城市公交车乘客座椅的舒适性分析和改进设计.docx

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城市公交车乘客座椅的舒适性分析和改进设计

城市公交车乘客座椅的舒适性分析和改进设计

中国西部科技２０１０年０５月（中旬）第０９卷第１４期总第２１１期城市公交车乘客座椅的舒适性分析和改进设计李娟李辉王小庆（郑州大学机械工程学院，河南郑州４５０００１）摘要：

以人机工程学原理为指导，对城市公交车乘客座椅的舒适性进行了分析，从人性化角度出发，对其进行了改进和完善。

关键词：

城市公交车；人机工程；乘客座椅；舒适性；折叠桌板；扶手ＤＯＩ：

１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－６３９６．２０１０．１４．０１６TheDesignofPassenger’sSeatonUrbanBusLIJuan,LIHui,WANGXiao-Qing（SchoolofMechanicalEngineeringZhengzhouUniversity,Zhengzhou,Henan450001）Abstract:

UndertheGuidanceofthetheoryofHumanFactorEngineering,thecomfortofurbanbuspassengerseatsisanalyzed.Andtheseatsareimprovedandperfectedfromtheviewpointofhumanization.Keywords:

Urbanbus;HumanFactorEngineering;Passengerseat;Comfort;Foldabletableboard;Handrail１问题提出随着经济的发展，中国正经历着城市化的浪潮，随着能与自然放松状态下的人体曲线充分吻合，那么座椅的舒适度评价值就会高。

但是不同的人有不完全相同的人体曲线，因此要想设计符合每一位乘客的靠背曲线几乎是不可能的，实际设计时可利用统计的方法，对人群进行综合的采样，然后拟合出合适的椅背曲线，以保证大多数人的舒适性。

通过对一些乘客的问卷调查和乘客坐姿的观察，我们发现对于比较高级的快速公交车的座椅已经考虑到了靠背的设计，如图２所示。

但是还缺乏完善的人机工程依据，仍需要进一步研究和改进。

城市人口的急剧增加，城市的公共交通系统也面临着新的考验，而作为与城市人们生活出行关系密切的公交车，也正受到越来越多的关注。

关于城市公交车的乘坐舒适性和人性化的研究也越来越多。

而对于公交车与一般乘客的人机界面——座椅的设计尤其受到关注。

本文通过对某市的快速公交车和一般的公交车进行调查，对公交车的乘客座椅的舒适性进行了分析并提出了几点人性化的改进。

２舒适性分析本文主要讨论乘客在公交车内的坐姿的舒适性，而坐姿舒适性主要包括静态舒适性、动态舒适性及活动舒适性。

静态舒适性指座椅的外形尺寸等能否为乘客提供舒适的坐姿，动态舒适性主要受车—座椅系统的减震性能的影响，活动舒适性指座椅的空间布置能否给乘客足够的活动空间［１］［２］。

下面通过实例对座椅的坐姿舒适性进行简单的分析。

如图１所示为某市快速公交车的乘客座椅。

图２靠背与人体脊柱曲线符合示意图人体坐姿时的体压分布，由于人体的重力将产生作用在椅面和靠背上的压力，人体在靠背上和椅面上的最适宜的体压分布如图３所示。

靠背上的压力在腰椎处最大，因此座椅的设计应符合人体曲线，使靠背的压力分布合适。

椅面的压力分布主要在臀部，因为人体与椅面接触的主要是臀部两块图１快速公交车乘客座椅薄肌肉层下的坐骨，坐姿时人体大约７５％的重量由坐骨承受［１］关于座椅的外形曲线，从解剖学的观点来看人们采取坐姿时，身体的支撑结构为：

脊柱、骨盆、腿和脚，而其中脊柱的作用尤其关键。

众所周知，如果座椅的靠背曲线收稿日期：

２０１０－０４－０３修回日期：

２０１０－０５－０５，在坐骨处会产生最大的压力，由坐骨向外逐渐减少，直至与座垫前缘接触的大腿下平面压力最小。

因此座椅的设计要保证一定的座椅深度，并且椅面外形要设计成左右对称的基金项目：

郑州大学创新性实验计划资助项目（项目编号：

２００９ｃｘｓｙ０７４）。

作者简介：

李娟（１９８６－），女，汉族，河南商丘籍，本科，主要研究方向为工业设计。

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开发应用类似臀部的形状，这样保证了臀部有足够的支撑，又能够增大与椅面的接触面积，从而减少压力，减轻臀部因血液循环受阻而引起的挤压疲劳。

由图１我们可以看到椅面已经采用了类似的设计，并且增加了防滑条纹，防止乘客在坐姿变化时的滑脱。

环境。

为此基于人机工程理论，将公交车座椅进行改进，从而使其能够提供学习的条件，同时也为劳累一天的人们提供了稍作休息的环境。

具体的说就是在座椅的后背上设计一个可折叠桌板，折起时可储藏车内的杂志，对书起到保护作用；翻转到水平时，可供乘客读书或休息。

折叠桌板的设计要考虑到其距地面的高度，本身的长度、宽度及厚度等。

根据人机工程的理论工作面的尺寸有一定的推荐值，对于轻作业用的工作面，推荐高度为男性７４０～７８０ｍｍ、女性７００～７４０ｍｍ，工作面的宽度为３０５～４０５ｍｍ，此处结合实际公交车的尺寸，取其距地面高度为７２０ｍｍ，宽度为３５０ｍｍ，厚度１０ｍｍ。

利用计算机软件，可得到如图４所示的改进后的座椅的简单效果图。

［５］（ａ）靠背上的体压（ｂ）椅面上的体压图３人体作用在座椅上最适宜体压分布［３］座椅的外形尺寸，由人机工程学理论，正确的座高应使坐者大腿保持水平，小腿垂直，双脚平放在地面上。

因为大腿底部的柔软肌肉并不适合承受过大的压力，否则会使人感觉不舒服。

座椅过高，两足不能落地，大腿底部受到压迫，妨碍血液循环，会导致小腿麻木；座椅过低，大腿碰不到椅面，人体压力会集中在坐骨处，时间长了会产生疼痛不适感，此外椅面过低，在人坐姿变换时很不方便。

因此座椅必须有适宜的高度，但是人体之间存在差异，实际设计时只能利用统计的平均值。

椅子坐面的宽度根据人的坐姿及动作，往往呈前宽后窄的形状。

坐面的前沿宽度称坐前宽，后沿宽度称坐后宽。

实际设计时宜采用较高百分位的女性测量值为设计依据。

座椅的深度要设计成使人的腰背自然地依靠在靠背上时椅面前缘不会抵到小腿。

设计座椅深度一般取臀膝距测量的第５百分位测量值为依据。

中国汽车标准委员会于２０００年推出的ＱＣ／Ｔ６３３《客车座椅标准》和国标ＧＢ／Ｔ１３０５９－９ｌ《客车乘客座椅尺寸规格》对座椅的尺寸进行了规定，总体的来说是，座椅高４００～４５０ｍｍ、座椅宽４００～４５０ｍｍ、座椅深大于或等于３５０ｍｍ，设计时可供参考。

通过对现有公交车的座椅进行测量，其尺寸基本符合规定。

以上从乘客座椅的外形、坐姿时的压力分布以及外形尺寸三个方面对现有的公交车乘客座椅的舒适性进行了分析。

虽然现行的座椅为静态舒适性的要求做了相应的设计，但是仍然有很多地方需要改进，下面从人性化的角度进行一些改进设计。

３改进设计随着生活节奏的加快，人们生活的压力不断增大，时间就显得越来越宝贵，而城市的拥挤，经常又会遇到堵车的情况，看着时间一分一秒的流失，让人感到心痛，争分夺秒的上班族可能很想利用乘公交的时间给自己充电，但是苦于没有合适的环境；此外，对大多数人来说乘公交车并不是一件令人愉悦的事情，可能劳累一天的人们还得承受公交车的折磨，想趴一会休息一下，也苦于没有合适的［６］［５］［４］图４增加折叠桌板功能效果图５增加扶手功能效果图６总体效果图（下转第３５页）33

开发应用日平均水位采用《太湖多年平均水位分析》数据。

通过以上方法，计算出２００３年和２００６年太湖水量平衡分析结果如下。

差。

由于只掌握了一定规模以上取水户资料，未将所有取水口统计在内，同时，所掌握取水口的取水量与实际取水量也存在误差。

（５）水文测验误差。

３建议目前来说，环太湖水文巡测工作是掌握环太湖进出水量最好的一种测验方式，对掌握环太湖地区的水量动态以及水资源现状规律等起着至为重要的作用，同时也存在局限性和误差，因此，提出以下建议：

（１）建议加强水文巡太湖水量平衡计算表（单位：

亿ｍ３）测工作的管理和建设，引进先进的仪器设备，加强水文巡测的测次和时空分布，提高推算环湖水量的可靠性和准确性，减少误差，提高测量精度。

（２）由于水文巡测线路并不完全是沿太湖岸线设置，湖州、苏州一部分巡测线距离湖边还有一定的距离，包围圈内还存在水量交换和地面径流，这部分水量并未掌握。

建议将巡测线迁移到沿湖公路上，以真正反映太湖进出水量。

（３）目前，代表太湖水面蒸发的蒸发站还不够完善，致使在水量平衡的模型建立过程中，蒸发站的选取存在不当之处。

建议加大水文基础设施投入，在太湖周边建立具有代表性的蒸发、降雨等站点。

参考文献：

［１］哈建强．大浪淀水库水量平衡分析初步研究［Ｊ］．水利科技与经济，２００９．［２］董建伟，包文军．査干湖水量平衡差异及不明水量的探究［Ｊ］．吉林水利，２００９．［３］拉特科维奇．里海水量平衡及水位变化［Ｊ］．水利水电快报，１９９８．［４］郭早男．浅水湖泊的蒸发计算及其在水量平衡中的应用—以山东南四湖为例［Ｊ］．地理研究，１９９４．结果显示：

２００３年和２００６年太湖进出水量的不平衡量为１２．３２７９亿ｍ３和－９．７１４２亿ｍ３。

２．５结果分析以２００３年和２００６年的有关资料对太湖水量平衡进行了初步分析，计算结果发现不平衡量较大，分析原因有以下几方面：

（１）区间径流的影响。

由于巡测线路不是完全沿太湖岸线，巡测圈与太湖岸线之间有近１０００平方公里的陆地，这部分陆地上存在着工农业生产和人类活动的取用水和区间径流。

这部分水量由于无法掌握，在平衡分析中无法反映出来，导致了太湖水量平衡计算误差的产生。

（２）水利工程的影响。

环太湖各主要河道大部分已经建闸，由于这些闸门的启闭情况并不被完全掌握或在计算水量上还不能实时反映，而且闸门的启闭存在不同步现象，造成相关河流进出太湖的水量计算结果与实际存在误差。

（３）计算误差。

在利用雨量站、蒸发站等进行太湖降雨蒸发计算时，由于资料限制，采用的代表站并不能完全真实的代表太湖的降雨、蒸发等客观情况。

以蒸发为例，目前尚未有比较精确计算的方法，只能利用蒸发换算系数来计算太湖湖面蒸发量，存在一定的计算误差。

此外，太湖年初年末蓄变量的计算也存在误差。

（４）取水口的取水量统计误相信很多人都有挤公交车的经历，拥挤的公交车随处可见，此时站立的乘客需要扶住车顶的扶手以保持平衡，但很多时候扶那么高的扶手并不方便，尤其是站在座椅旁边的乘客更习惯扶住椅背，此外，对于携带很多东西的乘客，此时如果能把东西挂在自己旁边，既不用担心弄脏弄丢又减轻了自己的负担，为此基于人机工程的原理，对乘客座椅的椅背外形进行了改进，增加了方便抓扶和挂东西的扶手，改进后的座椅如图５所示。

总体设计时，将这两个功能集成，详见整体效果图，如图６所示。

４结语乘客座椅作为乘客与城市公交车的人机界面，在设计时必须遵循人机工程的原理；通过对座椅的两点改进，使其更加人性化，使乘客在乘坐时更加舒适，更加符合人们（上接第３３页）的生活习惯。

参考文献：

［１］陈震邦．工业产品造型设计［Ｍ］．北京：

机械工业出版社，２００５：

１６７～１７３．［２］叶彪．客车乘客座椅的乘坐舒适性［Ｊ］．客车技术与研究，２００３，２５（４）：

２１～２３．［３］温吾凡．汽车人体工程学［Ｍ］．长春：

吉林科学技术出版社，１９９１．［４］柴春雷，汪颖，孙守迁．人体工程学［Ｍ］．中国建筑工业出版社，２００７：

７７～８０．［５］姚于勤．现代城市公交客车人性化设计与研究［Ｄ］．无锡：

江南大学，２００５．［６］左春柽，杨斌宇，王晓峰等．人机工程与造型设计［Ｍ］．北京：

化学工业出版社，２００７．35