公交车扶手改善的人机综合项目工程学设计朱东和东五Word格式.docx
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随着都市化进展，越来越多市民坐公交车出行，而公交车内环境缺少人机设计，由此带来了诸多问题，扶手设计是比较明显一方面。
公交车扶手设计需要考虑两方面问题：
1．不碰头；
2．舒服抓握。
诸多市民均有体会，交通高峰时公交车几乎车车爆满，坐公交车简直就是苦行修炼，其中体会最深是抓不到扶手，没有扶手可抓，因此有必要探讨下公交车扶手如何设计才干更好为市民服务。
本文通过度析人机工程学中人体有关尺寸及乘客使用扶手习惯，本文提出了公交车扶手人机工程学设计。
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应用分支，它以人（涉及驾驶员和车内乘员）一车一环境系统为对象，以改进驾驶员劳动条件和车内乘员舒服性为核心，以人安全、健康、舒服、高效为目的，使整个系统总体性能达到最优。
扶手是公交车内饰重要部件，不但由于其数量多占用车内空问大，更是由于大多数站立乘客需要抓住扶手，以保持稳定站姿。
而依照人机工程学分析，扶手设计重要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，以及车辆运营平均时速等等一系列问题，由于涉及到伸手够东西问题，如果采用高百分位数据就不能适应小个子人，因此设计出发点应当基于适应小个子人，这样也同样能适应大个子人。
图1不合理公交扶手设计
3问题及分析
对公交车扶手改进，可以涉及许许多多方面，但由于知识限制与技术不可实现性，本文只针对前文提到背景对公交车扶手进行改进，重要改进涉及如下几种方面：
3.1不碰头
所谓“不碰头”就是防止人在公交车内站着、坐着或起身时，头遇到扶手或横杆而导致人受到不必要伤害。
对于高个子而已，当前公交车扶手经常导致碰头现象，往往为了不碰头而弯腰低头，长期如此，也许导致人心情不好，对于经常坐公交车更也许导致颈椎等疾病发生，故而保证公交车扶手不碰头是公交车扶手改进必要环节。
如下图就是一种扶手遇到头例子。
图2碰头例子
3.2抓得到
同样，在不碰头基本上，咱们设计扶手目就是用来抓，故而抓得到同样是一种必要考虑问题。
公交车出事故，其中有一某些就是由于有乘客个子小，抓不到扶手，而导致在公交车开停时立姿不稳，摔倒或压在其她乘客身上，从而引起了受伤事件发生。
下图所示为公交车扶手位置范畴。
图3扶手位置范畴
3.3立姿稳定
立姿稳定，同样是一种重要可改进因子。
当前公交车扶手，大多采用“带+环”设计方案。
这是为了避免在公交车开停时，人体手腕拉伤，但同样这样设计却导致了立姿不稳问题浮现，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。
浮现这样问题重要是扶手缺少较为稳定支撑点。
下图为典型“带+环”扶手。
图4“带+环”设计
3.4抓握舒服
在人机设计中，人体舒服度也是一种必须考虑因子。
想想，冬天冰冷立式扶杆，令人难以抓握，或是夏天闷热棉质扶手，令人厌恶抓握。
都是不可取设计方案。
图5不合理三杆立式扶杆
综合考虑，上述4个可改进因子，咱们运用人机工程学知识，用系统观点和办法，对公交车扶手进行设计，并对提出各个方案，进行评价得出最后改进方案。
4人机工程学理论及办法应用要点
GT／T10000—1988是依照20世纪80年代中期实测数据制定，因此当前取以平均身高大概在内增长14mm为十年身高修正量。
4.1人体测量与数据应用
4.1.1不碰头设计
不碰头即规定扶手高度应高于大多数人身高，因此取男性身高99百分位为1814mm（男女共用，应能满足大多数人群需求，而男性身高普遍高于女性身高，因而取男性身高99百分位）。
表1人体身高数据
身高/mm
合计百分位数/%
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：
男性穿鞋修正量，取Y=30mm
Z:
公交车扶手横杆半径Z=30mm（详细半径视设计规定决定）
A:
身高增长修正量A=14mm
因此满足乘客不碰头，规定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）
4.1.2抓得到设计
扶手杆属男女通用产品尺寸设计，舒服抓握即规定扶手应保证被大多数人抓得到且舒服抓握，因此取女性5百分位（满足大多数人群需求，而女性身高普遍低于男性，因此取女性5百分位）。
表2立姿双手举起时高度
立姿双手功能上举高/mm
百分位数/%
1815
1869
1899
2138
2203
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
女子穿鞋修正量：
Y=30mm
Z：
人体身高增长修正量Z=14mm
A：
人体上举功能高与人体舒服抓握扶手高度相差量。
（同样2个在使用扶手杆人体模型，自然状态姿势比立姿双手功能上举高姿势要更舒服。
）取A=150mm
因此满足乘客抓到，规定扶手中心距离车内地板高度为
H≤1741+30+14-150=1635mm（3）
4.1.3解决不碰头与抓到相矛盾问题：
不碰头规定扶手中心高于1858mm，舒服抓握着则规定扶手中心低于1635mm，两者互不相容，不也许同步满足两方面规定。
因而，横杆布置在满足不碰头基本上（即h≥1888mm），在横杆上每隔0．5m左右布置一种扶手，扶手为两个高低扶手间隔分布，高扶手高度应满足H≥1858，低扶手高度应满足H≤1635mm，这样不但满足了不碰头，并且满足抓得着规定。
如下图所示。
图6扶手设计方案
综上结论，本着车辆人机工程学基本原理，从数理记录中95％概率置信度出发，得出：
合用于公交车扶手横杆中心高度为mm，扶手中心高度分别为1860，1600，才干尽大限度满足乘客对乘坐舒服性与安全性规定。
4.2人体生物力学与施力特性
4.2.1立姿稳定设计
人体拉扶手时由于公交车开停，导致手腕转动，手臂摆动可达90度。
为了防止拉伤，并且使立姿稳定。
1）采用“倒三角、双吊带”设计吊带和手环。
图7“倒三角、双吊带”
2）采用倒三方式设计横杆（如下图），去掉吊环和吊带，这样增长了立姿稳定性。
缺陷：
前期投入大（有遇到头风险）。
图8倒三角横杆设计
3）采用金属节环代替吊带方案，长处为可使用寿命久，安全性高，缺陷为，前期投入较大。
图9金属节代替吊带
4.2.2人体舒服度
a）冬天光滑立式扶杆，很冷摸起来不舒服，采用塑料又紧张扶杆材料可承受负荷不够，加上布质又怕夏天时，手闷热。
故而可采用在本来铁杆上加上可拆卸式防滑布（为了安全采用单杆布置）。
图10立式扶杆加上防滑布
b）对于扶手，由于长期抓握，故而对其舒服度规定也较高，可以采用较粗带透气孔塑料圆环。
如下图“图11”，下图“图12”是一失败扶手作品，单薄安全性差，且握久手会僵痛。
图11较粗带透气孔塑料圆环
图12单薄塑料扶手
5设计方案
通过对各个改进方案综合分析，咱们得出最后成果如下：
1.立式扶杆采用单杆布置，材质为带凹凸铁柱，配备可拆卸防滑布，在冬天套上。
2.扶手环采用较粗带透气孔塑料圆环构造。
3.横杆高度mm。
4.从横杆一端开始每隔0.5m，按“低低高”顺序配备扶手，即每三个扶手中有两个是距地面高度为1600mm扶手，一种距地面高度为1860mm扶手。
这里做出修正重要考虑是，大多数人身高较低，故而低扶手与高扶手配备比为2:
1。
5.扶手采用金属节代替吊带方案。
重要考虑是安全与经济性。
虽然金属节代替方案前期投入大，但其寿命高，经计算其每年付出净年值不大于倒三角型吊环设计方案。
图13高低低布置方案
6结论
本次论文，我选用了改进公交车内乘车环境作为分析课题，在这其中，所有工作都是满足一种目，即安全、舒服、高效，同步我也意识到了人自然行为倾向对于人机工程学设计重要性，人因学基本规定是使机械设备、工具、作业场合以及各种用品、用品与人生理、心理特点相适应，达到人们工作和生活最佳效率和保持良好状态，为次，涉及生理学、心理学、社会学诸多因素人自然行为倾向，便在其中起着很重要作用。
【参照文献】
[1]张宏林，人机工程学[M]，高等教诲出版社，
[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，
[3]单汝波，基于人机工程学办公室研究[A]，
[4]孔庆华，xxxx等，人机工程学基本与案例[M]，化学工业出版社，
[5]刘焱，基于人机工程学都市公交车设计办法研究[A]，西北工业大学，
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