鐵都是我們出行重要的交通工具。故希望我們這次的設(shè)計(jì)能幫助提高旅行的舒適度，讓各位旅客旅途更加的愉快。[關(guān)鍵詞]平安人機(jī)工程；火車硬座；高鐵；分析；改良alongwiththestandardoflivingimprove,people'squalityofliferequirementsarealsogettinghigherandhigher.Atpresent,China'srailwaylengthhasreachedmorethan7kilometers,carryingabout1050000000passengersperyear.Railwaytransportationisplayinganimportantroleinallkindsoftransportationtransportation.Inthepasttime,therailwaytransporthasbeentotrain,andthenatpresent,high-speedrailwayalsograduallyintopeople'svision,toalargeextentdivertedpartdonotcarrypassengertrain.ComparisonofmoreeconomicandcomfortabletrainhardseatandthepricealittleexpensivebutcomforthigherGaoTiexiang,whichisamorepopular,howtofindoutfromtheinvestigation,theadvantagesanddisadvantagesandcorrectlearning,whichcanmeetthebasicdesignoftrainridetothecomfortofhumandevelopment,basedontherequirementsofthereduceasmuchaspossible,soastoachievethepurposeofpassengertravelfatigue.Thisdesignaccordingtothenationalstandard"humandimensionsofChineseadults"(GB10000-1988)andthe"general"Applicationofhumandimensionsofpercentileinproductdesign,combinedwithChina'strainiscomparedwiththeactualsituationofhigh-speedrail,trainhardseatcarriagesthatman-machinematchingunreasonable,thenchoosingpercentile,height,widthhardseatcarseat,backrestinclination,distance,andthetableandtheseatdesignseat,compartmentandthedistancebetweenthetableheight,lengthandwidthmatchingproject,sothatthedesignofthetrainman-machinerelationshipimprovedmoreharmonious,morecomfortableseats,humanization.Withtheimprovementoflivingstandard,passengersontheirtransportrequirementsarealsoimproved.Safeandcomfortabletravel,isourpursuitofthegoal.WhilethetrainandhighChinawetravelimportanttraffictool.SoIhopewecanhelpimprovethedesignofthetravelcomfort,letpassengerstripmoreenjoyable.[keyword]safetyergonomics;trainhardseat;high-speedrail;analysis;improvement1引言人機(jī)工程學(xué)主要是從平安的角度出發(fā)來(lái)研究人－機(jī)－環(huán)境這三個(gè)因素，用人機(jī)工程學(xué)的原理和方法去解決系統(tǒng)中人機(jī)結(jié)合面的平安問(wèn)題的一門新興學(xué)科.隨著人類社會(huì)的進(jìn)步,讓人類勞動(dòng)、生活、生存在一個(gè)平安和諧的社會(huì)之中,成為人類社會(huì)共同努力的目標(biāo)。如何相互協(xié)調(diào)而到達(dá)效能最優(yōu)，可以說(shuō)其立足點(diǎn)在于保證人在工作過(guò)程中既能平安又能舒適地工作。實(shí)踐說(shuō)明在設(shè)計(jì)中無(wú)視人性化設(shè)計(jì)而導(dǎo)致作業(yè)疲勞引發(fā)事故的情況并不少見(jiàn)，而且隨著人們對(duì)生活質(zhì)量的進(jìn)一步要求，各種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)均要考慮到宜人的原那么，這些都是人機(jī)工程學(xué)所要研究的內(nèi)容。隨著經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展，高鐵和火車在各種交通工具運(yùn)輸中占有了相當(dāng)重要的地位，火車硬座相對(duì)來(lái)說(shuō)是比擬群眾化的選擇，因?yàn)樗葍r(jià)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，而高鐵硬座相對(duì)來(lái)說(shuō)更為快速、舒適但票價(jià)比擬高，所以越來(lái)越多的人希望火車的硬座設(shè)計(jì)能有所改善，如何對(duì)硬座進(jìn)行設(shè)計(jì)使其在滿足乘客要求的根底上向舒適化、人性化開(kāi)展，從而到達(dá)盡可能減少旅客出行帶來(lái)疲勞的目的。本設(shè)計(jì)根據(jù)根據(jù)國(guó)標(biāo)《中國(guó)成年人人體尺寸》〔GB10000-1988〕和《在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用人體尺寸百分位數(shù)的通那么》，結(jié)合我國(guó)高鐵與火車硬座的實(shí)際情況進(jìn)行比照，對(duì)火車硬座進(jìn)行合理的改良，合理選擇百分位數(shù)，對(duì)硬座車廂座位的高度、寬度，靠背的傾斜度，座位與茶幾間的距離、以及車廂內(nèi)座位間的距離、茶幾高度、長(zhǎng)度和寬度匹配等工程進(jìn)行設(shè)計(jì)。使設(shè)計(jì)改良后的硬座車廂人機(jī)關(guān)系更加協(xié)調(diào)、硬座更加舒適化、人性化。從而到達(dá)盡可能減少旅客出行的疲勞的目的。同時(shí)，這是我們學(xué)習(xí)了人機(jī)工程學(xué)之后，第一次運(yùn)用知識(shí)。他為我們提供了理論聯(lián)系實(shí)際的時(shí)機(jī)。我們將會(huì)本著為社會(huì)效勞的責(zé)任心，將會(huì)把人機(jī)工程學(xué)的知識(shí)充分的應(yīng)用到這次是設(shè)計(jì)之中。奉獻(xiàn)我們的一份微薄的力量，使廣闊乘客擁有一個(gè)更平安、更舒適的旅行。也通過(guò)這次設(shè)計(jì)檢驗(yàn)我們所學(xué)的知識(shí),本次平安人機(jī)課程設(shè)計(jì)將在參閱有關(guān)資料、進(jìn)行實(shí)地測(cè)量的根底上，分析與評(píng)價(jià)與組合柜及周圍環(huán)境這一系統(tǒng)中的平安人機(jī)界面的協(xié)調(diào)關(guān)系，并以平安、健康、協(xié)調(diào)舒適為目標(biāo)，針對(duì)有關(guān)問(wèn)題，提出建議和相關(guān)改良設(shè)計(jì)措施。2火車與動(dòng)車車廂的概括2.1火車硬座車廂的內(nèi)部功能概述火車硬座，也被稱為硬板，火車的座位一種，分3人座，2人座，短途還能忍受，長(zhǎng)途非常不舒服，尤其是綠皮火車。硬座每排五個(gè)座位，以走道分開(kāi)，一邊兩座長(zhǎng)椅、一邊三座長(zhǎng)椅，過(guò)道較窄，特別是節(jié)假日大量買站票乘客站在過(guò)道里，還有推銷車從中間推過(guò)的時(shí)候顯得格外擁擠?；疖囉沧目勘齿^高且傾斜度小，與坐墊面接近于成垂直狀態(tài)，這樣無(wú)法后仰也不舒適，幾乎成直角的靠背對(duì)人的脊柱非常不好且容易產(chǎn)生疲勞感；茶幾小且短，坐在靠過(guò)道的乘客幾乎沒(méi)法用上它；座位間的間距小，對(duì)面而座，對(duì)于稍微胖一點(diǎn)的人來(lái)說(shuō)腳都不好怎么放.2.1.1火車硬座車廂內(nèi)部功能及分析座位：一般分為2人座和3人座搭配方式。還存在個(gè)別短途硬座是由硬臥改裝過(guò)來(lái)，分為上下兩層，下鋪兩邊各4人座，上鋪空置。座位木質(zhì)。餐桌：位于相靠的火車面上。只有一個(gè)，用于放那個(gè)水杯及其他物品。因?yàn)椴妥腊宥绦。瑢?duì)坐在邊上座位的乘客沒(méi)有作用，及其不方便。過(guò)道：用于乘客行走的走廊。行李放置處：位于乘客座位的頭頂上方。圖1火車硬座座椅圖火車車廂的尺寸和比例是固定標(biāo)準(zhǔn)的。目前我國(guó)鐵路客車車廂座位設(shè)置會(huì)有幾種客車車廂。有128硬座車廂、有122硬座車廂兩種，長(zhǎng)度一般有兩種，26.4和24.4m，寬度大概是3.1m高度大概是3.8m。一列普通客車有12節(jié)車廂,每節(jié)車廂長(zhǎng)16m,寬2.5m,高2.5m,全列火車有1400個(gè)座,假設(shè)坐滿乘客，每位乘客占的面積：〔16X2.5〕X12/1400=每位乘客占地約0.343平方米，如圖2所示是火車座位分布平面圖。圖2火車座位分布平面圖2.1.2常見(jiàn)型號(hào)硬座列車參數(shù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和工具書(shū)的查找，我們研究主要以22型硬座車廂為主。22型車車廂空間尺寸參數(shù)如下：硬座車技術(shù)參數(shù)車體長(zhǎng)度：23600mm車體寬度：3106mm車頂距軌面高度：4283mm軌距：1435mm自重：45.5T定員：118名

構(gòu)造速度：120km/h通過(guò)最小曲線半徑：145mm

空調(diào)機(jī)組距軌面高度：4768mm車鉤中心線距軌面高度：880mm

轉(zhuǎn)向架：209型制動(dòng)裝置：104型分配閥空調(diào)裝置：?jiǎn)卧綑C(jī)組29kw/臺(tái)×2采暖裝置：燃煤溫水鍋爐給水裝置：車上水箱980L2.2高鐵車廂的內(nèi)部功能概述高速鐵路雖然源于傳統(tǒng)鐵路，但借助于多項(xiàng)高新技術(shù)已全面突破了常規(guī)鐵路的概念，形成一種能與既有路網(wǎng)兼容的新型交通系統(tǒng)。高速鐵路具有占地省、能耗低、運(yùn)能大、污染少、全天候，適應(yīng)性強(qiáng)等技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，在車廂內(nèi)部，較普通火車相比，高鐵座椅有了改良，可進(jìn)行前后調(diào)節(jié)，讓人舒適休息。每個(gè)乘客的前面都有一個(gè)可折疊的小桌板，既不占空間，又為旅客提供方便。同時(shí)，高鐵實(shí)行“一人一座〞，所以不會(huì)出現(xiàn)滿員擁擠的現(xiàn)象。2.2.1動(dòng)車車廂內(nèi)部功能及操作分析座位：二等座每列設(shè)有“3+2〞方式排列五個(gè)座位，一等座每列設(shè)有“2+2〞方式排列四個(gè)座位。座椅為柔軟布制，感覺(jué)舒適餐桌：每列高鐵都設(shè)有兩節(jié)車廂為餐車，供人們飲食。除此，每位乘客座位前都配有一塊可伸展的小桌板?！矆D3，圖4所示〕過(guò)道：用于乘客行走的走廊。行李放置處：位于乘客座位的頭頂上方，呈上斜狀。每?jī)蓚€(gè)背對(duì)乘客座位間有空間放置小行李箱等行李。圖3高鐵餐車圖圖4高鐵可伸縮小桌板圖5高鐵座位分布直觀圖2.2.2常見(jiàn)動(dòng)車型號(hào)與參數(shù)中國(guó)鐵道部將所有自行開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)、引進(jìn)國(guó)外技術(shù)、聯(lián)合設(shè)計(jì)生產(chǎn)的中國(guó)鐵路高速車輛均命名為“和諧號(hào)(CRH)〞。目前有CRH1，CRH2，CRH3，CRH5，CRH380A等多種型號(hào)。CRH380A是新一代“和諧號(hào)〞高速動(dòng)車組，在現(xiàn)代線路上使用普遍。我們以CRH380A為例進(jìn)行分析，它是我國(guó)自稱有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)最新一代動(dòng)車組。據(jù)中國(guó)南車科技人員介紹，CRH380A不僅搭載了融合現(xiàn)代科技與中國(guó)文化的低阻力流線型頭型，而且在振動(dòng)模態(tài)匹配、車體氣密強(qiáng)度和氣密性、高速轉(zhuǎn)向架技術(shù)、噪聲控制技術(shù)、牽引系統(tǒng)、高速雙弓受流性能、制動(dòng)系統(tǒng)以及旅客界面等方面實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)創(chuàng)新，完全滿足正式運(yùn)營(yíng)的平安性、舒適性、環(huán)保性要求。經(jīng)查詢資料顯示，CRH380A列車設(shè)有帶一等包廂座位的商務(wù)車〔SW〕1輛、一等座車〔ZY〕2輛、二等座車〔ZE〕10輛、帶觀光座的一等座車〔ZYG〕2輛和餐車〔CA〕1輛。列車內(nèi)部的旅客空間“航空化〞，座位號(hào)除了數(shù)字外還增加了英文字母。二等座每列設(shè)有“3+2〞方式排列五個(gè)座位，一等座每列設(shè)有“2+2〞方式排列四個(gè)座位，無(wú)論是一等車廂還是二等車廂，帶字母“A〞和“F〞的座位靠窗，帶字母“C〞和“D〞代表貼近中間走道。除了帶酒吧的二等座車外，其他車廂所有座位均能旋轉(zhuǎn)。每個(gè)座位前都有個(gè)可收縮的小桌板供旅客看書(shū)吃飯。VIP車更舒適，座位為面對(duì)面式設(shè)置，中間有餐桌。VIP車廂內(nèi)坐椅較少，空間較大，所以比擬適合商務(wù)客人舉行移動(dòng)辦公會(huì)議。資料查詢，CRH380高鐵參數(shù)如以下圖6所示：圖6CRH380高鐵參數(shù)普通硬座火車高速鐵路時(shí)速慢〔120-160KH/M之間〕時(shí)速快〔可達(dá)350KM/H以上〕沒(méi)有，所運(yùn)行的線路客貨混用有專門線路價(jià)格廉價(jià)實(shí)惠價(jià)格稍貴站點(diǎn)分布多，可抵達(dá)城市多站點(diǎn)分不少，不方便偏遠(yuǎn)旅客出行旅客超過(guò)定員數(shù)，車廂擁堵一人一座，車廂寬松硬座座椅硬且垂直設(shè)計(jì)，不好休息座椅柔軟且可調(diào)節(jié)座椅車廂空氣不流暢，溫度不適宜，過(guò)高過(guò)低車廂整體感覺(jué)舒適，溫度適宜桌板靠窗，邊上乘客用不到美人配備桌板一個(gè)火車與高鐵硬座舒適度比擬調(diào)查問(wèn)卷調(diào)查內(nèi)容及方式我們采用問(wèn)卷星做出一個(gè)問(wèn)卷調(diào)查，并發(fā)布給大家去做，并回收答卷進(jìn)行整理，得出結(jié)論。TOC\o"1-3"\h\z\u我們面向大多數(shù)旅客進(jìn)行調(diào)查，其中最多的以學(xué)生為主，還有到外務(wù)工人員，一定經(jīng)濟(jì)實(shí)力的家庭，所以調(diào)查的范圍相比照擬廣，調(diào)查人群也比擬多，其中五湖四海的朋友都有，所以調(diào)查對(duì)象比擬廣給我們的調(diào)查研究報(bào)告帶來(lái)了真實(shí)性和全面性，有利于我們課題的真實(shí)符合性，貼近于生活，貼近于課堂?；疖嚺c高鐵硬座舒適度比擬調(diào)查結(jié)果狀況數(shù)據(jù)收集、分析火車硬座與高鐵二等座相比擬存在的問(wèn)題4火車與高鐵硬座車廂的人機(jī)分析4.1火車與高鐵各方面比照?qǐng)D比照名稱火車高速列車廁所桌子座椅售票車廂效勞消防設(shè)施4.2火車車廂與高鐵車廂的人機(jī)分析火車空間分析〔人的心理感覺(jué)〕4.3高鐵人機(jī)分析進(jìn)入2l世紀(jì)，世界各國(guó)高速鐵路營(yíng)運(yùn)速度逐漸穩(wěn)定在200—320km／h之間．為了開(kāi)拓客運(yùn)市場(chǎng)并確立競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，各國(guó)高速列車設(shè)計(jì)展開(kāi)了更為深入的乘坐舒適度問(wèn)題研究，強(qiáng)調(diào)了從人體生理、心理和人體運(yùn)動(dòng)出發(fā)提升乘坐舒適度，滿足日益增長(zhǎng)的旅客出行需求．座椅是高速列車的鶯要設(shè)施，其設(shè)計(jì)優(yōu)良程度直接關(guān)系到列車的乘坐舒適性能，并影響人們對(duì)出行時(shí)交通工具的選擇．當(dāng)代旅客對(duì)列車座椅的評(píng)價(jià)，不僅滿足于外形美)l!Il華美，更重視人的岡素，例如舒適的座姿、輕便的操作體位、合理的體壓分布等…．乘坐舒適度主要取決于座椅尺度能否在人體工程學(xué)的根底上符合人體生理特性的要求．座椅根本尺度由人體相鄰關(guān)節(jié)的距離(又稱線度)及每個(gè)關(guān)節(jié)的角度來(lái)確定，成年人線度一般是穩(wěn)定不變的舊J．雖然不同國(guó)家的人存在身高、體重、心理、行為等差異，使得高速列車座椅設(shè)計(jì)尺度不能形成統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)人體關(guān)節(jié)角度的研究和座椅在其可變的范圍內(nèi)存在最正確區(qū)間，在此根底上可建立本國(guó)人體數(shù)據(jù)庫(kù)與座椅尺度參考體系．4.3.1桌椅人機(jī)分析5火車與高鐵硬座的改良方案火車和高鐵座椅的設(shè)計(jì)及改良5.1.1人體尺寸數(shù)據(jù)獲取〔1〕人體測(cè)量標(biāo)識(shí)人體測(cè)量一般包括形態(tài)測(cè)量、生理測(cè)量、運(yùn)動(dòng)測(cè)量三個(gè)方面.根據(jù)座椅設(shè)計(jì)研究需要，采用抽樣測(cè)量法將其中的形態(tài)測(cè)量和生理測(cè)量作為主要測(cè)試工程.在坐姿狀態(tài)下，乘客的身體重量主要由座位面來(lái)承當(dāng)，另一些那么傳遞給了靠背、扶手、地板或桌面等受力支撐物，因此坐姿人體尺寸測(cè)量是座椅設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。坐姿人體尺寸包括坐高、坐姿頸椎點(diǎn)高、坐姿眼高、坐姿肩高、坐姿肘高、坐姿大腿厚、坐姿膝高、小腿加足高等具體測(cè)量方法見(jiàn)圖4，根據(jù)我國(guó)國(guó)標(biāo)得到表1坐姿人體尺寸具體數(shù)據(jù)。圖3-4人體坐姿尺寸示意圖表3-1坐姿人體尺寸年齡分組與百分位數(shù)測(cè)量工程男〔16～60〕女〔18～55〕1510509095151050909583685887090894795878980981985589190159961562465769170156357958761764865772974976179883684767869570473977378353955756659863165950451852655658559421422823526329129820121522325127728410311211613014615110711311713014615144145646149352353241042443145848549337238338941343944833134235038239940540742142945748649438840140843346146949951552455458559548149550252956157089292193799210461063826851865912960975表3-2正常人著裝身材尺寸修正值工程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/mm10褲厚坐深/mm3褲厚坐姿肘高/mm3褲厚足長(zhǎng)/mm30鞋長(zhǎng)5.1.2座椅各局部尺寸數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)正常的姿勢(shì)下，脊柱的腰椎局部前凸，而至骶骨時(shí)那么后凹。在良好的坐姿狀態(tài)下，壓力適當(dāng)?shù)胤植加诟髯甸g盤上，肌肉組織上承受均勻的靜負(fù)荷；當(dāng)處于非自然姿勢(shì)時(shí)，椎間盤內(nèi)壓力分布不正常，形成壓力梯度，嚴(yán)重的會(huì)將椎間盤從腰椎之間擠出來(lái)，壓迫中樞神,產(chǎn)生腰部酸痛、疲勞等不適感。根據(jù)矯形學(xué)原理和肌肉活動(dòng)度分析可得出以下結(jié)論：A軀干挺直或前傾的坐姿很容易引起疲勞B設(shè)置適當(dāng)?shù)目勘晨墒蛊诮档虲大于90度的靠背可防止骨盆的旋轉(zhuǎn)，增加坐姿穩(wěn)定性且使坐姿更接近自然狀態(tài)〔1〕座高的設(shè)計(jì)座高是座面至地面的垂直距離。座高相當(dāng)于脛骨點(diǎn)高度(約為人體總長(zhǎng)度的1/4)，一般在400mm～460mm左右，略低于腿部漆關(guān)節(jié)，有利于小腿著力于整個(gè)腳掌支撐起身體負(fù)荷。座椅為Ⅲ型產(chǎn)品選擇第50百分位作為產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)依據(jù)，而列車座椅為通用產(chǎn)品選用男性尺寸較為合理。人體尺寸數(shù)據(jù)均是在裸體或穿薄弱內(nèi)衣條件下測(cè)量的,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮功能修正量，具體修正量數(shù)據(jù)見(jiàn)表2正常人著裝身材尺寸修正值。所以根據(jù)表1坐姿人體尺寸數(shù)據(jù)，取男性小腿加足高第50百分位+功能修正量〔小腿加足高〕413mm+36mm=449mm。〔2〕座寬的設(shè)計(jì)座寬即單人座面的左右距離，必須滿足坐姿兩肘間寬所需要的尺度，一般座寬500mm左右即可符合要求。列車座椅為多人座椅主要是兩人椅和三人椅，，根據(jù)GB10000-88中國(guó)成年人體尺寸中的男性坐姿兩肘間寬第50百分位數(shù)422mm，二人椅時(shí)，取男性坐姿兩肘間寬第50百分位數(shù)+功能修正量〔坐姿兩肘間寬〕422mm×2+20mm=864mm考慮到克服人心理上的“空間壓抑感〞等心理感受，再追加100mm的心理修正量及扶手寬度4×60mm即864mm+100mm+240mm=1204mm。三人椅，取男性坐姿兩肘間寬第50百分位數(shù)+功能修正量〔坐姿兩肘間寬〕422mm×3+20mm×2=1306mm。同樣考慮到心理修正量100mm×2及扶手寬度6×60mm所以最終尺寸為1286mm+200mm+360mm=1866mm?！?〕座深的設(shè)計(jì)座面深即座面的前后距離，應(yīng)能保證臀部能夠得到全部支撐，其深度至少相當(dāng)于臀部至腿部漆關(guān)節(jié)全長(zhǎng)的3/4，根據(jù)表1坐姿人體尺寸數(shù)據(jù)取坐深第50百分位數(shù)+功能修正量〔坐深〕457mm+3mm=460mm。〔4〕座面傾角座面后傾的作用有兩點(diǎn)：一是由于重力，軀干后移，使背部抵靠椅背，獲得支持，可以降低背肌靜壓。二是防止坐者從座緣滑出座面。取座面傾角為5?！?〕靠背的高度與寬度靠背一般由肩靠、腰靠、頭枕三局部組成，肩靠高度應(yīng)到達(dá)肩胛下角位置，根據(jù)坐姿人體尺寸數(shù)據(jù)，取男性坐姿肩高第50百分位數(shù)+功能修正量〔坐姿肩高〕598mm+10mm=608mm，腰靠高度應(yīng)到達(dá)坐姿肘高左右，根據(jù)表1坐姿人體尺寸數(shù)據(jù)取男性坐姿肘高第50百分位數(shù)+功能修正量〔坐姿肘高〕263mm+3mm=266mm。頭枕支撐頭部向后仰以減輕頸部肌肉受力，頭枕高度應(yīng)到達(dá)坐姿眼高高度，根據(jù)表1坐姿人體尺寸數(shù)據(jù)取男性坐姿眼高第50百分位數(shù)+功能修正量〔坐姿眼高〕798mm+3mm=801mm。靠背整體高度為頭枕高度加頭枕修正厚度[6]即801mm+50mm=851mm?！?〕靠背角度靠背傾角的增加能增強(qiáng)人體舒適感．靠背傾角越大，人體所獲得的休息程度越高.列車上，旅客大多處于休息狀態(tài)，如果傾角小于100°，使人感到疲勞；靠背傾角超過(guò)120°時(shí)，將占用后排旅客乘坐空間，影響正常使用．從脊柱正常形態(tài)來(lái)看，該角為115°較為適宜，如圖6，可調(diào)節(jié)范圍是105°～135°。考慮到列車車廂空間大小及人體舒適度問(wèn)題115°雖然最舒適但占用空間較大，所以采用反面斜度105°既能到達(dá)人體舒適要求又能節(jié)省空間?！?〕椅墊厚度人體在坐姿狀態(tài)下，與座面緊密接觸的實(shí)際上只是臀部的兩塊坐骨結(jié)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(lái)支承，這樣久坐足以產(chǎn)生壓力疲勞，導(dǎo)致臀部痛楚麻木感測(cè)試研究說(shuō)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。椅墊的另一優(yōu)點(diǎn)是能使身體采取一種較穩(wěn)定的姿勢(shì)，因?yàn)樯眢w可以適應(yīng)地陷入座墊。設(shè)計(jì)采用厚度為40mm的椅墊?！?〕扶手高扶手不能太高，否那么迫使肘部抬高，肩部與頸部肌肉拉伸；但如過(guò)低那么實(shí)際上使臂部得不到支撐，或者軀干必須偏斜，以尋求一側(cè)的支承,故按男性平均肘高加上修正量及坐墊厚度取扶手高為287mm+3mm+40mm=330mm?！?〕座間距座椅間距主要考慮乘客起坐方便、腿部舒適性。根據(jù)表1坐姿人體尺寸數(shù)據(jù)最小尺寸應(yīng)取男性臀膝距第50百分位數(shù)+功能修正量〔足長(zhǎng)〕+桌臺(tái)尺寸[6](554mm+30mm)×2+400mm=1568mm綜合以上的設(shè)計(jì)分析及數(shù)據(jù)計(jì)算，本組再次對(duì)設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行了總結(jié)歸納并優(yōu)化制作了座椅尺寸參數(shù)表見(jiàn)表3。并通過(guò)再設(shè)計(jì)的尺寸參數(shù)繪制了新坐椅的尺寸參數(shù)圖見(jiàn)圖5。改良尺寸座高H/mm449座深H0/mm460靠背高H1/mm851肩靠高H2/mm608腰靠高H3/mm266頭枕高H4/mm801扶手高H5/mm330座全寬W/mm二人1204三人1866座墊斜度α/mm5°反面斜度β/mm105°座間距L/mm≥1568表3座椅尺寸參數(shù)圖5座椅尺寸座椅舒適性的設(shè)計(jì)在上一節(jié)做座椅根本尺寸的設(shè)計(jì)時(shí)，我們就已經(jīng)以使旅客盡量舒適為目的做了大量的尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)，但是考慮到坐墊及靠墊的材料也是影響旅客舒適性的重要因素，因此我們?cè)诒拘↑c(diǎn)中獨(dú)立做出設(shè)計(jì)說(shuō)明。坐墊及靠墊材料的選擇要滿足透氣和散熱的性能，查找相關(guān)資料可得：從:表4-1，表4-2,表4-3可得出如下結(jié)論：座椅的坐墊及靠墊一般普遍采用聚氨酯泡沫，這是因?yàn)樗菀讖耐獗硌杆偕l(fā)水蒸氣和透氣好。如果材料單純追求透氣性好，就是用天然纖維和化纖交織的彈性材料——聚氨酯纖維，后者具有纖維狀的壁面，也具有流暢的通氣環(huán)境，性能優(yōu)于聚氨泡沫。所以一般選用聚氨酯纖維。5.2.1平安性設(shè)計(jì)由于座椅設(shè)計(jì)的后傾式，座椅與靠背的夾角為105°，座面傾角為5°。這樣設(shè)計(jì)，是為了當(dāng)火車突然啟動(dòng)或停止時(shí)，有助于減緩身體向前傾的趨勢(shì)。防止突然撞上，有助于人體平安。5.2.3經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)由于設(shè)計(jì)可以在原有座椅的根底上加以改裝，從而節(jié)省了原料費(fèi)，并且改裝本錢比擬小。因而經(jīng)濟(jì)實(shí)用。5.2.4可擴(kuò)展性設(shè)計(jì)當(dāng)火車或高鐵上有兒童乘坐時(shí)，為了增加平安性能，可在座椅上安裝平安帶?；疖嚿系目照{(diào)大多安裝在頂棚，距離人體比擬遠(yuǎn)。產(chǎn)生的效果不明顯。因此，可以把空調(diào)安裝在座椅下。同時(shí)在每個(gè)座椅上安裝空調(diào)開(kāi)關(guān)，乘客可根據(jù)自己的需要隨時(shí)開(kāi)關(guān)空調(diào)。這樣設(shè)計(jì)不僅符合人機(jī)工程學(xué)原理，還可以到達(dá)節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境的目的。方案總結(jié)座椅的研究對(duì)于人體的舒適有著重要和關(guān)鍵的作用。雖然人們對(duì)座椅的研究已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史，但是設(shè)計(jì)的方法仍存在爭(zhēng)議。目前計(jì)算機(jī)的應(yīng)用深入到各行各業(yè)，列車座椅可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)，對(duì)于人體模型的研究也從以前的二維人體模型、三維模型逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)三維數(shù)字模型。由于計(jì)算機(jī)可以自動(dòng)生成人體的幾何模型。本小組提出幾點(diǎn)展望：〔1〕CAD技術(shù)和人體三位數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)座椅的數(shù)字化設(shè)計(jì)。〔2〕虛擬環(huán)境中實(shí)現(xiàn)乘員-座椅-車廂環(huán)境的協(xié)同設(shè)計(jì)。〔3〕快速成型技術(shù)和CAE結(jié)合，實(shí)現(xiàn)座椅的個(gè)性化設(shè)計(jì)，解決人際溝通關(guān)系問(wèn)題。總之，座椅的人機(jī)工程學(xué)研究是一個(gè)系統(tǒng)的工程，需要應(yīng)用到目前各種先進(jìn)的技術(shù)和方法。座高：座高是座面至地面的垂直距離，座高一般相當(dāng)與脛骨點(diǎn)高度〔約為人體總身高的1/4〕，或略低于小腿長(zhǎng)1cm左右。小腿高于座面為的是能使下肢著力于整個(gè)腳掌。并有利于兩腳前后移動(dòng)。一般情況下，座高45cm比擬適合我國(guó)的人體尺度。座靠背：座背分為肩靠、腰靠。以及頭枕。肩靠高度應(yīng)到達(dá)肩胛下角位置，腰靠的高度應(yīng)適合脊柱彎曲和腰曲彎度，兩靠背連在一起，一般多在50cm左右。頭枕支撐頭部向后仰，減輕頸部肌肉受力，其離座面高度70cm左右。座靠背整體高度為85聰明左右。座面與肩靠夾角：座面與肩靠夾角是保證得到舒適姿勢(shì)的必要條件。座面與肩靠的夾角多為115度左右，調(diào)節(jié)靠背一般在95~135度。這樣，靠背與座面與人體背部、臀部、大腿形成曲線相吻合使人感到舒適。座墊和靠墊設(shè)計(jì)：座墊和靠墊應(yīng)填充柔軟適度的填料，太硬易造成人體接觸局部的壓力集中，使某些部位的肌肉長(zhǎng)時(shí)間處于緊張狀態(tài)會(huì)或血液循環(huán)受到阻礙而發(fā)麻，太軟會(huì)使乘客起身不變。表２正常人著裝身材尺寸修正量工程尺寸修正量修正原因坐姿眼高３ｍｍ褲厚坐姿臀寬１３ｍｍ衣厚坐姿兩肘間寬２０ｍｍ衣厚小腿加足高３６ｍｍ褲厚鞋厚坐姿肩高１０ｍｍ褲厚坐深３ｍｍ褲厚坐姿肘高３ｍｍ褲厚足長(zhǎng)３０－３８ｍｍ鞋長(zhǎng)表1坐姿人體尺寸表1坐姿人體尺寸年齡分組與百分位數(shù)測(cè)量工程男〔16～60〕女〔18～55〕1510509095151050909583685887090894795878980981985589190159961562465769170156357958761764865772974976179883684767869570473977378353955756659863165950451852655658559421422823526329129820121522325127728410311211613014615110711311713014615144145646149352353241042443145848549337238338941343944833134235038239940540742142945748649438840140843346146949951552455458559548149550252956157089292193799210461063826851865912960975表3座椅尺寸參數(shù)表3座椅尺寸參數(shù)改良尺寸座高H/mm449座深H0/mm460靠背高H1/mm851肩靠高H2/mm608腰靠高H3/mm266頭枕高H4/mm801座全寬W/mm二人964三人1506座墊斜度α/mm5°反面斜度β/mm105°座間距L/mm≥1568(高、寬、深)座高是座面至地面的垂直距離。座高相當(dāng)于脛骨點(diǎn)高度(約為人體總長(zhǎng)度的1/4)，一般在400mm～460mm左右，略低于腿部漆關(guān)節(jié)，有利于小腿著力于整個(gè)腳掌支撐起身體負(fù)荷。座椅為Ⅲ型產(chǎn)品選擇第50百分位作為產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)依據(jù)，而列車座椅為通用產(chǎn)品選用男性尺寸較為合理。人體尺寸數(shù)據(jù)均是在裸體或穿薄弱內(nèi)衣條件下測(cè)量的,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮功能修正量，具體修正量數(shù)據(jù)見(jiàn)表2正常人著裝身材尺寸修正值。所以根據(jù)表1坐姿人體尺寸數(shù)據(jù)，取男性小腿加足高第50百分位+功能修正量〔小腿加足高〕413mm+36mm=449mm。座寬即單人座面的左右距離，必須滿足坐姿兩肘間寬所需要的尺度，一般座寬500mm左右即可符合要求。列車座椅為多人座椅主要是兩人椅和三人椅，，根據(jù)GB10000-88中國(guó)成年人體尺寸中的男性坐姿兩肘間寬第50百分位數(shù)422mm，二人椅時(shí)，取男性坐姿兩肘間寬第50百分位數(shù)+功能修正量〔坐姿兩肘間寬〕422mm×2+20mm=864mm考慮到克服人心理上的“空間壓抑感〞等心理感受，再追加100mm的心理修正量即854mm+100mm=964mm。三人椅，取男性坐姿兩肘間寬第50百分位數(shù)+功能修正量〔坐姿兩肘間寬〕422mm×3+20mm×2=1306mm。同樣考慮到心理修正量100mm×2所以最終尺寸為1286mm+200mm=1506mm。座面深即座面的前后距離，應(yīng)能保證臀部能夠得到全部支撐，其深度至少相當(dāng)于臀部至腿部漆關(guān)節(jié)全長(zhǎng)的3/4，根據(jù)表1坐姿人體尺寸數(shù)據(jù)取坐深第50百分位數(shù)+功能修正量〔坐深〕457mm+3mm=460mm。(高、傾角)靠背一般由肩靠、腰靠、頭枕三局部組成，肩靠高度應(yīng)到達(dá)肩胛下角位置，根據(jù)坐姿人體尺寸數(shù)據(jù)，取男性坐姿肩高第50百分位數(shù)+功能修正量〔坐姿肩高〕598mm+10mm=608mm，腰靠高度應(yīng)到達(dá)坐姿肘高左右，根據(jù)表1坐姿人體尺寸數(shù)據(jù)取男性坐姿肘高第50百分位數(shù)+功能修正量〔坐姿肘高〕263mm+3mm=266mm。頭枕支撐頭部向后仰以減輕頸部肌肉受力，頭枕高度應(yīng)到達(dá)坐姿眼高高度，根據(jù)表1坐姿人體尺寸數(shù)據(jù)取男性坐姿眼高第50百分位數(shù)+功能修正量〔坐姿眼高〕798mm+3mm=801mm?？勘痴w高度為頭枕高度加頭枕修正厚度[6]即801mm+50mm=851mm。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°的鈍角狀態(tài)如圖4，可調(diào)節(jié)范圍是105°～135°?？紤]到列車車廂空間大小及人體舒適度問(wèn)題115°雖然最舒適但占用空間較大，所以采用反面斜度105°既能到達(dá)人體舒適要求又能節(jié)省空間。座墊尺寸的設(shè)計(jì)行車過(guò)程中為了防止乘客臀部產(chǎn)生向前滑行的趨勢(shì)和平衡大腿與坐骨所受的體壓，座墊應(yīng)有一定傾角。根據(jù)坐姿受力分析座墊傾斜5°～10°時(shí)能得到較為理想的體壓分布曲線，考慮到制作難度和本錢采用5°為座墊角度。座椅間距主要考慮乘客起坐方便、腿部舒適性。根據(jù)表1坐姿人體尺寸數(shù)據(jù)最小尺寸應(yīng)取男性臀膝距第50百分位數(shù)+功能修正量〔足長(zhǎng)〕+桌臺(tái)尺寸[6](554mm+30mm)×2+400mm=1568mm火車在座位中間安置茶幾，茶幾上可以放水，臨時(shí)放置旅客的食品。但是這列車的茶幾小，靠窗的一邊大，向行道逐漸變小。出于平安的考慮，把茶幾設(shè)計(jì)成折疊式的。由于前面設(shè)計(jì)的一個(gè)椅面的寬度為470mm，兩個(gè)人聯(lián)排的座椅，茶幾的中間一塊板長(zhǎng)應(yīng)小于470mmX2，就取用850mm。寬度取為250mm。為了使茶幾不過(guò)多的占用旅客的空間和方便折疊，在桌面的兩邊各加兩塊125mmX425mm的板，用合葉固定住，這樣可以折疊的茶幾就應(yīng)運(yùn)而生。翻開(kāi)小板加大了茶幾的使用面積，加大了旅客的個(gè)人使用空間；折疊小板減小了茶幾的占地空間，便于坐在靠窗的旅客出入。42車內(nèi)設(shè)施的人機(jī)分析421桌椅人機(jī)分析1．座椅座椅是旅客在客車硬座車廂的承載工具，直接起到支撐人的身體同時(shí)緩沖人與車振動(dòng)的工具，它也是與人接觸最密切的部件．人們對(duì)車輛平穩(wěn)性的評(píng)價(jià)多是通過(guò)座椅的感受做出的。作為硬座車廂中最重要的設(shè)施，座椅設(shè)計(jì)的是否合理直接影響到人在乘車過(guò)程中的舒適度。傳統(tǒng)客車座椅采用直角式，只是滿足能坐而已，沒(méi)有運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)理論來(lái)設(shè)計(jì)座椅，如圖4．4。1)座椅椅背外形曲線設(shè)計(jì)從人機(jī)工程學(xué)的角度來(lái)講，人體舒適的坐姿應(yīng)該是在坐姿狀態(tài)下使脊柱達(dá)呈自然彎曲狀態(tài)而形成頸、胸、腰、骶四個(gè)生理彎曲，錐間盤之間具有合理的壓力分布、椎問(wèn)盤無(wú)滑出其正常位置的趨勢(shì)；腰背肌肉松弛；上體通向大腿的血管不受壓迫、血液循環(huán)正常；具有腰椎依托感，背部貼合感及側(cè)向穩(wěn)定感，如圖4．5。當(dāng)處于非自然姿勢(shì)時(shí)，椎Ⅻ盤內(nèi)壓力分．竹i不正常，產(chǎn)生腰部酸痛、幽44傳統(tǒng)客車座椅幽45脊牲的形狀疲勞等不適感。人體正常腰曲弧線是松弛狀態(tài)下側(cè)臥的曲線，軀干挺直坐姿和前彎時(shí)的腰弧曲線會(huì)使腰椎嚴(yán)重變形，欲使坐姿能形成幾乎正常的腰曲弧線。第4章動(dòng)車組車內(nèi)設(shè)施及空間人機(jī)工程理論分析和研究軀干與大腿之間必須有大于90。角度，且在腰部有所支撐。保證腰弧曲線的正常形狀是獲得舒適坐姿的關(guān)鍵。正常的腰弧曲線應(yīng)該是微微前突的，在非正常坐姿下腰弧曲線會(huì)發(fā)生變形，座椅在腰椎部提供支撐可以保證變形量最小。人體第5～6胸椎高度相當(dāng)于肩胛骨的高度，肩胛骨面積大，可承受較大壓力，因此應(yīng)該在位于第5～6胸椎之間提供肩靠，在第4～5腰椎之間的高度上提供腰靠。無(wú)腰靠或腰靠不明顯將會(huì)使正常的腰椎呈后突形狀。而腰靠過(guò)分凸出將使腰椎呈前突形狀。腰椎后突或過(guò)分前突都是非正常狀態(tài)，合理的腰靠應(yīng)該是使弧曲線處于正常的生理曲線。另外，客車座椅是一種長(zhǎng)途休息椅，還應(yīng)在人體頸后提供頭靠。2)座椅椅面的體壓分布設(shè)計(jì)在座椅設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮坐姿的體壓分布。恰當(dāng)?shù)淖卧O(shè)計(jì)，應(yīng)使入坐著時(shí)，體壓分布合理。根據(jù)人體解剖學(xué)可知，人體臀部的不同部位在產(chǎn)生不適的感覺(jué)以前所承受的壓力是不同的。人體坐骨粗壯，與其周圍的肌肉相比，能承受更大的壓力。而大腿底部的肌肉里含有大量血管和神經(jīng)系統(tǒng)，即使壓力不是很大也會(huì)影響血液循環(huán)和神經(jīng)傳導(dǎo)而感到不適。臀部的合理壓力分布應(yīng)為人體一半以上的重量由骨盆下的兩塊面積為25cm2的坐骨結(jié)節(jié)承受，由此向外，壓力逐漸減小，直至一面前緣與大腿接觸處，壓力為最小∞1。圖4．6是較為理想的座墊體壓分布曲線，圖中各條曲線為等壓線，所標(biāo)數(shù)字的壓力單位為1000Pa。因此，座墊應(yīng)根據(jù)臀部不同部位承受不同壓力的原那么來(lái)設(shè)計(jì)，即在坐骨處壓力最大，向四周逐漸減小，至大腿部位時(shí)壓力將至最低，而且椅面應(yīng)堅(jiān)實(shí)平坦，以保證臀部壓力的合理分布。研究說(shuō)明，過(guò)于松軟的椅面，使臀部與大腿的肌肉受壓面積加大，不僅增加了軀干的不穩(wěn)定性，而且不易改變坐姿，容易產(chǎn)生疲勞。坐骨結(jié)節(jié)處的椅面過(guò)軟會(huì)使其陷入凹陷的斗形椅面上，使股骨頭向上轉(zhuǎn)動(dòng)而受力，體壓分布不合理。在硬椅面上，坐骨結(jié)節(jié)下面的座面呈近似水平，兩側(cè)股骨頭不承受過(guò)分壓迫，處于正常位置，坐骨結(jié)節(jié)處被支撐，體壓分布合理人體感到舒適。3)座椅設(shè)計(jì)原那么圖4．6理想體壓分布曲線設(shè)計(jì)理想的座椅是非常復(fù)雜的問(wèn)題，要根據(jù)具體情況進(jìn)行多方面的考慮，6了第4章動(dòng)下組車內(nèi)設(shè)施及空間人機(jī)工程理論分析和研究總的原那么就是座椅的設(shè)計(jì)要符合人的生理尺寸和生理特點(diǎn)，使人在工作或休息時(shí)感到舒適。可以概括為以下一些根本原那么：(1)從適用性上講要盡量滿足大多數(shù)人的使用要求，所以應(yīng)使尺寸可調(diào)，以滿足不同身材的人使用。(2)要從座椅的功能上來(lái)確定形式與尺寸。(3)要有良好的動(dòng)態(tài)特性，以緩和與衰減由地面或地板傳來(lái)的振動(dòng)和沖擊。(4)有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和壽命，能保證人的平安。(5)靠背的輪廓要符合兩點(diǎn)支撐的要求。(6)座墊要有適當(dāng)?shù)挠捕?，使體重壓力合理的分布在座墊上。(7)要使就坐者在工作或休息時(shí)保持舒適的坐姿。4)高速鐵路客車座椅綜合設(shè)計(jì)座椅的尺寸設(shè)計(jì)包括椅面、靠背和扶手。尺寸設(shè)計(jì)必須以人體測(cè)量數(shù)據(jù)為依據(jù)，考慮到著衣、穿鞋的情況，使用人體測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)予以適當(dāng)放寬，即要修正尺寸。鐵路客車座椅設(shè)計(jì)應(yīng)滿足座椅設(shè)計(jì)根本準(zhǔn)那么，但座椅又是在特定的條件下被乘客使用的，所以設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮三個(gè)限定條件：(1)車是在不停的運(yùn)行的，即在動(dòng)態(tài)狀態(tài)下(2)客車會(huì)有緊急加、減速或停車的情況(3)在工程技術(shù)條件的限定下，車廂的三維空間‘必須按設(shè)計(jì)規(guī)定限定于一定值，要考慮到經(jīng)濟(jì)性，即要在有限的空間內(nèi)盡量多載客，所以座椅允許占用的空間有限。動(dòng)車座椅可分為一等車座椅、二等車座椅及其他特殊人群座椅進(jìn)行研究。根據(jù)我國(guó)的國(guó)情及當(dāng)前客車的開(kāi)展趨勢(shì)，二等車將會(huì)成為普通群眾的最正確選擇，所以在這里重點(diǎn)討論二等車座椅。座椅采用2+3布置，各局部組成見(jiàn)圖4．7，圖4．7二等車座椅的各部位組成第4章動(dòng)車組車內(nèi)設(shè)施及空間人機(jī)工程理論分析和研究車廂室內(nèi)寬度為3210mm。座椅的設(shè)計(jì)參數(shù)主要包括座高、座寬、座深、椅面傾角、靠背尺寸、靠背與座面夾角、扶手尺寸等，見(jiàn)圖4．8和圖4．9。a．走廊寬度Az-走廊是乘客上車、下車及在乘車過(guò)程中離開(kāi)座位進(jìn)行各種活動(dòng)的必由之路，理論上來(lái)說(shuō)越寬越好，受空間限制只能采用方便行人通過(guò)的最小寬度，即兩人同時(shí)從走廊走過(guò)(一人側(cè)身，一人正身前行)能夠錯(cuò)開(kāi)的寬度。人在正身行走時(shí)寬度尺寸由最大肩寬E(4．4)加上衣服的尺寸修正量13mm確定；側(cè)身行走時(shí)寬度尺寸由胸厚E(4．2)加衣服的尺寸修正量18mm確定。走廊應(yīng)滿足讓尺寸大者通過(guò)，其他人群就可順利通過(guò)。男性的最大肩寬和胸厚尺寸都大于女性，因此以男性第95百分位數(shù)值為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。最后所得走廊的寬度尺寸A：-為[E(4．4)男+13+E(4．2)男+18]mm，即745mm。b．座寬A12、A13、h14、h15、hi8在條件允許的的情況下，座寬以寬為好，以方便就坐者變換姿勢(shì)。由于女性臀寬一般都大于男性，所以椅面座寬通常根據(jù)女性第95百分位數(shù)值坐姿臀寬加尺寸修正量來(lái)確定，以滿足大多數(shù)人的需要，考慮到衣服修正量13mm，座寬一般取大于[E(4．6)女+13]mm，即大于395mm。考慮肥胖者以及在變換姿勢(shì)時(shí)所需要的活動(dòng)空間，雙人座椅座寬尺寸ht2、ht3可取430mm。三入座椅中的A15由于處于中間位置，從旅客心理上來(lái)分析，最易產(chǎn)生不平安感、內(nèi)心不愿與他人接觸，所以要在兩側(cè)加大活動(dòng)空間，中間座椅寬度要略大于其它座椅寬度尺寸，受總體寬度所限綜合考慮Ats可取440mm。Att、A-e可以與雙入座椅一樣取430mm。c．扶手寬度A17、A18，高度A32扶手的主要作用在于支撐手臂重量，以減輕手臂下垂對(duì)肩部的作用，增加舒適感；在就座和起身站立或變換姿勢(shì)時(shí)，可利用扶手支撐身體；在搖擺、顛簸狀態(tài)下扶手還可幫助保持身體穩(wěn)定D3。扶手能起到促進(jìn)上肢靜脈血回流的作用，但高度要配適宜當(dāng)，扶手的高度不宜過(guò)高，以免引起肩部疲勞甚至酸痛。扶手的高度A3z，即座面到扶手上外表的距離可取160mm左右。邊扶手寬度根據(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，A-s可取40mm，中間扶手要略寬于邊扶手A，t取50mm。扶手長(zhǎng)度最大不超過(guò)座面深度的2／3，以300～400mm為宜，防止人體肌肉因?yàn)榉鍪稚舷率М?dāng)而產(chǎn)生屈曲或伸張的感覺(jué)。短而低的扶手同時(shí)提供了可靠的側(cè)向支撐，能阻止乘客臀部側(cè)滑。為方便乘客的出入和不同需要，扶手一般都采用可調(diào)型式，即扶手可向上轉(zhuǎn)動(dòng)與靠背平齊第4章動(dòng)車組車內(nèi)設(shè)施及空間人機(jī)工程理論分析和研究或向下轉(zhuǎn)動(dòng)與扶手座成為同一形狀?？梢詽M足不同乘客對(duì)座椅和乘坐姿勢(shì)的生理要求及心理需求。圖4。8座椅尺寸d．修正走廊寬度A2·廂壁與座椅間距A，t為安裝尺寸可取40nv．。在座椅寬度和扶手寬度及廂壁與座椅間距確定的情況下，走廊采用745mm就會(huì)大于車體內(nèi)部寬度，所以要對(duì)走廊寬度進(jìn)行修正。當(dāng)兩人相對(duì)通過(guò)時(shí)一人側(cè)身，一人前行，在空間狹窄的情況下，人體傾斜一定的角度，速度放慢前行，通過(guò)走廊沒(méi)有太大影響，傾斜角度小于45。為宜。所以最小寬度A2t為[E(4．4)男+13mm]*COS45。+E(4．2)男+18mm，可取650mm。e．椅面高度A3l椅面高度是指椅面至地面的垂直距離。設(shè)計(jì)合理的椅面高度應(yīng)使就坐者大腿近似水平、小腿自然伸直稍向前傾，雙腳平放在地面上。椅面過(guò)高，會(huì)使小腿懸空，大腿肌肉受椅面前緣壓迫而阻礙血液循環(huán)，長(zhǎng)時(shí)間就坐會(huì)使人感N4,腿麻木腫脹很不舒服。椅面也不能過(guò)低，否那么會(huì)使腿長(zhǎng)就坐者的骨盆向后傾斜，出現(xiàn)不正常的腰椎曲線，從而增加背部肌肉負(fù)荷導(dǎo)致腰酸背痛。椅面高度以坐第4章動(dòng)車組車內(nèi)設(shè)施及空間人機(jī)工程理論分析和研究姿小腿加足高為設(shè)計(jì)依據(jù)，考慮到通用性，椅面高度應(yīng)以小腿加足高的女性第5百分位數(shù)值和男性第95百分位數(shù)值之間調(diào)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)。具體高度為[E(3．8)女5+30ram]～[E(3．8)男95+30mm]之間可調(diào)，即A31可取370～480mm調(diào)節(jié)。f．椅面傾角Q椅面傾角是指椅面與水平面的夾角。在行車過(guò)程中，適宜的椅面傾角能夠防止乘客久坐時(shí)臀部向前滑動(dòng)，并方便背部在重力影響下自然向后傾靠到靠背上，使腰背獲得較大面積支撐，從而可降低背肌靜壓，放松背部肌肉，減輕疲勞。鐵路客車座椅以休息為主，傾角應(yīng)大些有利于肌肉放松，不宜過(guò)大否那么會(huì)增加大腿前緣的壓力，從而阻礙血液循環(huán)引起腿部發(fā)麻和腫脹，而且在短途城際列車上還要考慮工作行為，所以椅面傾角Q一般可取5?！?0。。g．座深兒。座深是指椅面前緣到后沿的距離。正確的設(shè)計(jì)尺寸應(yīng)該使乘客就坐時(shí)臀部得到充分支持，腰部得到靠背的支持，而且椅面前緣與小腿之間留有適當(dāng)?shù)木嚯x，以保證大腿肌肉不受擠壓，小腿可以自由活動(dòng)。椅面的深度值不能過(guò)大，如果超過(guò)大腿水平長(zhǎng)度就會(huì)使身體傾斜腰部得不到靠背的支持，也就得不到正常的腰部曲線，從而加劇腰部的肌肉活動(dòng)強(qiáng)度而致使疲勞產(chǎn)生。如果身體往后靠坐，座面前緣將壓迫膝窩處壓力敏感部位。為適應(yīng)大多數(shù)人使用，座深尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)以人體坐深第5百分位數(shù)值為依據(jù)，并且要在膝窩與座面前緣間留有一定空間。留出的空間可定為20mm。考慮到男女尺寸有所差異，取尺寸小者，即座深A(yù)。。為MIN[E(3．9)男一20，E(3．9)女-201mm，取400mm。由體壓分布曲線可知，在與座面接觸最緊密的坐骨結(jié)節(jié)兩個(gè)點(diǎn)周圍約25cmz范圍承受人體大約7