一種地鐵車輛座椅設(shè)計

郭蕾 伍朝陽

【摘 ?要】隨著城市軌道交通的發(fā)展，人們對內(nèi)裝設(shè)計人性化和舒適性的要求越來越高。為了滿足個性化和舒適性要求，在設(shè)計過程中借助人機(jī)工程學(xué)基本原理和方法。座椅是與乘客直接接觸的車內(nèi)設(shè)施之一，它是衡量軌道交通車輛乘坐舒適性的重要指標(biāo)之一。本文通過對座椅骨架與座椅面連接設(shè)計的分析，以及其包含的人機(jī)工程學(xué)、部件材質(zhì)、設(shè)計方案等，最終對應(yīng)用前景進(jìn)行了展望[1]。

【關(guān)鍵詞】地鐵車輛;座椅;舒適性

1 前言

軌道車輛客室座椅的安全性和舒適性越來越受到人們的關(guān)注。本文講述了一種地鐵車輛座椅的設(shè)計的原則和方法，以及座椅外觀、強(qiáng)度、性能等。

2 座椅設(shè)計

2.1 座椅外觀

座椅形狀滿足GB 10000人體工程學(xué)的要求，具有良好的可清洗性能和防滑性能。見下圖1座椅面三維圖。

2.2 座椅材質(zhì)及壽命

座椅面采用聚酯玻璃鋼材料，座椅面厚度6mm，樹脂含量35%～50%，膠衣厚度：可見面膠衣厚度不小于0.6mm均勻分布。座椅不包括可能影響乘客健康的材料，使用材料滿足整車防火和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求，整車防火滿足EN45545 HL3，環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行TB/T 3139-2006。座椅經(jīng)久耐用，便于清潔，不易破損，結(jié)構(gòu)堅固。產(chǎn)品使用壽命15年。

2.3 座椅強(qiáng)度

座椅面強(qiáng)度能滿足在承受下列載荷條件下，不出現(xiàn)裂痕及永久變形等缺陷，并保持一定的剛度：每個座位能承受不小于1500N的垂直載荷和1500N水平載荷。承受落錘沖擊試驗：將φ50.0mm±0.03mm，重500g的鋼球從1800mm的高度處做自由落體運動，對座椅進(jìn)行沖擊，被沖擊面不能有裂紋及變形;能承受沙袋沖擊試驗：將100kg重沙袋從1000mm的高度處做自由落體運動，對座椅進(jìn)行沖擊。

2.4座椅舒適性

良好的座椅設(shè)計，必須從人機(jī)工程學(xué)角度進(jìn)行分析。舒適的座椅能使人體坐時壓力分布均勻，肌肉放松，血液循環(huán)良好，疲勞減少。所以良好的座椅外形尺寸對提高旅客舒適度，減輕旅客的疲勞具有直接作用[2]。

GB 10000-1988 《中國成年人人體尺寸》 標(biāo)準(zhǔn)里坐姿人體尺寸及部位中的坐姿頸椎點高、坐姿肘高、小腿加足高、坐深、坐姿臀寬和坐姿兩肘間寬尺寸與座椅設(shè)計尺寸相關(guān)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值摘取如表1。人體數(shù)據(jù)百分位的選取應(yīng)遵循以下五個原則：1、地域原則，針對不同區(qū)域人群，選擇合適的人體百分位數(shù);2、極限原則，有人體身高決定的結(jié)構(gòu)（如地鐵車輛的門口高度）需選用第95百分位數(shù)進(jìn)行設(shè)計，而由人體某些部位的尺寸決定的結(jié)構(gòu)（如車輛側(cè)門扶手最低點的高度）需選用第5百分位數(shù)值進(jìn)行設(shè)計，這樣可以滿足絕大多數(shù)人的需求;3、可調(diào)原則，對于與健康和安全密切相關(guān)的設(shè)計，使用可調(diào)原則，所選用的尺寸應(yīng)該在第5百分位和第95百分位之間可調(diào)（如駕駛位可調(diào)節(jié)座椅等）;4、平均原則，對于像按鈕、插座高度等，可以采用第50百分位數(shù)值進(jìn)行設(shè)計;5、安全原則，當(dāng)身體尺寸在界限以外的乘客使用會危害健康或者增加事故危害時，其尺寸限界就應(yīng)該考慮第1百分位和第99百分位，從而保證幾乎所有人使用安全和方便[3]。

根據(jù)以上原則，座深采用平均原則，坐深第50百分位數(shù)據(jù)的平均值為445.125，選用座深尺寸為445;座寬采用極限原則，坐姿臀寬第95百分位最大數(shù)390，坐姿兩肘間寬度第95百分位平均值為477.75，結(jié)合扶手寬度50，選用座寬尺寸為450;座高采用極限原則，小腿加足高第95百分位平均值為426.375，選用座高尺寸為430;靠背高度采用極限原則，坐姿頸椎點高第95百分位最大數(shù)值702，考慮到頭部支撐，選擇靠背高度尺寸763;座椅扶手高度采用極限原則，坐姿肘高第5百分位最小數(shù)值為214，選用座椅扶手高度尺寸為210;經(jīng)與人體坐姿相關(guān)尺寸對比，本文座椅設(shè)計尺寸均符合人機(jī)工程學(xué)。

3 結(jié)束語

近年來隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市的交通問題也變得越來越突出。如何讓居民舒適的乘坐成為設(shè)計人員的重要任務(wù)，座椅作為直接接觸乘客的車內(nèi)設(shè)施，其舒適性顯得尤為重要。座椅的設(shè)計在嚴(yán)格符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，依據(jù)人體工程學(xué)原理及連接設(shè)計，解決了客室座椅重量重、強(qiáng)度低、阻燃效果差、便于維護(hù)和乘坐舒適度的問題。該設(shè)計對以后地鐵車輛、有軌電車等產(chǎn)品的縱向座椅設(shè)計具有指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]葛永才，朗艷，杜曉杰.城際車座椅設(shè)計.中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2019（11）.

[2]趙慧，董濤濤，周鑫弘.城市雙層動車組座椅人機(jī)工程學(xué)分析[J].城市軌道交通研究，2018（2）：75-78.

[3]孫麗萍，王立國.地鐵車輛內(nèi)裝設(shè)計人機(jī)工程學(xué)分析[J].大連交通大學(xué)學(xué)報，2010（4）：15-19.

作者簡介：

郭蕾，中車大連機(jī)車車輛有限公司，高級工程師。

（作者單位：中車大連機(jī)車車輛有限公司）