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动车组座椅设计研究

发布时间：2021-04-09T00:42:52.474Z来源：《中国科技人才》2021年第5期作者：杨明王明凯赵方诚

[导读]本文主要从人机工程学方面对动车组座椅设计进行了阐述，以期对专业从业者有所帮助。

中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111

摘要：动车组座椅作为动车组列车极其重要的组成部分，越来越受到从业人员的重视，本文主要从人机工程学方面对动车组座椅设计

进行了阐述，以期对专业从业者有所帮助。

关键词：动车组座椅；人机工程学；椅面；椅背

1.引言

铁路客车的车内设施主要有座椅、客桌、厢壁、卫生间、餐饮设备及车内环境控制设备等。车内设施是乘客感受最直观的列车展示界

面，其设计制造水平一直是受到旅客和运用部门关注。随着人们生活水平和审美观念的提高，人们对轨道交通车辆的乘坐舒适性有了更高

的要求，动车组列车的车内设施在设计方案上十分注重人性化，尤其是座椅设计上，充分运用人机工程学的理论，从各个方面提升旅客乘

车过程中的舒适性。

2.人机工程学介绍

人机工程学是研究人、机械、工作环境之间相互作用的学科。人机工程学在现代社会具有十分广泛的研究领域和应用方向。传统的轨

道交通客车的座椅都设计成了直角式，这种直角式的座椅仅能保障能坐的功能，完全没有舒适性可言。动车组设计人员在对动车组座椅进

行设计时引入人机工程学，主要通过研究人的身体特征，研究动车组座椅与人体有关的问题，图1为动车组座椅示意图。

图1动车组座椅示意图

3.动车组座椅设计原则

仅考虑座椅的使用功能，座椅的设计是非常简单的，但这种座椅无法满足人们对舒适性的需求。引入人机工程理论，就是要将座椅的

设计要符合人的身体特征，使乘客在旅途中感到舒适。概括一些基本原则:(1)座椅设计要满足大多数人的使用要求，以满足不同体征的旅客

对座椅的需求。(2)座椅的外观和尺寸要满足更多的功能需求。(3)座椅应具备一定缓冲功能，减小车辆振动对旅客的冲击。(4)座椅设计应充

分保证旅客的安全，具有合适的刚度和强度。(5)靠背的设计应该充分考虑人体特征，使得具有一定的支撑性。(6)椅面的设计要具有一定支

撑力，使体重压力合理的分布在座垫上。(7)保证旅客无论是工作还是休息时都能拥有舒适的坐姿。

4.动车组椅背设计

运用人机工程学理论进行座椅椅背设计，从人体特征来讲，人体脊椎并非是一根笔直的脊柱，而是在颈椎、胸椎、腰椎、骶椎四个部

分具有四个天然的生理弯曲。椅背的设计应该是当人体坐下后脊柱也能达到自然的弯曲状态，只有这样，才能保证脊椎间的压力保持正

常。椅背腰椎部分需要向前凸起，使得腰椎有所依靠，保证腰部的肌肉松弛，腿部的血液循环不受影响。为了避免脊椎间受力不均，造成

疲劳不适，椅背和椅面间的角度必须大于90°，这样才能保证腰部曲线能够正常。

动车组椅背设计成曲面模式，椅背设计成高靠背模式，在胸椎高位设置肩部靠背，在腰椎相应位置设计腰部靠背，同时为保证乘客能

够充分休息，在头部位置设计头枕，靠背宽度比坐姿的肩宽稍宽，同时靠背两侧设置一定量的隆起，用以缓冲车辆的横向移动对人体的冲

击。

5.动车组椅面设计

通过人机工程学理论的引入，动车组椅面设计时应重点考虑坐下时人体对椅面的压力分布，压力分布合理才能保证乘坐的舒适性。相

同的压力对人体臀部不同部位所产生的压迫感是不同的，不同部位感到不适时所能承受的压力也是不同的，图2是较为理想的体压分布曲

线。臀部中心部位的骨骼粗壮，肌肉厚实，能承受更大的压力。臀部附近的腿部肌肉分布着密集的血管和神经系统，压力稍大就会压迫神

经并且影响血液循环，造成人体不适。

图2理想体压分布曲线

动车组座椅设计时充分考虑了椅面的高度，通过对男女性的身高腿长的统计，确定椅面高度应该在370至480mm之间调节。椅面与水平

面间有5至10°的倾角，这样能够使得座椅靠背更多的分担压力，减小臀部和腿部的压力。椅面设置坐垫，坐垫材料的软硬度按照受力大小

分布进行设计，以保证合理的分配身体压力，提高乘坐舒适性。

6．结束语

座椅是动车组列车对旅客的承载工具，直接起到支撑人的身体同时缓冲人与车振动的工具，乘客与动车组列车接触最多的部件就是座

椅，乘客对动车组列车运行平稳性的评价大多是通过对