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一种地铁车辆座椅设计

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  【摘  要】随着城市轨道交通的发展,人们对内装设计人性化和舒适性的要求越来越高。为了满足个性化和舒适性要求,在设计过程中借助人机工程学基本原理和方法。座椅是与乘客直接接触的车内设施之一,它是衡量轨道交通车辆乘坐舒适性的重要指标之一。本文通过对座椅骨架与座椅面连接设计的分析,以及其包含的人机工程学、部件材質、设计方案等,最终对应用前景进行了展望[1]。
  【关键词】地铁车辆;座椅;舒适性
  1 前言
  轨道车辆客室座椅的安全性和舒适性越来越受到人们的关注。本文讲述了一种地铁车辆座椅的设计的原则和方法,以及座椅外观、强度、性能等。
  2 座椅设计
  2.1 座椅外观
  座椅形状满足GB 10000人体工程学的要求,具有良好的可清洗性能和防滑性能。见下图1座椅面三维图。
  2.2 座椅材质及寿命
  座椅面采用聚酯玻璃钢材料,座椅面厚度6mm,树脂含量35%~50%,胶衣厚度:可见面胶衣厚度不小于0.6mm均匀分布。座椅不包括可能影响乘客健康的材料,使用材料满足整车防火和环保标准要求,整车防火满足EN45545 HL3,环保标准执行TB/T 3139-2006。座椅经久耐用,便于清洁,不易破损,结构坚固。产品使用寿命15年。
  2.3 座椅强度
  座椅面强度能满足在承受下列载荷条件下,不出现裂痕及永久变形等缺陷,并保持一定的刚度:每个座位能承受不小于1500N的垂直载荷和1500N水平载荷。承受落锤冲击试验:将φ50.0mm±0.03mm,重500g的钢球从1800mm的高度处做自由落体运动,对座椅进行冲击,被冲击面不能有裂纹及变形;能承受沙袋冲击试验:将100kg重沙袋从1000mm的高度处做自由落体运动,对座椅进行冲击。
  2.4座椅舒适性
  良好的座椅设计,必须从人机工程学角度进行分析。舒适的座椅能使人体坐时压力分布均匀,肌肉放松,血液循环良好,疲劳减少。所以良好的座椅外形尺寸对提高旅客舒适度,减轻旅客的疲劳具有直接作用[2]。
  GB 10000-1988 《中国成年人人体尺寸》 标准里坐姿人体尺寸及部位中的坐姿颈椎点高、坐姿肘高、小腿加足高、坐深、坐姿臀宽和坐姿两肘间宽尺寸与座椅设计尺寸相关,标准规定值摘取如表1。人体数据百分位的选取应遵循以下五个原则:1、地域原则,针对不同区域人群,选择合适的人体百分位数;2、极限原则,有人体身高决定的结构(如地铁车辆的门口高度)需选用第95百分位数进行设计,而由人体某些部位的尺寸决定的结构(如车辆侧门扶手最低点的高度)需选用第5百分位数值进行设计,这样可以满足绝大多数人的需求;3、可调原则,对于与健康和安全密切相关的设计,使用可调原则,所选用的尺寸应该在第5百分位和第95百分位之间可调(如驾驶位可调节座椅等);4、平均原则,对于像按钮、插座高度等,可以采用第50百分位数值进行设计;5、安全原则,当身体尺寸在界限以外的乘客使用会危害健康或者增加事故危害时,其尺寸限界就应该考虑第1百分位和第99百分位,从而保证几乎所有人使用安全和方便[3]。
  根据以上原则,座深采用平均原则,坐深第50百分位数据的平均值为445.125,选用座深尺寸为445;座宽采用极限原则,坐姿臀宽第95百分位最大数390,坐姿两肘间宽度第95百分位平均值为477.75,结合扶手宽度50,选用座宽尺寸为450;座高采用极限原则,小腿加足高第95百分位平均值为426.375,,选用座高尺寸为430;靠背高度采用极限原则,坐姿颈椎点高第95百分位最大数值702,考虑到头部支撑,选择靠背高度尺寸763;座椅扶手高度采用极限原则,坐姿肘高第5百分位最小数值为214,选用座椅扶手高度尺寸为210;经与人体坐姿相关尺寸对比,本文座椅设计尺寸均符合人机工程学。
  3 结束语
  近年来随着国家经济的发展,城市的交通问题也变得越来越突出。如何让居民舒适的乘坐成为设计人员的重要任务,座椅作为直接接触乘客的车内设施,其舒适性显得尤为重要。座椅的设计在严格符合相关标准的前提下,依据人体工程学原理及连接设计,解决了客室座椅重量重、强度低、阻燃效果差、便于维护和乘坐舒适度的问题。该设计对以后地铁车辆、有轨电车等产品的纵向座椅设计具有指导意义。
  参考文献:
  [1]葛永才,朗艳,杜晓杰.城际车座椅设计.中国战略新兴产业,2019(11).
  [2]赵慧,董涛涛,周鑫弘.城市双层动车组座椅人机工程学分析[J].城市轨道交通研究,2018(2):75-78.
  [3]孙丽萍,王立国.地铁车辆内装设计人机工程学分析[J].大连交通大学学报,2010(4):15-19.
  作者简介:
  郭蕾,中车大连机车车辆有限公司,高级工程师。
  (作者单位:中车大连机车车辆有限公司)

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