高速动车组座椅人机工程学设计

李朝++万志华++仇杰++庹霞

【摘 要】随着科技的进步，人民生活水平的提高，以人为本的设计理念贯穿于各行各业。高速动车组的发展与普及给人们的出行带来了舒适与方便，在动车组旅客界面的设计中设计者们竭诚用更舒适更美观的设计为旅客提供更和谐的出行环境。本文主要从与旅客最直接接触的座椅分析人机工程学在座椅设计上的应用与体现，根据标准、人体结构及经验给出了座椅设计上的一些符合人机工程学的尺寸，为以后动车组或其它车型的座椅设计提供了参考数据。

【关键词】人机工程学 高速动车组 椅面倾角 座椅深度 模拟仿真

1 引言

随着社会的发展以及科技的不断进步，人的生活方式也在发生着变化，人们会不断地产生新的需求，这一理论同样适用于高速动车组，以人为本的设计贯穿于整个动车组的设计始终，随着人们需求的变化动车组的人性化设计也是一个不断进化的过程。在提高行车速度和保证旅客安全的基础上，改善旅客乘坐环境和舒适度是一个以人为本的设计体现。座椅是乘客直接接触的车内设备，对乘坐舒适度有直接关系，因此对座椅的人机工程学研究具有重大意义。

2 座椅各部分尺寸人机工程学设计

2.1 放腿空间

按GB-10000《中国成年人体尺寸》，坐姿状态下膝盖高度为532mm，加上鞋子高度修正为550mm。坐姿的臀膝距为595mm。根据UIC660-2002《保证高速列车技术兼容性的措施》中座椅放腿空间应大于770mm的要求，距离地板550mm高度空间距离为770mm。从人机工程学角度考虑，在平面布局中座椅间距不能小于890mm。

2.2 座椅高度

按GB-10000《中国成年人体尺寸》，取成年男性95百分位为依据，坐姿小腿加足高为448mm，如图1，加上鞋子高度及小腿自然伸直稍向前倾的修正值为450mm。取成年男性50百分位为依据，坐姿小腿加足高为413mm，加上鞋子高度及小腿自然伸直稍向前倾的修正值为415mm。由于座椅坐垫为发泡面料结构，承重后椅面高度会稍向下移动，综合分析座椅椅面高度定为430±10mm。

2.3 座椅深度

按GB-10000《中国成年人體尺寸》，取成年男性95百分位为依据，坐深为494mm，取成年男性50百分位为依据，坐深为457mm 。综合分析座深定为470±10mm。

2.4 乘客的进出空间

按GB-10000《中国成年人体尺寸》，取成年男性95百分位为依据，立姿状态下肘高为1096mm，加上鞋子高度修正为1198mm，取成年男性50百分位为依据，立姿状态下肘高为1024mm，加上鞋子高度修正为1025。后排坐垫和前排靠背之间最小间距应在人体立姿的胸部偏下位置。按《中国成年人体尺寸》成年男性95百分位胸厚为245mm。在没有扶手等支撑物的情况下，后排坐垫和前排靠背之间最小间距为245mm，才能保证乘客自然、顺利的站起、坐下以及行走。在保证座椅排布间距及乘客进出空间的前提下，座椅倾角应小于103°。

2.5 座椅边扶手尺寸

根据GB1000-1988成年男性95百分位坐姿肘高298mm，成年男性50百分位坐姿肘高263mm，根据GB/T12985-91姿势修正量座高减44mm，座面到扶手上表面的距离可取230mm左右。根据在坐姿状态下手臂平放，前臂贴近扶手椅面的宽度确定边扶手宽度为70mm，中间扶手宽度为50mm。扶手长度为370mm。

2.6 座椅椅背外形曲线及靠背角度设计

对坐于各种不同靠背角度的座椅的人体，靠背与水平成110°左右时，可获得良好的背部支撑。根据不同乘客的需要，靠背应设置一定的调节范围，调节范围在98°至120°为宜。根据GB1000-1988成年男性95百分位坐姿眼高847mm，坐姿颈椎高701mm，成年男性50百分位坐姿眼高798mm，坐姿颈椎高657mm，头靠中心应设计在距椅面710mm高度，90mm范围内上下可调整且在任意位置可定位的样式，头枕长度设计为300mm左右，宽度设计为190mm左右。

2.7 靠背尺寸

根据GB1000-1988成年男性95百分位最大肩宽469mm，成年男性50百分位最大肩宽431mm，靠背宽以480mm为宜。根据GB1000-1988成年男性95百分位坐姿肩高641mm，成年男性50百分位坐姿肩高598mm，靠背高尺寸应设计为600mm。

2.8 座椅宽度尺寸

由于女性臀宽一般都大于男性，按GB-10000《中国成年人体尺寸》，取成年女性95百分位为依据，坐姿臀宽为382mm，加上衣服厚度修正为400mm。考虑变换姿势时所需要的活动空间及空间压抑产生的心理修正量，双人座椅座宽可取460mm。

2.9 椅面倾角

椅面倾角一般可取5°～10°为宜。

3 座椅的人机分析

人机模拟分析。根据座椅各组成部分关键尺寸建立产品模型，将人体模型放在一个环境中，通过对人体模型中腿部、手臂、腰部、颈部、头部几部分的活动区域的活动范围模拟分析，文中座椅各部分的数据均能保证人体的最佳舒适度，符合人机工程学原理。

4 结语

本文以GB-10000《中国成年人体尺寸》规定的人体尺寸为依据，针对大部分人群给出的座椅人机工程学设计尺寸，主要从座椅布置的前后距离，与人体接触的座椅本身的尺寸及外形曲面造型方面给出的经验数值从人机工程分析上得出座椅设计的合理性尺寸，为以后动车组或其它车型的座椅的设计提供了参考依据。

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