高速列車乘客座椅“人-椅”接觸面的舒適度設(shè)計研究.pdf

1、高速列車乘客座椅是與乘客接觸最多的車內(nèi)設(shè)施，也是體現(xiàn)列車品質(zhì)、提升乘坐舒適度的重要載體。對高速列車乘客座椅舒適度展開研究對提升高速列車舒適性品質(zhì)、完善我國高速列車人機工程理論的研究具有重要意義。對國內(nèi)外交通工具座椅的設(shè)計特點、座椅舒適度理論研究進(jìn)行了綜述，并提出了高速列車座椅設(shè)計內(nèi)、外因素及其之間的相互作用關(guān)系模型，在此基礎(chǔ)上，本文從舒適度理論和工業(yè)設(shè)計角度，通過主、客觀評價相結(jié)合為主的實驗研究方法，系統(tǒng)的研究了影響列車座椅舒適度的工業(yè)

2、設(shè)計因素，包括功能配置、美學(xué)設(shè)計、人機尺度、“人-椅”界面的功能形態(tài)和材料選型。具體內(nèi)容及研究成果如下:
　　(1)座椅的功能配置主要是由乘客在乘坐過程中的生理需求和行為需求所決定的。通過線路調(diào)研、用戶訪談、行為觀測法，總結(jié)出我國高速列車座椅設(shè)計目前普遍存在的問題，并基于用戶需求理論，構(gòu)建了乘客需求與功能配置模型，提出了高速列車座椅功能配置及其座椅空間布局設(shè)計建議。
　　(2)通過實驗研究提出了視覺跟蹤技術(shù)和感性工學(xué)技術(shù)在高

3、速列車座椅美學(xué)設(shè)計評價中的應(yīng)用方法，最終給出了列車座椅的美學(xué)設(shè)計建議。
　　(3)為解決國內(nèi)研究文獻(xiàn)中對座椅尺寸參數(shù)定義和尺度關(guān)系參差不齊的問題，重新定義并重構(gòu)了高速列車環(huán)境下座椅人機幾何參數(shù)，提出了適用于不同群體特征的座椅人機幾何參數(shù)設(shè)計建議。面向大群體、小型、中型以及大型身材群體的座椅參數(shù)推薦值（單位:mm）依次為座高:430、400、430、460;座深:450、400、450、500;座寬:480、450、480、510;

4、靠背高:780、730、780、780;靠背寬:510、480、510、510;靠背傾角:20°、20°、20°、15°;座間距皆為900;容膝距:300、250、300、300。座寬和靠背寬的設(shè)計在滿足車廂過道寬的尺寸及座椅布局設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，選擇在推薦范圍內(nèi)的最大值;靠背高不可超過880mm，推薦范圍為730mm-830mm;各個群體對靠背傾角和座間距的評價為參數(shù)越大滿意度越高，至推薦值往后滿意度開始降低，座間距過大時，在車廂環(huán)境

5、內(nèi)人們會有“不安全感”，靠背傾角過大則會引起不舒適感;容膝距不得小于極小臨界值100mm。
　　(4)確立了“人-椅”界面體壓分布指標(biāo)體系及其表征，研究發(fā)現(xiàn)了座椅壓力分布SPD％、圓型壓力梯度GC和線型壓力梯度GT指標(biāo)與坐墊的形面和硬度具有明顯關(guān)系，GC與GT越小，坐骨結(jié)節(jié)處的舒適度越高，SPD％越小坐墊整體舒適度評價越高;最大壓力Pm以及SPD％可以明顯的表征坐墊材料的軟硬度，較硬的坐墊Pm以及SPD％值較大。
　　(5)

6、通過客觀的體壓分布測量和主觀的舒適度量表評價相結(jié)合研究方法，研究了靜態(tài)條件下和長期乘坐條件下，不同形面靠背和坐墊的體壓分布和舒適度特征，以及不同硬度坐墊的體壓分布和舒適度特征，最終提出了避免不舒適和提升舒適度的座椅形面和坐墊硬度的設(shè)計參考建議。具體如下:
　?、凫o態(tài)體壓分布指標(biāo)SPD％不能表征靠背的舒適度情況，平均壓力Pv和接觸面積A與乘坐者的體重有關(guān);靠背應(yīng)避免平坦型的曲面設(shè)計;頭部兩側(cè)建議使用側(cè)枕，并保證頭部兩邊具有自如的左右

7、活動空間，建議頭枕橫斷面前緣為與頭部貼合的圓弧型，另外側(cè)枕向前凸出長度不易過長，建議為60mm;后背橫斷面前緣建議設(shè)計為向內(nèi)凹的圓弧形，深度為50mm為佳，肩背部兩側(cè)無過多的包裹，避免有擁擠感;靠背縱斷面的腰部位置應(yīng)對人體腰部有良好的支撐，縱斷面上腰部向背部的曲面不易過緩，否則乘坐者對腰部的支撐感覺不明顯。
　?、谄教剐妥鴫|形面的SPD％最小，形面與人體臀、腿部貼合較好以及橫斷面中間凹兩側(cè)凸起坐墊形面的SPD％相對較小，壓力整體分

8、布較為均勻;坐墊形面與人體臀部及大腿部貼合較好的形面舒適性最佳，且坐骨結(jié)節(jié)壓力梯度變化GC值較小，其次是具有橫向凹凸肌理的形面;坐墊前緣倒角應(yīng)避免尖銳凸起的設(shè)計，否則大腿根部有頂迫感;大腿兩側(cè)向上凸起不易過高，否則被試有擁擠感。
　?、垲^枕及腰靠對人體頸部和腰部的支撐對提供舒適坐姿起著關(guān)鍵的作用。頭枕和腰靠的凸出高度推薦值為50mm，最小極限值為30mm，最大極限值為70mm;頭枕和腰靠凸出高度為50mm時，位置高度建議依次為69

9、0mm、215mm。
　?、荛L期乘坐條件下，靠背和坐墊的形面影響乘客乘坐的舒適度。不舒適感相對滯后的靠背形面特征為:頭部和腰部具有良好支撐、帶有側(cè)枕并且頭部具有自如的左右活動空間、背部兩側(cè)無過多的包裹;與臀、腿部貼合較好的坐墊形面兩小時內(nèi)整體舒適度評價良好;長期乘坐條件下，不同形面靠背的SPD％值無規(guī)律，坐墊的SPD％值呈下降趨勢，但不能表征長時間乘坐條件下的舒適度情況。
　?、?5度硬度的坐墊無論在短期還是長期乘坐條件下都