公交车人机课程设计

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1、1. 引言12. 人体各项参数13. 实测数据43.1数据记录43.2数据图示54. 具体分析与设计64.1座椅的人机设计64.2拉手的人机设计84.3门的人机设计94.4车体的人机设计105. 总结13参考文献：141.引言随着人们生活水平的日益提高，交通工具已逐渐多样化。然而城市里最方便 实惠的交通工具还属公交车。由二十年代初的第一辆公交车开始，公交文化已经 经历了差不多一个世纪，一个城市的精神文化面貌能很大程度在公交车生反映出 来。公交车的安全性、舒适度也成为人们越来越关注的问题。使公交车里的设施 更加合理、舒适、安全，更加符合人与机的匹配，是我今天要研究的课题，也是 我们越来越有必要研

2、究的课题。和湖南工学院密切联系的便是40路公交车，现 在我便对40路公交车的车厢进行一下人机分析与改进设计。2.人体各项参数在设计中要用到的人体有关参数。这些数据主要来自于GB/T 100001988 和GB/T 135471992工作空间人体尺寸。所运用的数据如下表所示：表2-1人体主要尺寸（mm）18* 60 岁）女C1B55 岁,1510509。5599151050909599l-1身高154315831&04I&78175417751814144。im isos1570140J6S91697体重.kg444SSO597075as424452636671.1. 3上皆&273289294

3、物33634925322 367284欢302319L4前爵长220宙海2582681S5193 1982132342421.5大掩批41342 B4SSS05523387402 410438467474941. 6324344403419300313 31334437。375390表2-2人体立姿尺寸（mm）3（1860 岁），女1355 岁）15105090 M 991510 SO 9095992. 1眼亮143 H74 1495 1S 网 1443 1 例4 17051S37 1371 1388 H54 152 1541 15792.2剧商*t2M 129& 1 朋T 1135 1455

4、 i9i1166 1195 1311 12T1 1333 1S50 13852.3肘高般 954 06& 1 戒4 10? & 1W 1】株373 挪 9 913100S 1023 1050史4手功能高筒& 65D 僻3 741 7费 801日典630 65D 6&2 704 746 757 7782.5会明高701 72B 741 7&0 日4口 85& 舶 76 招 673 6B6 732 779 752 S19W.S膛骨点高394 40& 417 444 472 4S1 498363 377 384 410 437 444 459安全人机工程课程设计表2-3坐姿人体尺寸（mm）最（18-

5、60 岁女C1S-5& 岁）151050905599151050扣9599*836 85&870908947958979789809819855899019303- 2坐姿颈椎盘高599 61562457691701719563.5795876176486576753. 3坚襄眼高725 74?戏179&83 &8A7海678&95704739773783S033. 4坐姿肩高535 5575665986316155950#518咨5565S5594S093.5坐姿肘高214 228335Z63291298312如1215泌251277284却93.6坐豪大腿厚103 UE11S1301461

6、51ISO10711311713014GL&J印3. 7坐咨膝高441 45&461493523532549404244314584醯西35073.8小艇加足高372 3833894134394484633313423503823994054173.9室深407 421429457做494510388401403*33北146948510害.膝距499 5155Z45545S559561348 L瑚5025295615705873. L1坐姿下肢长S92 92193799Z1046106309682E851部S9129前9751005表2-4人体水平尺寸（mm）组% 7数男（18的岁）女（18

7、-55 岁）151。 50 扣 95 99151050909599如L胸宽242 353 259 2B0 307 315 3312L9 233 239 260 28 295 3194.2胸厚176 186 191 212 237 245 2&1159 170 176 】卯 230 39 2604.3肩宽330 344 351 375 397 403 415304 320 蛇& 351 371 377 Sfi?4,4最大肩蜜383 398 405 431 460 469 4B6347 363 371 397 42B 438 45845 U273 282 288 305 327 334 34627

8、5 290 295 317 340 346 3604 6坐姿皆庇2S4 295 300 321 347 355 369295 310 313 344 374 382 4007坐蜜两肘间宽353 371 381 42Z 473 489 518348 360 404 450 378 5094,8胸围762 791 S06 867 944 970 1018717 745 760 825 919 949 10054.9腰围520 650 565 735 859 895 98。6 综 6&9 680 772 904 950 10254, io m780 80S 820 875 948 970 10097

9、95 824 840 900 975 .1000 1044动态测量数据可为设计合理的操作活动范围和舒适的操作姿势 提供资料。人体动态测量数据是指在被测者活动状态下测取的各种活动范围，主要是测成年男、女在坐姿或站姿时，上下肢体的活动角度 和伸展长度。这里用到的是立姿和坐姿时上身和手的可及范围。 14 图2-2坐姿上身及手的可及范围3. 实测数据测量工具：卷尺、三角板、量角器、标记笔等。测量对象：车体、座椅、拉手、前后门等。测量目的：具体的数据来说明和分析测量对象的人机界面的不合理性，从而为 下一步改进措施提供有力的依据。（注：所测车体为40路公交车辆之一，车牌为湘D-92943）3.1数据记录经

10、仔细测量，得到的数据如下：车体：长：850cm宽：250cm高：250cm （底盘到车顶的高度）颜色：紫，夹杂其他杂色广告。座椅：坐宽：41cm；坐深：40cm坐高：42cm；靠背高：62cm斜度：108左右间距：1cm前后间距：30cm个数：23个（不包括司机座位）分布：车厢前段：左边2个、右边3个车厢中段：右边2个车厢后段：左右各8个，共16个，分4排，每排4个。拉手：宽：12cm距地高度：167cm前后间距：42cm左右间距：82cm个数：13个分布：左边7个、右边6个前门（单叶自动门）：宽：75cm高：198cm后门（双叶自动门）：宽：104cm高：198cm3.2数据图示车厢布局如下

11、图所示:图3-1车厢平面图图3-2乘客座椅的具体参数4. 服务区主要设施的人机分析与设计4.1座椅的人机设计4.1.1座椅的尺寸设计：(1) 座面高度座面的高度是一个重要的参数，一般椅面至脚掌的距离为腓 骨的高度，即430mm450mm。如果脚掌接触不到地面，座面过高，双脚悬空， 压缩腿部肌肉，会造成下肢麻木；而座面过低的话，也会导致膝部伸直，妨碍大 腿活动，易于疲劳。按我国人体尺寸座面高度可取为380450mm。原座椅尺寸 为420mm，符合国家标准。但是最好设计成高度可调，以适应不同身材的乘客 需要，调节范围不宜过大。(2) 坐深座面深度正确的设计应使臀部得到全面的支撑，腰部得到靠背的 支

12、撑，其深度可取臀部至大腿全长的3/4。座椅太浅，会造成大腿支撑不足，身 体重量全都压在坐骨结节上，时间长了会产生疼痛感；座椅太深，不利于靠背， 而且小腿背侧被座椅前缘压迫而至膝部无法弯曲。座面前缘与小腿间留有适当距 离，保证小腿可自由活动。坐深应按350400mm来取。原座椅为400mm，应 适当调小一些，取380mm为宜。(3) 坐宽座宽应满足臀部就座所需要的尺度，使人能自如地调整坐姿。最 小的椅面宽度是400mm，在加上冬季衣服的厚度和口袋中装的东西，大约要加 大到450mm左右。若要照顾到肥胖和纤瘦的乘客都适用，则需加大到530mm。 原尺寸为410mm，偏窄，应取450mm为宜。(4)

13、 座面形状 老式的椅子面曾塑造出臀部凹形，在两腿之间略有隆起，目 的是欲使坐者更舒适些，但实践证明，人的臀部大小和大腿粗细个体差异很大， 这种座面凹凸形状反而不合适。它既妨碍臀部在座面上自由移动，又会使人体的 全部身体重量压在臀部，与解剖生理学提出的由坐骨结节承重的结论相违背，不 利于血液流通。因此，座位还是以无凹凸形状者为宜，但座面上可加一层软垫， 以增加接触面积，减小压力分布不均匀性。坐垫以纤维性材质为宜，既透气又可 减少滑动。(5) 靠背高以及形状 靠背的作用是保持脊椎处处于自然形状的放松姿势。 靠背可分为腰靠和肩靠，公共汽车的座椅大部分属于腰靠。靠背的最大高度可达 480630mm，最

14、大宽度350480mm。以容纳向后挤出的臀部肌肉。原座椅尺 寸基本达标，但靠背的下部应向前稍稍突起，横截面可以是一个半径大于 1000mm的圆弧，用来支撑腰部以下的骶骨部分以便能增加舒适感，靠背下沿与 座面之间最好留有一定的空间(7080mm以上)。4.1.2.座椅靠椅的斜度设计：靠背与座面夹角若小于90，则腹部受压迫，让人产生不适感；夹角太大会 降低人的警觉状态，存在一定的安全隐患。所以靠背与座面的夹角一般可定为 95105。原座椅的夹角为108，应改为103。左右为适宜。3. 座椅间距设计：座椅的间距是公交车上一项非常重要的参数。间距过小会使乘客感到不适，而且在车身摇晃或急刹车时会碰到膝盖

15、；而间距过大则会占用太多空间而使车厢 容纳乘客的数量大打折扣。按我国人体坐姿尺寸，坐时人体臀膝距大约在500610mm，所以为了车身摇晃时不碰到膝盖，在节省空间的前提下座椅前后间 距应取280300mm。4. 座椅的安全设计：舒适虽然重要，但前提还是安全，安全是基础，也是重中之重。目前，随着 大家生活水平越来越高，路上的车也越来越多，路况也越来越复杂，有时候司机 避免不了会出现急刹车或急转弯的操作，这样会给乘客带来预想不到的危险。为 了避免乘客在车急转弯时摔倒，靠边的座椅应加设扶手。扶手不宜太高，以免引 起肩部酸痛。一般取200230mm。座椅面应该设计为稍稍向上翘起，用以加大 人身体由于汽车

16、急停而向前滑动的阻力。5. 座椅的材料设计：如今的公交车座椅一般都是用塑料材料制成。塑料是一种用途广泛的合成高 分子材料，在我们的日常生活中塑料制品比比皆是。塑料以它优异的性能逐步地 代替了许多已经使用了几十年、几百年的材料和器皿，成为人们生活中不可缺少 的助手。塑料集金属的坚硬性、木材的轻便性、玻璃的透明性、陶瓷的耐腐蚀性， 橡胶的弹性和韧性于一身，塑料种类很多，到目前为止世界上投入生产的塑料大 约有三百多种。而公交车座椅的材料最基本的一个属性就是应该韧性好，经久耐 用，不易损坏，而且还应该选取热容较大的塑料材料，尽量减少冬冰夏烫的不适。 还一个重要的安全方面的因素就是应考虑其防火性能。4.

17、2拉手的人机设计1. 拉手的高度设计：根据测量数据，左右两个拉手的间距为820mm，高度为1670mm，根据人体 尺寸参数，一个身高165cm左右的人站在车厢中间去拉拉手会感到很吃力，一 般人手举那么高也会容易疲劳，所以拉手的高度应该调低一些，应取 16001630mm 之间。2. 拉手的结构安全性设计：上面提到调低拉手，那么只有两种办法，一是把固定拉手的钢管降低，二是拉手上面的布带加长。前一种方法会使身高较高的人碰头，后一种方法会降低拉 手的稳定性，那这个问题该怎么解决呢？于是我把拉手的结构改进了一下，把拉手与钢管的连接设计为三角形结构， 如下图所示，这样，在加长了布带长度的同时又利用三角形

18、的特性增加了拉手的 稳定性，一举两得。图4-1拉手示意图图4-2拉手概念图4.3门的人机设计1. 前后门的高度设计：我国的成年男性平均身高为1697mm，成年女性为1586mm，为了避免碰头， 应该在此基础上加200300mm，原高度为1980mm，基本符合规范。不过为了 避免出现意外情况，门框上沿因加设一层橡胶软层，以保护乘客头部，免其受到 撞击。2. 前后门的安全性设计：自动门的开启和关闭的动作是在司机按下开关键后马上执行的，这样会使站 在门边的乘客来不及反应而出现门夹住身体部位的情况，不安全成分很大。所以 我认为门的控制系统应做一下改进。问题的原因是开关门动作留给乘客的反应时 间过少，我

19、们应该延长这个时间。设计如下：在门上方设置一个警报器，在司机 按下开关键后，门暂无动作，情报器发出提示音，3秒钟后门执行相应动作。这 样，站在门边上的乘客有足够的时间移动到安全的位置，避免夹到头手或身体其 他部位。3. 前门宽度设计：前门一般设计为一名乘客通过，正常人最大肩宽为486mm，加上200mm的 行李的宽度为686mm，所以门的宽度应设计在780mm左右。原门宽为750mm, 稍窄。4. 后门宽度设计：后门一般设计为可以两人同时通过，跟据最大肩宽486mmX2=972mm，再加 上400mm行李宽度，总共为1372mm。所以后门应在原来的1040mm基础上在加宽 350mm。5. 其

20、他门窗要求：门扇应无变形、破损和锈蚀，涂层完好，门铰应无变形、裂纹，转动灵活连 接牢固门密封条无老化门玻璃完整，镶装牢固，驾驶室门玻璃推拉或升降应灵活 可靠。侧窗口对角线长度差不应大于3 mm，门框、门轴中心对角线长度差不应 大于8 mm；驾驶室门锁及定、限位装置应齐全有效车门门轴应无弯曲变形、裂 纹。花键齿形规整；车门窗关闭时应严密不松动；前风窗和后窗玻璃应完整，密 封条无老化，镶装牢固。前风窗应用安全玻璃，不眩目。4.4车体的人机设计1. 车体外壳颜色设计根据中华人民共和国城镇建设行业标准CJ/T 3024.2-1995,国家对公共汽车 车体有如下要求：车身外蒙皮应无面积为40 cm，以上

21、破损；车身漆膜应无面积 为400 cm，以上剥落或暴露底色；车头灯、尾灯、方向灯的面罩等各项设施应 完好，无缺损。在以上基础上，颜色是决定车体整个感官整体效果的重要的一部 分，所以通过对车厢配色的研究，选择合理的颜色涂层就显得很重要了。在色彩 设计时现实的色彩搭配，应该从科学、理性的角度合理地运用色彩，给人以明亮、 和谐、美观、舒适的感觉。营造一个良好的乘车环境。视觉对明暗的适应以及颜 料的色彩视觉、色彩辐射对人的生理和心理会产生各种不同方的影响，各种色彩 都能对人起作用。从色彩的心理作用来分析，色彩的作用可以使物体看起来变得 扩大或缩小，给人以“凸出”或“缩进”的印象。如冷色调使空间造成扩大

22、的强烈感觉，因为周围环境像向后退缩了，暖色调刚刚相反，给人以向前凸出的感觉。根据色彩的心理感觉，大致的有视觉、触觉、听觉、情绪感觉等，如下表所示:表4-1色彩心理感受心理感受表现相应色彩视觉心理感受前进色（凸）暖色系：红、橙、黄等退缩色（凹）冷色系：绿、蓝、紫等面积大高明度色、淡色（白）面积小低明度色、浓色（黑）触觉心理感受轻色（软）高明度色（中度纯度、中高明度）浅色、浅蓝、粉紫、黄色、白色（淡黄草绿色）重色（硬）低明度色（表面粗糙色）深色、黑红、紫、深蓝、单一暗色干暖色系：红、橙、黄等湿冷色系：蓝、青、紫等暖色红、橙、黄、褐等冷色绿、蓝、紫、白等听觉心理感受高音红、橙、黄、白（高明度）低音蓝

23、、青、紫、黑（低明度）情绪心理感受积极色（欢乐）：红、棕、橙、黄等消极色（忧伤）：蓝、紫、黑等华丽彩度高、高明度、不同色搭配朴实彩度低、低明度、不同色搭配此外，色彩对人的心理状态，对人的情绪也有影响。人对色彩的心理反应所产生的抽象联想如下表:表4-2色彩的具体与抽象联想性别 颜色、具体联想抽象联想男女男女白雪、白云雪、砂糖洁白、纯真洁白、神秘灰灰、混凝土乌云、冬天荒废、平凡沉没、死灭黑 八、夜、洋伞墨、套服生命、严肃阴沉、冷淡红红旗、血口红、红鞋热烈、备俗热烈、幼稚橙太阳、香橙蜜柑、麦子甘美、明朗欢喜、华美褐皮包、土栗、鞋涩味、坚实古雅、朴素黄月亮、鸡雏柠檬、月亮光明、明亮光明、明朗黄绿嫩叶、

24、春嫩叶、布新鲜、跳动新鲜、希望绿树叶、军服草、毛衣深远、和平希望、公平蓝海洋、天空大海、潮水冷淡、薄情平静、悠久紫裙子、礼服茄子、紫藤古风、优美高贵、消极一般车体的配色尽可能不要单一，配色的饱和度、明度也不要太高和相差悬殊。根据以上信息，车身外壳颜色设计应以蓝色、绿色、黄色、白色为主，这 四种颜色可以任意两两搭配给车体外壳配色。2. 车厢内饰设计为改善城市公共交通的服务质量，吸引更多的市民乘坐公共交通工具，近来 国外许多公交企业和车辆生产厂家已开始重视研究和采用全新的设计方案来改 善公交车辆的车厢的内布设的问题。长期以来，城市公交企业对乘客的旅途舒适 性方面还很少进行认真的研究，随着车辆现代化

25、水平的不断提高，城市公交企业 和车辆生产厂商已开始将乘车的舒适性作为今后优先考虑的重点问题，如：根据 乘客的需求，车厢内的设计应考虑具有良好的空间分布，有宽敞的通行走廊，符 合人体劳动经济性和舒适性的座椅，使用的材料和颜色要体现温馨及热情等特 点。公交车辆采用低地板和实现车内地板的平坦是公交车辆近年来革新的第一 步，它大大提高了公交车辆的舒适性，方便了乘客的上下车，减少了乘车人的劳 动强度，使许多有私人小汽车的市民也纷纷改乘公交车出行。此外，营造舒适环 境的前提便是安全。车厢内部必须有必要的安全提示语，例如车厢内有禁止吸烟 的提醒;车门上方应该有小心碰头等类似的字样;车门上应有小心夹手的标语等

26、， 标语颜色可用红色或黄色，用以警示。例如：图4-3车内警示标志公共汽车车厢内应该色彩格调宜人，通常应以桔黄色和灰色为主色调，公共 汽车车厢内高度适宜且车窗敞亮，最好有两排圆形灯镶嵌在车内顶部，体现以人 为本的设计宗旨，争取乘客的喜爱。公共汽车车厢内设计新风格归结起来主要应 该有两个方面的创新：1.采用现代化的设计风格，车厢内突出曲线美，采用明快 热烈的色调和柔和的照明设施，使车厢内充满热烈友好的氛围。2.向乘客提供实 时信息，车内安装三组电子显示牌，随时向乘客显示公交车辆所处的位置和发布 有关乘车信息。车厢内还应设有全车都能听到的音响设备，可以让乘客清楚地听 到报站。当然，公共汽车车厢内布设

27、的改善还包括其它许多方面，如车门的位置 周围要少设座椅、多留一些空间，以免人多拥挤；另外车内可设一些平台以方便 放置儿童手推车等等，都是改善车厢内设计需注意的问题车厢内饰应首先确立一 个基调。车厢内要做到窗明几净，每个车窗都应配备窗帘，避免日照强烈时阳光 对乘客的灼晒。窗帘颜色应以深色为主，最好选用灰蓝色，典雅而不失气质，灰 蓝色是冷色调，让人看着有一种凉爽的感觉。窗帘材料应选隔热性能好且耐磨不 易起皱的布料。5. 总结安全人机工程学是从安全的角度和着眼点，运用人机工程学的原理和方法去 解决系统中人机结合面的安全问题的一门新兴学科。它可以定义为研究人在工作 环境中的生理学、解剖学、心理学等方面

28、的特点、功能，以进行最适合于人类的 机械装置的设计制造，工作场所布置的合理化，工作环境条件最佳化的实践科学。 人机工程学的研究目的之一就是要使人的工作条件和工作环境安全、卫生、舒适。 以上对我市40路公交车的人机参数分析与设计，在美化了其外观的基础上，更 重要的是增加了它的舒适程度和安全指数，车厢内的座椅、拉手以及车门经过仔 细的测量分析后都在原来的基础上做了详细的改进，让它们更加符合人与机的匹 配，方便人们使用，基本达到了人机研究的目的。相信经过改进后的40路将会 更符合人们心目中的要求。参考文献：【1】张力、廖可兵主编安全人机工程学中国劳动社会保障出版社出版【2】廖可兵、欧阳文昭主编安全人机工程学北京煤炭工业出版社.2002【3】GJ中华人民共和国城镇建设行业标准CJ/T 3024.2-1995【4】GJ中华人民共和国城镇建设行业标准CJ/T 3004.3-1995