浅谈人机工程学在动车座椅设计中的应用

唐山华达总公司　孙兆金　廖淑香

浅谈人机工程学在动车座椅设计中的应用

唐山华达总公司孙兆金廖淑香

动车座椅的设计必须运用人机工程学原理，设计出座椅才能满足现代旅客对出行舒适性的需求。

人机工程学；舒适性；尺寸；确定

一、二等动车座椅的设计运用了人机工程学原理，参考《中国成年人人体尺寸：GB 10000-88》，设计出各部位尺寸，坐垫、靠背形状符合人机工程学人体生理曲线，可满足长时间（约5小时）乘座舒适性要求。

1　座椅各部分主要尺寸参数的确定

1.1确定依据

座椅各部分尺寸参数主要是基于对坐姿人体测量尺寸数据而确定，这个坐姿人体测量尺寸在GB10000-88中有较详细的数值，摘录如下表

（表中只摘录了最常用的第5百分位、第50百分位和第95百分位）：

1.2坐垫尺寸

1.2.1座高的确定

坐垫面至地面的垂直距离为座高。座高一般相当于人体都纵高的1/4或略低于小腿长10mm左右。小腿高于座面为的是能使下肢着力与整个脚掌，有利于两脚前后移动。根据人体测量尺寸中小腿加足高的测量数据，再考虑人穿着衣物、鞋子及一定的活动需要，座高为440左右比较适合我国大部分人的人体尺寸。所以一二等车座椅的座高均设计在440mm左右。

1.2.2座面深

座面深是座面的前后距离。座面的深度设计要是人的腰背在自然地依靠在靠背上的状态时，座椅面前缘不会抵到小腿。座面深也不能太小，保证腿长者大腿舒适。按照我国成人人体测量数据，男性第50百分位为457mm，女性第50百分位的座深为433mm，因此，高速列车座椅的座面深度应大于430mm，座面深应能保证臀部得到全部支撑。再参考动车组客室空间布置，一等座椅的座深设计为465mm，二等座椅的座深设计为430mm。

1.2.3座宽

座面的左右距离。座宽必须满足臀部横宽所需要的尺度，使人能自如地调节就坐的姿势。一般座宽480mm左右即可符合要求。根据人体生理特征和体压分布特点，座面应按照臀部骨盆肌肉的形态特点设计一定的弧度。根据这个原则，二等座椅中间靠背设置为宽486（扶手中心的距离），一等座椅540（扶手中心之间的距离）。

1.3靠背尺寸

设置靠背的主要目的是为了使人坐着工作或休息时，把身体的一部分重力压在靠背上，以减轻脊柱尤其是腰椎部的负荷，同时能使脊柱保持自然弯腰姿势，产生轻松省力的感受。靠背能否具有上述功能，主要取决于它的形状、倾角和高低尺寸三个因素的设计。座背分为肩靠、腰靠，以及头枕。

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靠背上要附加成形头枕衬垫。在乘客较长时间乘坐列车的情况下，乘客容易困乏，因此可以靠着头枕休息。一等座椅头枕能上下调节，上下调节方式为两条滑带与靠背连接，并用搭扣的方式固定。

1.3.1靠背宽度和高度

靠背宽以460-500mm为宜，使得乘客在后背完全依靠于靠背时还有一定的活动空间。靠背高度尺寸应大于580mm。一二等车座椅是为长途乘坐设计的座椅，因此，靠背高度都按大于580mm确定的，设计在了780mm左右。座椅靠背形状设计成与脊柱自然弯度相似，腰靠的高度应适合脊柱弯曲和腰曲弯度，腰靠位置放于第三和第四腰椎部上下。

1.3.2头枕高度

头枕能够支撑头部向后仰，减轻颈部肌肉受力，其离座面高度在700mm左右，但由于人体高度不尽相同，一等车座椅的头枕高度可以上下调节。调节方式为采用两条滑带与靠背连接，并用搭扣的方式固定。成年女性第5百分位的颈椎点高为579mm，成年男性第95百分位的测量尺寸为719mm，根据我国不同人体的尺寸，调节范围设计在560-720之间较为适宜。

1.3.3座面与靠背夹角

座面与靠背夹角是保证得到舒适姿势的必要条件，它的大小对乘客坐姿和脊柱、背脊的负荷有重要影响。人应靠在座椅靠背上，使身体后倾，与水平成110°-115°最佳，为了满足乘客不同休息姿势的需要，靠背角度其调节范围在95°到135°为宜。这样，靠背和座面与人体背部、臀部、大腿形成的曲线相吻合使人搞到舒适。此外，要保证靠背倾斜不会干扰后座乘客桌子及活动空间。

扶手主要是为乘客提供可靠的侧向支撑，以免乘客臀部侧滑。根据我国成人的人体测量数据，扶手高取175mm-200mm。扶手宽根据人的手臂和手的特征，宜取60-100之间的数值。按照这个原则，一等座椅扶手宽度设计为75mm。由于空间受限，二等座椅的扶手宽设计为50mm。按照标准，两肘间宽不宜小于50cm，因此两扶手间距离不应小于50cm。它自靠背向前伸出的长度不超过座面深度的2/3。二等座椅扶手的结构应能自由地朝上翻转，以腾出空间，弥补二等座椅空间限制而造成的座宽小的缺陷，便于乘客出入座位。

2　座椅旋转功能

为使乘客乘坐舒适，座椅设计加装了旋转功能，使座椅朝向总是与列车方向一致，有效的预防或缓解晕车的发生，而且视觉上也比较习惯。

3　细节的人机设计分析

3.1调节装置的人机设计

调节装置主要是指调节靠背倾斜角和座垫深的按钮。用于调节的按钮不可太小，因为指尖操作按钮最小允许直径为12.5mm，拇指操作的按钮最小允许直径为18mm。按钮和按键都要突出台面一定的距离，设计成与周边配件不同的颜色，具有可识别性。位置应在让乘客容易发现、方便操作的地方，因此一二等车座椅的按钮都设计在了扶手上不容易碰及的部位。

3.2小桌板

一二等车座椅均设置了小桌板。二等座椅小桌板靠背后部支架上，打开后靠背转动而小桌板不动，收起时可以随着靠背一起转动。桌板四种有一定的突起，防止放置物在振动过程中掉落。一等座椅桌板置于侧扶手内，将扶手盖板掀开，便可将折叠桌取出使用。