公交车扶手改善的人机工程学设计.docx
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公交车扶手改善的人机工程学设计
课程大作业（论文）
公交车扶手改善的
人机工程学设计
课程人机工程学
专业工业工程
年级班别
学号
学生姓名
指导教师
2021年6月
公交车扶手改善的人机工程学设计
【摘要】在日常乘坐公交车的进程中，常常可见被公交车扶手碰着头、抓不到公交车扶手和抓久扶手后手不舒畅等问题，在公交车开停时也往往显现，车里的人立姿不稳的问题。
针对这些问题，本文综合运用了人机工程学的理论和方式，分析了目前的公交车扶手，指出了它的不足的地方，并提出了各类新改善方案。
【关键字】工效学，人机工程学，公交车扶手
1引言
随着城市化进展，愈来愈多的市民坐公交车出行，而公交车内环境缺少人机设计，由此带来了很多问题，扶手设计是比较明显的一方面。
公交车扶手的设计需要考虑两方面问题：
1．不碰头；2．舒适抓握。
很多市民都有体会，交通顶峰时公交车几乎车车爆满，坐公交车简直确实是苦行修炼，其中体会最深的是抓不到扶手，没有扶手可抓，因此有必要探讨下公交车扶手如何设计才能更好的为市民效劳。
本文通过度析人机工程学中人体相关尺寸及乘客利用扶手的适应，本文提出了公交车扶手的人机工程学设计。
2研究背景
车辆人机工程学是人机工程学在地面机动车辆这一特定领域的应用分支，它以人（包括驾驶员和车内乘员）一车一环境系统为对象，以改善驾驶员的劳动条件和车内乘员的舒适性为核心，以人的平安、健康、舒适、高效为目标，使整个系统的整体性能达到最优。
扶手是公交车内饰要紧部件，不仅因为其数量多占用车内空问大，更是因为大多数站立的乘客需要抓住扶手，以维持稳固的站姿。
而依照人机工程学分析，扶手设计要紧考虑人体立姿垂直手握高度，立姿侧向手握距离和手臂平伸手握距离，和车辆运行的平均时速等等一系列问题，由于涉及到伸手够东西的问题，若是采纳高百分位的数据就不能适应小个子人，因此设计起点应该基于适应小个子人，如此也一样能适应大个子人。
图1不合理的公交扶手设计
3问题及分析
对公交车扶手的改良，能够包括许许多多的方面，但由于知识的限制与技术的不可实现性，本文只针对前文提到的背景对公交车扶手进行改良，要紧改良包括以下几个方面：
不碰头
所谓的“不碰头”确实是避免人在公交车内站着、坐着或起身时，头碰着扶手或横杆而致使人受到的没必要要损害。
关于高个子罢了，目前的公交车扶手常常致使碰头现象，往往为了不碰头而哈腰垂头，长期如此，可能致使人的心情不行，关于常常坐公交车的更可能致使颈椎等的疾病发生，故而保证公交车扶手不碰头是公交车扶手改善的必要步骤。
如以下图确实是一个扶手碰着头的例子。
图2碰头的例子
3.2抓取得
一样，在不碰头的基础上，咱们设计扶手的目的确实是用来抓，故而抓取得一样是一个必需考虑的问题。
公交车出事故，其中有一部份确实是因为有的乘客个子小，抓不到扶手，而致使在公交车开停时立姿不稳，摔倒或压在其他乘客的身上，从而引发了受伤事件的发生。
以下图所示为公交车扶手的位置范围。
图3扶手位置范围
3.3立姿稳固
立姿稳固，一样是一个重要可改善因子。
目前公交车扶手，大多采纳“带+环”的设计方案。
这是为了幸免在公交车开停时，人体手腕的拉伤，但一样的如此的设计却致使了立姿不稳的问题显现，往往车子一开，车里人全往后走几步，车子一停，人全往前走几步。
显现如此的问题主若是扶手缺乏较为稳固的支撑点。
以下图为经典的“带+环”扶手。
图4“带+环”的设计
3.4抓握舒畅
在人机设计中，人体舒适度也是一种必需考虑的因子。
想一想，冬季冰凉的立式扶杆，令人难以抓握，或是夏天闷热的棉质扶手，令人厌恶抓握。
都是不可取的设计方案。
图5不合理的三杆立式扶杆
综合考虑，上述4个可改善因子，咱们利用人机工程学的知识，用系统的观点和方式，对公交车扶手进行设计，并对提出的各个方案，进行评判得出最终改善方案。
4人机工程学理论及方式应用要点
GT／T10000—1988是依照20世纪80年代中期的实测数据制定的，所以此刻取以平均身高大约在10年内增加14mm为十年身高修正量。
人体测量与数据应用
4.1.1不碰头设计
不碰头即要求扶手高度应高于大多数人身高，因此取男性身高的99百分位为1814mm（男女共用，应能知足大多数人群的需求，而男性身高普遍高于女性身高，因此取男性身高99百分位）。
表1人体身高数据
身高/mm
累计百分位数/%
1
5
10
50
90
95
99
男（18~60岁）
1543
1583
1604
1678
1754
1775
1814
女（18~55岁）
1449
1484
1503
1570
1640
1659
1697
X:
取99百分位身高为X=1814mm
Y：
男性的穿鞋修正量，取Y=30mm
Z:
公交车扶手横杆半径Z=30mm（具体半径视设计要求决定）
A:
身高增加修正量A=14mm
因此知足乘客不碰头，要求横杆中心距离车内地板高度为
h≥X+Y+Z=1814+30+30+14=1888mm。
（1）
扶手中心距离车内地板高度为
H≥X+Y=1814+30+14=1858mm。
（2）
抓取得设计
扶手杆属男女通用的产品尺寸设计，舒适抓握即要求扶手应保证被大多数人抓取得且舒畅抓握，因此取女性的5百分位（知足大多数人群的需求，而女性身高普遍低于男性，因此取女性的5百分位）。
表2立姿双手举起时的高度
立姿双手功能上举高/mm
百分位数/%
1
5
10
50
90
95
99
男（18~60岁）
1815
1869
1604
1899
2003
2138
2203
女（18~55岁）
1696
1741
1766
1860
1952
1976
2030
X：
女性立姿双手功能上举高5百分位X=1741
Y：
女子的穿鞋修正量：
Y=30mm
Z：
人体身高增加修正量Z=14mm
A：
人体上举功能高与人体舒适抓握扶手高度相差量。
（一样2个在利用扶手杆的人体模型，自然状态姿势比立姿双手功能上举高姿势要更舒畅。
）取A=150mm
因此知足乘客抓的到，要求扶手中心距离车内地板高度为
H≤1741+30+14-150=1635mm（3）
4.解决不碰头与抓的到相矛盾的问题：
不碰头要求扶手中心高于1858mm，舒畅的抓握着那么要求扶手中心低于1635mm，二者互不相容，不可能同时知足两方面的要求。
因此，横杆布置在知足不碰头的基础上（即h≥1888mm），在横杆上每隔0．5m左右布置一个扶手，扶手为两个高低扶手距离散布，高的扶手高度应知足H≥1858，低的扶手高度应知足H≤1635mm，如此不仅知足了不碰头，而且知足抓得着的要求。
如以下图所示。
图6扶手设计方案
综上结论，本着车辆人机工程学的大体原理，从数理统计中95％的概率置信度动身，得出：
适用于公交车扶手横杆中心高度为2000mm，扶手的中心高度别离为1860，1600，才能尽大限度的知足乘客对乘坐舒适性与平安性的要求。
人体生物力学与施力特点
4.立姿稳固设计
人体拉扶手时由于公交车的开停，致使手腕转动，手臂摆动可达90度。
为了避免拉伤，而且使立姿稳固。
1）采纳“倒三角、双吊带”设计吊带和手环。
图7“倒三角、双吊带”
2）采纳倒三方式设计横杆（如以下图），去掉吊环和吊带，如此增加了立姿稳固性。
缺点：
前期投入大（有碰着头的风险）。
图8倒三角横杆设计
3）采纳金属节环代替吊带方案，优势为可利用寿命久，平安性高，缺点为，前期投入较大。
如以下图所示。
图9金属节代替吊带
4.人体舒适度
a）冬季滑腻的立式扶杆，很冷摸起来不舒畅，采纳塑料的又担忧扶杆的材料可经受的负荷不够，加上布质又怕夏天时，手闷热。
故而可采纳在原先的铁杆上加上可拆卸式的防滑布（为了平安采纳单杆布置）。
图10立式扶杆加上防滑布
b）关于扶手，由于长期抓握，故而对其舒适度要求也较高，能够采纳较粗的带透气孔的塑料圆环。
如以下图“图11”，以下图“图12”是一失败的扶手作品，单薄平安性差，且握久手会僵痛。
图11较粗的带透气孔的塑料圆环
图12单薄的塑料扶手
5设计方案
通过对各个改良方案的综合分析，咱们得出最后结果如下：
1.立式扶杆采纳单杆布置，材质为带凹凸的铁柱，配备可拆卸防滑布，在冬天套上。
2.扶手环采纳较粗的带透气孔的塑料圆环的结构。
3.横杆高度2000mm。
4.从横杆一端开始每隔，按“低低高”的顺序配置扶手，即每三个扶手中有两个是距地面高度为1600mm的扶手，一个距地面高度为1860mm的扶手。
那个地址做出的修正要紧考虑的是，大多数人的身高较低，故而低扶手与高扶手的配备比为2:
1。
5.扶手采纳金属节代替吊带的方案。
要紧考虑的是平安与经济性。
尽管金属节代替方案前期投入大，但其寿命高，经计算其每一年付出净年值小于倒三角型吊环设计方案。
图13高低低的布置方案
6结论
本次论文，我选取了改良公交车内搭车环境作为分析的课题，在这其中，所有的工作都是知足一个目的，即平安、舒适、高效，同时我也意识到了人的自然行为偏向关于人机工程学设计的重要性，人因学的大体要求是使机械设备、工具、作业场因此及各类用具、用品与人的生理、心理特点相适应，达到人们工作和生活的最正确效率和维持良好的状态，为次，涉及生理学、心理学、社会学诸多因素的人的自然行为偏向，便在其中起着很重要的作用。
【参考文献】
[1]张宏林，人机工程学[M]，高等教育出版社，2005
[2]阮宝湘，人机工程学课程设计/课程论文选编[M]，机械工业出版社，2005
[3]单汝波，基于人机工程学的办公室研究[A]，2007
[4]孔庆华，xxxx等，人机工程学基础与案例[M]，化学工业出版社，2020
[5]刘焱，基于人机工程学的城市公交车设计方式研究[A]，西北工业大学，2006
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