基于人體工程學的軌道車輛座椅設(shè)計探討

隨金慶

【摘要】軌道車輛座椅設(shè)計既要滿足乘客在旅途中的舒適性需求，又要兼顧經(jīng)濟性。本文通過分析國內(nèi)座椅設(shè)計現(xiàn)狀，運用人體工程學理論探討并提供了座椅在不同舒適等級下的功能尺寸，為座椅設(shè)計提供一定理論參考。

【關(guān)鍵詞】座椅設(shè)計；人體工程學；軌道車輛

隨著國內(nèi)鐵路的快速發(fā)展，人們對于乘坐舒適性方面的要求日益提高。由于在乘坐時受到列車本身空間的限制，大部分時間都是在座椅上進行娛樂和休息的，因此，具有良好舒適性的座椅是可以為乘客帶來愉悅的心理感受，故座椅的設(shè)計顯得尤為重要。本文將從人體工程學角度來探討有關(guān)座椅設(shè)計問題。

1.國內(nèi)座椅設(shè)計現(xiàn)狀

國內(nèi)軌道車輛的發(fā)展經(jīng)歷了自主研發(fā)到引進國外技術(shù)消化吸收再創(chuàng)造，與此同時，各種類型的座椅迅速進入了人們的視野，一改過去傳統(tǒng)客車座椅的固有形象。一類是以中短途高速列車為代表的，該類座椅舒適性相對較好；另一類則是以中長途客車為代表的，該類座椅側(cè)重經(jīng)濟性，舒適性相對較差。盡管座椅自主設(shè)計在國內(nèi)有了一定發(fā)展，且能夠滿足基本使用，但是由于中高檔座椅多以引進為主，且缺乏針對中國人群的使用改善，因此，這類座椅設(shè)計基于人體工程學上的優(yōu)化還存在相當潛力。

2.座椅人體工程學分析

座椅的基本功能是支撐人體，給人提供坐的功能。通常座椅功能尺度是實現(xiàn)座椅基本功能的關(guān)鍵，同時也是比較復(fù)雜、需要反復(fù)推敲的。一般在設(shè)計上會重點考慮以下幾個因素：

（1）座面高度。座面高度是指座前沿至地面的垂直距離。座面高度必須適中，過高則兩足不能落地，使大腿前部近膝窩處軟組織受壓，易使小腿發(fā)脹與麻木。如果過低，易使人體呈前屈狀，容易產(chǎn)生背部肌肉的疲勞。（2）座面寬度。座面寬度應(yīng)當有一定的寬裕，能利于使用者隨時調(diào)整坐姿。（3）座面深度。座面深度是指座面前沿到后沿的距離，即凈深度。座面深度對人體舒適度的影響很大。若座面過深，則背部支撐點懸空，使靠背失去作用，同時膝窩處會受到壓迫；反之過淺，則大腿前沿軟組織受壓，使大腿久坐而麻木。（4）靠背?？勘衬軌蚓徑怏w重對臀部的壓力，減輕腰部、背部和頸部肌肉的緊張程度。靠背是決定座椅是否舒服的根本要素。一般地，靠背的壓力分布應(yīng)是肩胛骨和腰椎兩個部位最高，故應(yīng)對這上下兩個部位進行支撐。腰靠和肩靠是靠背較為簡易的形式，當靠背斜角增大到一定程度時，還要增加枕靠，以保證坐姿的舒適性，并防止由于沖擊引起的頸椎和頸肌損傷。（5）座面傾角與靠背斜度。座面傾角（α）是指座面與水平面之間的夾角，靠背斜度（β）即靠背與水平面之間的夾角。座椅在使用過程中，座面傾角與靠背傾斜度的增加能增強人體的舒適度，通常夾角越大，人體所獲得的休息程度越高。舒適程度較好的座椅，可調(diào)節(jié)的角度范圍相對比較大。

此外，諸如座椅面料的色彩、靠背與座面的墊性以及座椅造型等因素還涉及到人的視覺、觸覺特性以及更多的心理感受，它們也影響著乘客對座椅舒適的評價。

3.座椅設(shè)計要點

3.1座椅設(shè)計的一般原則

根據(jù)人體工程學，座椅設(shè)計的一般原則應(yīng)當符合以下幾點：（1）座椅的形式和尺度取決于座椅的用途和舒適等級，舒適性是相對的，是在相應(yīng)場合下的綜合選擇；（2）座椅的尺度必須與使用人群的人體尺寸數(shù)據(jù)相配合，尤其要注意不同國家或地區(qū)的差異性；（3）座椅的設(shè)計必須能提供乘客有足夠的支撐與穩(wěn)定作用，且滿足乘客變換姿勢的需要；（4）靠背，特別是在腰部的支撐，可降低脊柱所產(chǎn)生的緊張壓力，但需要基于人體尺寸統(tǒng)計學數(shù)據(jù)；（5）座墊的形態(tài)和彈性應(yīng)當能夠滿足人體的壓力分布于坐骨結(jié)節(jié)附近。

3.2座椅功能尺寸與舒適度

按照現(xiàn)有客室座椅的舒適度分類，座椅可分成商務(wù)座、一等座、二等座。不同舒適等級的座椅在功能尺寸上的要求如下表1。

其中1～6、10～12為單個座椅本身的主要尺寸和可調(diào)角度，7～9為座椅間距，為人的大致活動空間。各功能尺度的確定均是在GB10000-88中國成年人體尺寸的基礎(chǔ)上，同時包含了活動余量的理想?yún)⒖挤秶Ｐ枰f明的是，由于座椅舒適性是相對的，因此，那些固定而不可調(diào)的尺寸應(yīng)盡量滿足大多數(shù)人使用，其它關(guān)鍵尺寸如靠背斜度、座面傾角、座面高度、扶手應(yīng)盡量可調(diào)，對于休息特性好的座椅還應(yīng)增加腳踏。

4.結(jié)論

軌道車輛座椅是人與客室環(huán)境聯(lián)系最為緊密的部分，其人體工學特性即功能尺寸設(shè)計直接決定了乘坐舒適性。本文運用人體工程學理論參考中國成年人體尺寸給出了不同舒適等級下座椅功能尺寸的理想?yún)⒖挤秶?。盡管如此，座椅設(shè)計仍是一個綜合選擇的結(jié)果。隨著今后人們對車輛人機環(huán)境關(guān)系認識的進一步深入以及國民經(jīng)濟進一步發(fā)展，座椅設(shè)計會得到進一步優(yōu)化提升，從而為乘客創(chuàng)造更舒適的客室環(huán)境。

參考文獻

[1]周美玉著.工業(yè)設(shè)計應(yīng)用人類工程學[M].中國輕工業(yè)出版社，2001.2.

[2]何曉佑，謝云峰著.人性化設(shè)計[M].江蘇美術(shù)出版社，2001.

[3]李彬彬著.設(shè)計心理學[M].中國輕工業(yè)出版社，2001.3.