[精选]人机工程学—公交车扶手

[精选]人机工程学—公交车扶手 人机工程学课程设计#说明# 公交扶手设计 课 程 人机工程学设计专周 姓 名 叶超 学 号 年 级 2010级 专 业 工业设计专业 2013 年 7月5日 摘要:乘坐公交车是百姓出行首选的交通方式，随着人民生活水平的不断提高，经济的飞速发展，城市建设也在发生着翻天覆地的变化，我国大部分城市市区人口密集，城市以公共交通为主体。城市公交车辆已成为全国大中型客车的主要市场和各大中型客车生产企业群雄逐鹿的大舞台。人们对公交车的性能、技术水平、乘座舒适性、车内装置、环保等都提出了较高的要求。就目前而言，公交车的设计还没有让人们感到满意，特别是在车内扶手这一方面。公交车乘客经常要保持站姿，站立的乘客要抓住扶手或者横杆。目前，我国常有关于公交车扶手横杆高度不当给乘客带来不便的报道。本文主要以公交车扶手作为主要研究对象，观察其所存在的一些使人们不满意之处，并提出一些建议作为参考。 关键词:城市公交、扶手、人机工程学、改良、人性化 公交车扶手的人机工程学设计 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，以人的安全、 健康、舒适、高效为目标，使整个系统的总体性能达到最优。 背景:随着城市化进展，越来越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，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，其中体会最深的是抓不到扶手，没有扶手可抓，所以有必要探讨下公交车扶手如何设计才能更好的为市民服务。本文通过分析人机工程学中人体相关尺寸及乘客使用扶手的习惯，本文提出了公交车扶手的人机工程学设计。 设计分析:扶手是公交车内饰主要部件，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，以保持稳定的站姿。而根据人机工程学分析，扶手设计主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，如果采用高百分位的数据就不能适应小个子人，所以设计出发点应该基于适应小个子人，这样也同样能适应大个子人。 公交车扶手所存在问题 扶手作为公交车设计的一个重点之处，对于乘客的重要性是不言而喻的。现在公交车的扶手有两种:圆柱形的管状扶手和单个的一般呈三角式的吊环。 扶手的设计也应符合以人为本的设计原则。扶手有顶盖扶手和侧窗扶手，其中顶盖扶手的高度在1700-1800mm，侧窗扶手的高度应1000-1700mm。然而根据人体身高的不同应该有所调整。北方的人身材较高，而南方的人身材较矮，因此，为北方设计的车扶手的高度应比为南方设计的车的扶手高一点。吊环的高度应1000-1700mm，吊环的设计应符合手形，这样长时间会减小手的疲劳度。扶手的空间>70mm;吊环的距离也应>70mm。扶手的布置应符合GB 13094的规 定。 根据扶手的位置，又可分为上车扶手和车内扶手。上车扶手指的是乘客在上车过程中所要使用到的一种扶手，特别是对于一部分踏板比较高的公交车，上车扶手的重要性则更显得突出。车内扶手是供站立的乘客支撑在车加速，减速和转弯过程中由惯性引起的身体的失衡中保持身体的平衡所需要的支撑点。 实际中，我对工程学院123路公交车内部的扶手进行了测量研究，发现其车内部存在着一些问题。 1.经过测量车内顶盖扶手的高度为1900mm，吊环的高度为1700mm，吊环之间的距离为600mm，如下图1 图一 其顶盖扶手的高度过高，而且吊环的高度也有1米7高，经测量侧窗扶手到竖直的扶手有600mm，这样对于一些身材矮小的人以及小孩子来说，并不容易够到扶手。而且车上的竖直扶手很少，只能让很少的人扶。虽然车上的吊环很多，这样给人们带来了一定的方便，但是吊环上端是不固定，车辆剧烈摇晃时人们会跟着摆动，并且吊环顶部的固定并不是很紧，这就存在了对乘客安全的隐患。 2.对于侧窗的扶手，其存在的最大问题就是其被设置在窗户的中间，如果在公交车行驶过程中出现任何意外情况，乘客通过砸碎玻璃逃生时，会受到侧窗扶手的阻挡，影响逃生的速度。如下图2所示 图 2 3.在车门旁竖直的扶手设计过于简单，如下图3所示 当人在上车或者下车时，尤其是老年人上车比较慢，车门扶手在车门关上时与人的距离会变大，但是如果车上人多，能扶到扶手的人却很少，这样会造成不安全事故。 改进的 通过对上述问题的研究与分析，结合人因工程的知识，我总结了以下几个意见: 1(在公交车内应该适当多增加一些竖直的扶手，取消吊环或者减少其数量，将顶盖扶手的高度设置为1800mm，现在年轻人一般个头都在1米8左右，这样高的年青人可以抓顶盖扶手，个矮的人则可以扶竖直扶手。由于扶手都是固定的，可以减少来自车体的摆动。改进图如图4和图5: 图4 这是理想状态下的扶手设计，与现实中有一定差距 图5 这是现实中改进的例子，这样可以为许多人提供方便。 2、将侧窗扶手的高度适当提高或者取消，因为侧窗扶手扶的人比较少。一个1米8高的人蹲下后的身高为1米，那应该将侧窗扶手与车窗底部的距离保持至少1米。图6为现实中的改进图: 图6 左车取消了侧窗扶手，右车将扶手提高到了人蜷身可以通过的高度。 3、在车门处的扶手上应该加一些弯状的扶手，以便人们上下车可以扶，而且能增加可以扶的人数。如图7和图8所示 图 7 比如在门口增加这样形状的扶手，可以增加可扶的人数 图8 在这辆车的车门处设计了许多弯曲的扶手，这样增加了可扶扶手的数 量，为乘客提供了方便。 公交车扶手横杆中心高度设计的设计要求 GT,T 10 000—1988是根据20世纪80年代中期的实测数据制 定的，所现在取以平均身高大约在10年内增加14 mm为十年身高修 正量。 (一)扶手设计中不碰头的问题: 不碰头即要求扶手高度应高于大多数人身高，所以取男性身高的99 百分位(男女共用，应能满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)，如下表所示: 身高/mm 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 表格 1 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:身高增长修正量A=14mm 所以满足乘客不碰头，要求扶手中心距离车内地板高度为h?X+Y+Z=1814+30+30+14=1888mm。 (二)扶手设计中乘客抓得到的问题: 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舒服抓握，所以取女性的5百分位(满足大多数人群的需求，而女性身高普遍低于男性，所以取女性的5百分位)，如下表所示: 立姿双手功能上举高/mm 百分位 1 5 10 50 90 95 99 数/% 男 (18~61815 1869 1604 1899 2003 2138 2203 0岁) 女 (18~51696 1741 1766 1860 1952 1976 2030 5岁) 表格 2 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:人体身高增长修正量Z=14mm A:人体上举功能高与人体舒适抓握扶手高度相差量。(同样2个在使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服。)取A=150mm 所以满足乘客抓的到，要求扶手中心距离车内地板高度为h?1741+30+14-150=1635mm (三)解决不碰头与抓的到相矛盾的问题: 不碰头要求横杆中心高于1888mm，舒服的抓握则要求横杆中心低于1635mm，两者互不相容，不可能同时满足两方面的要求。因此，扶手杆布置在满足不碰头的基础上，在横杆上每隔0(5m左右挂一条带子，带子下连着手环，这样不仅满足了不碰头，而且满足抓得着的要求。 综上结论，本着车辆人机工程学的基本原理，从数理统计中95,的概率置信度出发，得出:适用于公交车扶手横杆中心高度为1 800 mm，吊带手环的中心高度为1 600 mm，才能尽大限度的满足乘客对乘坐舒适性与安全性的要求。本着车辆人机工程学的基本原理，从数理统计中95,的概率置信度出发，得出:适用于公交车扶手横杆中心高度为1 800 mm，吊带手环的中心高度为1 600 mm，才能尽大限度的 满足乘客对乘坐舒适性与安全性的要求。 设计体会 公交车是城市的窗口，充满人文关怀的公交车产品的应用在改变城市面貌的同时会给百姓生活带来真正的方便。基于人因工程学设计出的公交车也会给老年人、孕妇、幼儿、伤残人等相对特殊的人群带来真正的关爱，体现了社会对这些人群的重视和我们整个社会的爱心。在这次公交车扶手的分析和设计中我了解了一个产品设计的大致,从前期的产品分析和设计方向的确定,再到构思并最终经过研讨达到效果。在这个评析的过程中我往往忽视一些细节而过于注重一些大方面的功能性，后来经过仔细思考，开始注意一些细节化的问题。在产品的设计过程中的辨析与研讨的过程是十分重要的环节，在这个过程中通过对不同的优缺点的对比从而筛选出最优方案。所有的产品都是为人所用或者为人所服务的，所以设计中的最基本的一点就是以人为本，将人的操作与使用过程中的所有问题考虑进去，这样的设计才称得上成功。在这次的课程设计中我所了解的是一种条理化的设计思路，这样才可以达到自己所要的效果与产品功能的最优化。