火车座椅的人机工程学设计

人机工程学课程设计题目列车座椅的人机工程学设计学生姓名李冬浩学号17330172004所在学院机械工程学院专业班级机械一班指导教师2017年11月19日课程设计任务书院(系)机械工程学院专业班级机械设计1班学生姓名李冬浩一、课程设计题目列车座椅的人机工程学设计二、课程设计工作自__2017_年_11月_5日起至2014_年11月19日止。三、课程设计进行地点:校内四、课程设计的内容要求：设计内容1、对所研究的产品进行人机工程学分析，包括该产品与人体尺寸的匹配，操纵或显示装置的感知、认知分析，操纵机构的宜人性分析，用户视觉感受与使用心理的分析；2、在分析的基础上，总结现有该产品存在的问题或不足；3、针对所存在的问题，提出解决方案；（或进行创新设计）4、经过分析论证，进行方案的比较、筛选，优化设计方案，并最终确定设计方案；5、建立三维模型，制作效果图六视图；6、绘制标准SW六视图工程图；7、制作展板，进行效果展示。设计要求：1、设计说明书A4幅面，统一采用计算机打印；2、设计说明书撰写规范参考河南师范大学新联学院（论文）》格式及计要求；3、所有图纸打印幅面A4（工程图、设计草图、效果图6视图、展板），单独装订成册；4、设计说明书、图册、所有源文件的刻录光盘一并装入资料带，并填写清单；5、课程设计题目参见选题表及题目清单，每位同学可从中自行选择其中之一，或自拟题目，但必须经过指导教师同意，方可进行；6、每位同学独立设计，完成所有设计任务。指导教师系(教研室)工业设计教研室系(教研室)主任签名批准日期接受设计任务开始执行日期2017年11月5日学生签名列车座椅的人机工程学设计摘要随着人们生活水平的不断提高，人们对生活质量的要求也越来越高。铁路运输在各种交通工具运输中占有比较重要的地位，人们出行大多选择较为经济和舒适的硬卧车厢，如何对座位进行设计以满足基本乘坐要求的基础上向舒适化、人性化发展，从而达到尽可能减少旅客出行的疲劳是本次课程设计的目的。人机方面，更符合人体正常坐姿状态下的身体曲线的靠背设计和更合理的座面高度。关键词：人机工程学座椅人性化舒适方便目录摘要...............................................................1关键词.............................................................11.列车座椅概述.....................................................41.1列车座椅人机工程设计原因........................................41.2列车座椅发展综述................................................42.列车座椅的资料收集和分析.........................................52.1列车座椅调查...................................................52.2普通列车乘客调查...............................................52.3列车硬座的未来发展趋势.........................................63.列车座椅设计分析.................................................73.1现有产品缺点分析...............................................73.2产品设计定位...................................................73.3列车座椅人机工程学分析..........................................83.3.1座椅设计的人机因素...........................................83.3.2靠背..........................................................93.4配色方案.......................................................104.列车座椅设计评价.................................................114.1产品的功能.....................................................114.2人机关系.......................................................114.3产品的结构....................................................115.结论............................................................12参考文献..........................................................121.列车座椅概述1.1列车座椅人机工程设计原因列车硬座座椅靠背设计的不合理是造成旅客旅途劳累的罪魁祸首硬座靠背几乎成直角，不符合人体特征；靠背高度高于普通人的上身，使人无法后仰。长期以来,我国铁路普通硬座客车都是采用90°靠背的座椅。座椅作为长途交通工具的基础设备,应该满足乘客在旅途中的基本休息要求。在这样的背景下，希望能运用人机工程学、设计心理学等方面的知识设计出一款更舒适、更人性化的列车硬座座椅，让乘坐列车的旅客，特别是旅程较长的旅客感觉更加舒适。1.2列车座椅发展综述座椅作为硬座车厢最基础也是最重要的设施部件，直接支撑起人体乘坐,同时还起到缓和人与车厢之间的振动的作用，其设计的优良直接影响到乘客出行感受。我国25型客车硬座车厢座椅在1993年投入使用以来经过了数次改良设计,但仍未能很好的满足乘客长时间旅行对于乘坐舒适性的高要求,究其原因在于没有充分地发挥出座椅造型与功能需求相适应，具体表现在座椅人机工程方面考虑的不成熟、不深入，因此未能达到预期效果。其中最明显的例子就是：一直到现在，我国的列车硬座座椅仍在采用90°靠背座椅。列车上的座椅直接关系到旅客乘坐的舒适度。我国铁路客车上座椅从木腿木椅，到铁腿人造革蒙面椅，后又采用玻璃钢座椅。之后在准高速一等车和高质空调车上采用了可躺式座椅，在“九五”期间一些新研制的动车组的一等车上普遍采用了可躺式座椅。目前我国列车座椅设计较为优秀的应属动车组内设置的座椅了，在设计中除了参考国外优秀的列车座椅，国内动车组座椅也是一个很好的学习对象。动车组的座椅全部为软座，可以随意调节宽度和斜度，只要轻踩椅子下面的踏板，座椅就能旋转掉头，使旅客面对的方向始终与列车运行方向保持一致，避免列车在快速运行时，旅客出现头晕现象。座椅扶手内配备了可折叠的茶几，便于书写或放置东西。优秀的行为水平的设计应该是以人为中心的，把重点放在理解和满足真实使用产品的人的需要上，动车组座椅的设计就很好地做到了这一点，而反观我国的列车硬座座椅就不那么人性化了。2.列车座椅的资料收集和分析2.1列车座椅调查列车硬座座椅主要由坐垫、靠背、支架、蒙皮、支座组成。蒙皮材料：我国列车硬座主要采用人造革和各类织物作为蒙皮。早期的硬座座椅采用的是人造革，后来它逐渐被轻薄透气、方便换洗、价格便宜的织物面料所取代。坐垫和靠背材料：坐垫、靠背主要由泡沫和骨架组成。我国硬座座椅骨架早期是木制的，后来发展成钢材和木材的复合材料。下面是我针对几种普通列车的硬座车厢进行的调查，以此来了解我国列车硬座的大致情况。慢车座椅仍在采用人造革作为面套，这种材质的透气性不好，再加上这趟列车没有空调，车厢内空气流通性差，平时都会觉得闷热，就更别提炎热的夏季了，总会感觉背部汗涔涔的。再者，其靠背虽略有曲线，但是很小，靠背与坐面基本呈直角，且其高度对于成年男性来说都有点过高了，就更不用说身材较娇小的女性了。普快列车座椅面套采用的也是人造革，完全是直角式靠背，一点曲线也没有，像这样的列车座椅现在已经被淘汰了一部分了，余下的部分也将逐渐被淘汰更新。空调快速列车它的座椅在设计上更为合理。首先，靠背设计了腰靠，其曲线更符合人在坐姿状态下的背部曲线，能减轻腰部的负担；其次，它采用织物面料作为面套，这不仅提高了座椅的透气性，还方便换洗。新空调特快列车特快列车的座椅无论在外形上，还是在面套的质量与颜色选择上都比之前介绍的几种列车上的座椅要好些。2.2普通列车乘客调查乘客调查根据中国铁道科学研究院关于京沪线铁路客流分析显示。就旅行目的而言，目前在京沪线出行的旅客中，出差的客流最多，占46.25%；其次是旅游、探亲、做生意的客流，分别为12.64%、11.38%、8.92%（见表1-1）。就旅客职业而言，企业管理人员最多，占22.60%；其次是科技人员、经商人员，分别占17.62%、14.28%。在出差(46.25%)的客流中，企业管理人员和科技人员最多(分别占16.06%，2.04%)；而在旅游的客流中，主要是工人、企业管理人员、科技人员以及学生。可见京沪线的客流层次较高，大部分为出差的企业管理人员和科技人员，其次是旅游的乘客和做生意的经商人员，这些旅客的自身素质较高。从旅客年龄和旅行目的的关系在出行的客流中，年龄在20岁-30岁间的旅客所占比例最大，为37.25%；其次是30岁-4O岁、40岁-50岁的旅客，分别占29.63%，16.49%；而60岁以上和小于20岁的旅客所占比例最少，为3.81%和3.58%。在20岁-30岁(37.25%)的客流中，主要是出差的旅客，占了14.23%；其次是旅游、探亲、学习实习的旅客，分别占5.83%，4.59%，4.20%。在30-40岁、40-50岁的客流中，仍然是出差的旅客占了绝大部分，其次是做生意、探亲的客流。客流年龄集中在20岁-50岁间，特别是20岁-30岁的旅客最多，而且大部分是工作需要出差的旅客。因此，我们可以看出，普通列车的用户主要是经常出差的公司职员、出门打工的人、学生和旅游探亲的人。从乘客需求方面讲，在火车座椅结构上他们希望座椅的靠背能再向后仰一些，因为长时间坐立会让腰部感觉疼痛，如果能向后仰就会将一部分的力分担到后背，让腰部得到休息。头靠的位置也往后仰而不是向前，因为做长途车在车上睡觉是很常见的事，向后仰一点的头靠可以让头部的位置比较固定，不会前后左右晃。希望座椅的高度能矮一点，长时间坐火车经常都会有腿肿的情况，座椅矮一些会舒服些。2.3列车硬座的未来发展趋势我国的列车硬座将朝着舒适化、人性化的方向发展。随着技术发展，社会进步，人们在乘坐列车时不仅要求安全可靠，快速高效，而且也追求舒适性，座椅就是满足这一追求的关键性部件。未来的列车座椅应该更人性化。产品的人性化设计能给人们带来趣味性和娱乐性，能满足消费者精神文化的需求，产品结构的人性化设计让人们的生活更加舒适。3.列车座椅设计分析3.1现有产品缺点分析经过前一段时间的市场调研，乘客调查、及对现有列车硬座多方面的了解。我现在对列车硬座的情况已经有了一个基本的了解。现总结如下：我国硬座车厢时常超员，座椅相对来说太少；靠背设计不合理；首先，虽然有些座椅在设计时考虑到了腰靠，但是其高度却偏低了，没能很好地发挥作用不说，还把人的身体向前推去，背部腰以上的地方也不能很好地靠在靠背上，不能保持良好的坐姿，压力不能均匀地分布于椎间盘上，肌肉组织上承受的静负荷不均匀，使乘客产生腰部酸痛、疲劳等不不适感；其次，座椅的头靠向前倾，头无法后仰，导致颈椎不适。座椅与茶桌没有形成一比一配置；座椅面套的颜色太过杂乱，其头靠处的套布颜色多为白色，不耐脏；为了装套方便，面套缝制过于宽松，不能很好地固定在座位上