火车硬座座椅课程设计.葛明江

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1、火车硬座座椅创新设计——安全人机工程学产品设计院（系）华北科技学院安全工程学院专业班级安全B091班指导老师姚建设计学生葛明江（组长）庞岩万成张扬设计时间2012.3.9-2012.3.1915目录1.设计背景……………………………………………………………….32.市场应用价值………………………………………………………….43.座椅设计原理………………………………………………………….43.1座椅设计的基本原则……………………………………………..43.2座椅基本尺寸的设计……………………………………………..53.2.1人体坐姿相关分析…………

2、……………………………….53.2.2人体尺寸数据的获取……………………………………….73.2.3座椅各部分尺寸数据的设计…………………………….…94.座椅创新性设计…………………………………………………...…134.1舒适性设计…………………………………………………………134.2安全性设计…………………………………………………………144.3经济性设计………………………………………………………….144.4可扩展性设计……………………………………………………….145.设计总结…………………………………………………………...…156.

3、参考文献……………………………………………………..………15151座椅设计的背景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，而且，中国是世界上人流量最大的国家，每天都有数以百万的人群通过火车进行流通。但是，每一个坐过长途火车的人，尤其是需要在火车上过夜的人，难道不是每次都像遭罪？当你昏昏欲睡之时，想尽办法变换着各种姿势，最后却发现毫无办法，是否发现任何一种姿势都极其别扭？当你在午夜十二点扫视车厢里的情景：有的人斜在车窗边，有的趴在座位中间的

4、茶几上，有的人则只能笔直的靠在那里——因为座位是垂直的，实际上是坐在那里，他们每隔几十分钟就醒一下，充其量是打个盹。一会直着坐，一会侧身，一会抱腿，一会把腿伸到对面座位上去，就这么折腾来折腾去。那种样子，活像受刑。因此，本次设计就是运用人机工程学原理使座椅座位的设计不仅满足人们基本乘坐要求而且还要向舒适化、人性化发展，从而最大限度尽可能减少旅客出行的疲劳。使旅客的旅行更加舒适，愉快。图1-1现有火车硬座座椅图152市场应用价值由于目前火车的硬座座椅大多是直角型，长途旅行的人十分容易感到疲劳。而本设计恰好利用人机工程学原理，能最大限度的使人不感到疲

5、惫，具有安全，舒适的优点。能够满足人们出行舒适的需要，增加客流量。并且，对现有椅子改造的成本也比较小。由于铁路国有，国家加大些投入进行改造也是一项利国利民的措施。3.座椅设计的原理3.1座椅设计的基本原则在长时间的列车运行过程中乘客的乘坐姿势是不断改变的，要求也随之变化。为使坐姿舒适，座椅设计需要遵守以下基本原则：(1)座椅曲面符合人体生物力学要求，使座椅能减轻人体脊柱形变压力和臀部压力，如可灵活调整的头靠、颈靠、肩靠、腰靠等。(2)座椅形状满足人体自然姿势的需求，可通过座椅形体改变使乘客坐姿放松，如座面和靠背的倾角调整，座椅下部提供足够空间便于

6、放脚等。(3)座椅尺寸与人体相适应，为保证座椅能最大程度适应不同群体和特定个体的要求，应以人体尺寸统计结果为座椅尺寸依据，取中间值并尽可能留出一定范围照顾处于最大值或最小值的乘客自行调节，如座高、椅宽等。(4)座椅构件设计和材料选择应合理[7]。15图3-1火车硬座座椅设计原理图3.2座椅基本尺寸的设计3.2.1人体坐姿相关分析（1）坐姿状态乘客处于坐姿状态时，支持人体的主要结构是脊柱、骨盆、腿和脚等。其中腰椎、骶骨和椎间盘及软组织承受着人体上半身大部分负荷，同时还要承受弯腰扭转等动作负荷。从图1可以看到人体脊柱侧面有四个生理弯曲：颈曲、胸曲、腰

7、曲及骶曲。坐姿状态的差异影响了身体对脊柱的压力，为了乘坐舒适必须保证人体处于正常生理曲线状态，列车座椅应全方位提供给坐姿人体头部、颈部、背部、腰部、肘部、腿部和足部的合理支撑。15图3-2人体脊柱状态正常的人体腰曲是微微前突的，为使坐姿下的腰曲变形最小，座椅应在腰椎部提供支撑。无腰靠或腰靠不明显将会使正常的腰椎呈后突形状，腰靠过分凸出将使腰椎呈前突形状见图3-2。腰椎后突和过分前突都是非正常状态，因此现代客车座椅设计中常常在人体坐姿状态下的第4～5腰椎位置高度处设置形状合理的座椅腰靠弧面，在第5～6胸椎位置高度处设置肩靠曲形，同时在人体颈后配备座

8、椅头枕，在维持正常的椎曲形状的同时能有效防止列车紧急刹车或突然加速启动时可能造成的乘客脊椎伤害。（2）坐姿受力人体骨盆下面有两块粗壮的圆