一種列車用座椅靠背結(jié)構(gòu)設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 緒 論 題背景 雖然建國以來，人民的生活水平得到了極大的提高，但我國地域廣闊 , 人口眾多，百姓的經(jīng)濟(jì)收入普遍還不寬裕 , 在相當(dāng)長的一段時間內(nèi) ,普通客車仍將是廣大人民群眾出門遠(yuǎn)行的主要交通工具。普通列車是歷史最悠久，最大眾化的車種，從干線大車站到鄉(xiāng)間支線小站都有其服務(wù)的身影，保證了旅客最大程度的乘坐區(qū)間需求，因此，普通列車有其存在的重要性和必要性。但是由于普通列車自身的成本狀況以及鐵路部門的運營模式，針對中低成本的普通列車基本處于半放棄狀態(tài)，只有服務(wù)口號，卻沒有行動來改變相關(guān)的硬性配套設(shè)施， 使得車廂內(nèi)部超員問題極其嚴(yán)重，各方面相關(guān)服務(wù)也很難到位，老百姓面臨的是一個出門難，乘車更是不方便的苦惱。導(dǎo)致這些問題的最根本原因在于中國人口眾多的現(xiàn)狀以及城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)發(fā)展不均衡，外出務(wù)工現(xiàn)象較為普遍，逢年過節(jié)鄉(xiāng)土情深等特點。許多發(fā)達(dá)國家對于列車內(nèi)部空間的研究起步較早，在列車的空間合理性、舒適性研究與設(shè)計方面有著較為突出的成果。其中，列車座椅這一與旅客乘坐舒適性密切相關(guān)的課題更是被作為重點進(jìn)行了設(shè)計改進(jìn)。而我國直至近幾年才開始逐漸在一些旅游專線或者豪華專列上加強了這方面的設(shè)計與研究，其目的也只是為了少數(shù)群體的 需求而開展。而中低成本的列車卻具有極其廣大的用戶群，這樣就造成了用戶需求與列車相關(guān)設(shè)施之間的斷層。因此，針對列車硬座座位進(jìn)行改良設(shè)計是具有現(xiàn)實意義的課題，它將為廣大人民群眾的生活帶來極大方便，改變過去我國乘客在結(jié)束長途車旅行之后的腰酸背痛狀況 ,提高乘客整個乘車過程中的舒適度，同時，也將推動我國鐵路事業(yè)的發(fā)展。 題來源 不久前，一名經(jīng)常坐列車的網(wǎng)友，在國內(nèi)某知名論壇上，發(fā)表了題為列車硬座，最愚蠢、最沒人性的設(shè)計的帖子，幾天內(nèi)引來近 7000 人次的點擊量，不少人頂貼表示有同感 1。帖子上說，列車硬 座座椅靠背設(shè)計的不合理是造成旅客旅途勞累的罪魁禍?zhǔn)?硬座靠背幾乎成直角，不符合人體特征；靠背高度高于普通人的上身，使人無法后仰。一時間 ，我國列車硬座買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 座位的舒適性引起了各方的廣泛關(guān)注，羊城晚報、東方今報、中國青年報等報紙紛紛對此事進(jìn)行了相關(guān)報導(dǎo)。中國青年報上指出：近年來，鐵路部門不斷改善著包括 D 字頭列車在內(nèi)的高檔鐵路客運服務(wù)質(zhì)量，同時也不應(yīng)忽略對普通列車及旅客的服務(wù)質(zhì)量的提升。是任由當(dāng)前旅客乘坐直角座椅的現(xiàn)象一直繼續(xù)下去，還是順應(yīng)民意要求進(jìn)行人性化改造，實際上是一個國有企業(yè)應(yīng)當(dāng)唯經(jīng)濟(jì)利益至上，還是應(yīng)在合理 獲取經(jīng)濟(jì)利益的同時強化以人為本的問題。只要后一種思路被認(rèn)為是國有企業(yè)應(yīng)當(dāng)秉承的理念，鐵路部門就應(yīng)當(dāng)能夠做出正確的選擇。而且，在以人為本理念日益唱響的今天，鐵路部門不斷提升對于大多數(shù)旅客的服務(wù)質(zhì)量，不斷提升自身服務(wù)的人性化程度，也是公眾有權(quán)提出的要求。就此而言，列車硬座座椅理應(yīng)能夠獲得人性化設(shè)置的空間 2。 長期以來 , 我國鐵路普通硬座客車都是采用 90靠背的座椅。座椅作為長途交通工具的基礎(chǔ)設(shè)備 , 應(yīng)該滿足乘客在旅途中的基本休息要求?？墒?, 目前 90靠背的座椅是不能達(dá)到這一要求的。隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和 人民生活水平的提高，乘客們開始重視列車座椅的乘坐舒適性，與此同時，改善客運乘坐環(huán)境和條件也正受到鐵路客運部門的關(guān)心和重視，在這樣的背景下，我選擇了 “列車硬座座椅設(shè)計 ”作為我此次畢業(yè)設(shè)計的題目，希望能運用人機工程學(xué)、設(shè)計心理學(xué)等方面的知識設(shè)計出一款更舒適、更人性化的列車硬座座椅，讓乘坐列車的旅客 特別是旅程較長的旅客感覺更加舒適。 車座椅發(fā)展綜述 車座椅國內(nèi)外的發(fā)展概況 從 1825 年 明列車開始 3，給人類的交通運輸帶來了翻天覆地的變化。鐵路的發(fā)展 極大程度上縮短了地域上的距離，給乘客帶來了時間上的便利。在這近兩百年的時間內(nèi)，列車座椅隨著鐵路事業(yè)的發(fā)展也在不斷地發(fā)生著變化。 任何事物的演變都會受到當(dāng)時生活背景與審美背景的影響，列車車廂的演變亦然，而列車座椅就是在這樣的情況之下隨著列車車廂一起發(fā)展變化著。從最早的馬拉車為主要交通工具開始，車廂的出現(xiàn)不可避免的受到其形式的影響，采用木質(zhì)的外殼，簡陋的空間設(shè)置并逐漸成為馬車的替代品，服買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 務(wù)于貨運與客運 (圖 14。 圖 1期硬座車廂 隨著科技的進(jìn)步，交通工具的發(fā)展愈演愈烈，金屬材料的使用，加強 了車廂箱體的牢固性，保證了行車的安全性 ； 電氣化的熒光燈具的照明，保證了夜間載客行駛的合理性和便利性。 19 世紀(jì)末汽車的發(fā)明逐漸使內(nèi)飾設(shè)計真正成為一門研究的學(xué)科，相關(guān)的人機工程學(xué)、設(shè)計心理學(xué)、環(huán)境美學(xué)等也開始日漸成熟，并使其必然的影響和指導(dǎo)了列車車廂內(nèi)部空間與相關(guān)設(shè)施的設(shè)計與發(fā)展（圖 1 圖 1座和車廂 20 世紀(jì)中葉，鐵路客車面臨著來自航空和公路運輸行業(yè)的雙重競爭壓力而舉步維艱，甚至被看作成為 “夕陽產(chǎn)業(yè) ”。但是隨著 20 世紀(jì) 60 年代世界鐵路電氣化建設(shè)的開展，各種新技術(shù)新材料的應(yīng)用為鐵路運輸?shù)母偁幜?提供了有利的支持。到 20 世紀(jì) 80 年代，隨著日本、法國、德國等國家鐵路客車的安全提速，使客車迎來了內(nèi)飾設(shè)施體系人性化設(shè)計的廣闊前景。而從 20買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 世紀(jì) 90 年代后期開始，行駛時速超過 200 公里以上的高速列車逐漸運行在日本、德國、法國、美國、瑞典、西班牙等發(fā)達(dá)國家 5。其中日、德、法三國成為了當(dāng)今世界鐵路技術(shù)水平最高的國家，并逐漸形成日本新干線（如圖1 示 ） ， 德 國 ，法國 車發(fā)展模式，其座椅無論從造型的設(shè)計、材料的選擇、色彩 的搭配上都展現(xiàn)出與眾不同，獨樹一幟的設(shè)計風(fēng)格。 圖 1本新干線 500 系列車及其內(nèi)飾 國列車座椅的現(xiàn)狀與發(fā)展 1. 我國列車座椅的現(xiàn)狀 座椅作為硬座車廂最基礎(chǔ)也是最重要的設(shè)施部件 ， 直接支撐起人體乘坐 ,同時還起到緩和人與車廂之間的振動的作用 ， 其設(shè)計的優(yōu)良直接影響到乘客出行感受。我國 25 型客車硬座車廂座椅在 1993 年投入使用以來經(jīng)過了數(shù)次改良設(shè)計 ,但仍未能很好的滿足乘客長時間旅行對于乘坐舒適性的高要求 ,究其原因在于沒有充分地發(fā)揮出座椅造型與功能需求相適應(yīng) ， 具體表現(xiàn)在座椅人機工程方面考慮的不 成熟、不深入 ， 因此未能達(dá)到預(yù)期效果 6。其中最明顯的例子就是：一直到現(xiàn)在，我國的列車硬座座椅仍在采用 90靠背座椅。 2. 我國列車座椅的發(fā)展 列車上的座椅直接關(guān)系到旅客乘坐的舒適度。我國鐵路客車上座椅從木腿木椅，到鐵腿人造革蒙面椅，后又采用玻璃鋼座椅?？商墒阶巫钤缬糜诒本┲辽虾５?21 22 次列車上，但乘坐時間長，旅客還是覺得不舒適，又恢復(fù)了臥鋪車。之后在準(zhǔn)高速一等車和高質(zhì)空調(diào)車上采用了可躺式座椅，在“九五 ”期間一些新研制的動車組的一等車上普遍采用了可躺式座椅 7。 目前買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 我國列車座椅設(shè)計較為優(yōu)秀的應(yīng)屬動 車組內(nèi)設(shè)置的座椅了，在設(shè)計中除了參考國外優(yōu)秀的列車座椅，國內(nèi)動車組座椅也是一個很好的學(xué)習(xí)對象。動車組的座椅全部為軟座，可以隨意調(diào)節(jié)寬度和斜度，只要輕踩椅子下面的踏板，座椅就能旋轉(zhuǎn)掉頭，使旅客面對的方向始終與列車運行方向保持一致，避免列車在快速運行時，旅客出現(xiàn)頭暈現(xiàn)象。座椅扶手內(nèi)配備了可折疊的茶幾，便于書寫或放置東西。優(yōu)秀的行為水平的設(shè)計應(yīng)該是以人為中心的，把重點放在理解和滿足真實使用產(chǎn)品的人的需要上 8，動車組座椅的設(shè)計就很好地做到了這一點，而反觀我國的列車硬座座椅就不那么人性化了。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 第 2 章 產(chǎn)品的資料收集和分析 品調(diào)查 車硬座座椅的結(jié)構(gòu) 列車硬座座椅主要由 坐 墊、靠背、支架、蒙皮、支座組成 （圖 2。 圖 2車硬座座椅的結(jié)構(gòu) 車硬座座椅的材料 蒙皮材料：我國列車硬座主要采用人造革和各類織物（圖 2為蒙皮。 早期的硬座座椅采用的是人造革，后來它逐漸被輕薄透氣、方便換洗、價格便宜的織物面料所取代。 圖 2車硬座座椅面套材料 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 坐墊和靠背材料：坐墊、靠背主要由泡沫和骨架組成（圖 2我國硬座座椅骨架早 期是木制的，后來發(fā)展成鋼材和木材的復(fù)合材料。 圖 2車硬座座椅泡沫與骨架 型普通列車上的硬座 下面是我針對幾種普通列車的硬座車廂進(jìn)行的調(diào)查，以此來了解我國列車硬座的大致情況。 1慢車 北京到上海的 1461 次慢車的硬座車廂 （圖 2其座椅仍在采用人造革作為面套，這種材質(zhì)的透氣性不好，再加上這趟列車沒有空調(diào)，車廂內(nèi)空氣流通性差，平時都會覺得悶熱，就更別提炎熱的夏季了，總會感覺背部汗涔涔的。再者 ， 其靠背雖略有曲線，但是很小，靠背與坐面基本呈直角，且其高度對于成年男性來說都有點過高了，就 更不用說身材較嬌小的女性了。 圖 2461 次慢車硬座車廂 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 2普快列車 周口到廣州的 2507 次普快列車的硬座車廂 （圖 2同 1461 次列車一樣，其座椅面套采用的也是人造革，靠背甚至比 1461 次列車的更差，完全是直角式靠背，一點曲線也沒有，像這樣的列車座椅現(xiàn)在已經(jīng)被淘汰了一部分了，余下的部分也將逐漸被淘汰更新。 圖 2507 次普快列車硬座車廂 3空調(diào) 快速列車 廈門到西安的 空調(diào)快速列車的硬座車廂 （圖 2之前的慢車和普快列車相比，它的座椅在設(shè)計上更為合理。首先 ， 靠背設(shè)計了 腰靠，其曲線更符合人在坐姿狀態(tài)下的背部曲線，能減輕腰部的負(fù)擔(dān)；其次，它采用織物面料作為面套，這不僅提高了座椅的透氣性，還方便換洗。 圖 2241 次空調(diào)列車的硬座車廂 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 4新空調(diào)特快列車 從 南京西開往北京的 新空調(diào)特快列車的硬座車廂 （圖 2不難看出，特快列車的座椅無論在外形上，還是在面套的質(zhì)量與顏色選擇上都比之前介紹的幾種列車上的座椅要好些。 圖 266 次新空調(diào)特快列車的硬座車廂 通列車乘客調(diào)查 客調(diào)查 根據(jù)中國鐵道科學(xué)研究院關(guān)于京滬線鐵路客流分析顯 示 9。 1 旅 行目的 和旅客職業(yè)關(guān)系 就旅行目的而言，目前在京滬線出行的旅客中，出差的客流最多，其次是旅游、探親、做生意的客流，分別為 見表 1。 就旅客職業(yè)而言，企業(yè)管理人員最多，占 其次是科技人員、經(jīng)商人員，分別占 在出差 (的客流中，企業(yè)管理人員和科技人員最多 (分別占 ；而在旅游的客流中，主要是工人、企業(yè)管理人員、科技人員以及學(xué)生?？梢娋€的客流層次較高，大部分為出差 的企業(yè)管理人員和科技人員，其次是旅游的乘客和做生意的經(jīng)商人員，這些旅客的自身素質(zhì)較高。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 表 2行目的和旅客職業(yè)關(guān)系（ %） 出差 參觀 采購 學(xué)習(xí) 探親 旅游 生意 打工 其他 合計 行政人員 管人員 技人員 人 人 商人員 民 生 退休人員 他 計 旅客年齡和旅行目的的關(guān)系 在出行的客流中，年齡在 20 歲 間的旅客所占比例最大，為 見表 2；其次是 30 歲 、 40 歲 的旅客，分別占 而 60 歲以上和小于 20 歲的旅客所占比例最少，為 表 2齡和旅行目的關(guān)系表 (%) 小 20 歲 2030 405060 歲 上 合計 出差 觀 購 習(xí) 親 游 生意 工 他 計 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 在 20 歲 (的客流中，主要是出差的旅客，占了 其次 是旅游、探親、學(xué)習(xí)實習(xí)的旅客，分別占 在30、 40的客流中，仍然是出差的旅客占了絕大部分，其次是做生意、探親的客流。 可見，京滬線的客流年齡集中在 20 歲 間，特別是 20 歲 的旅客最多，而且大部分是工作需要出差的旅客。由于 20 歲 的中青年旅客生活節(jié)奏快，生活方式多樣，其中旅游、做生意以及打工的 旅客比重也相對較大。 因此，我們可以看出，普通列車的用戶主要 是 經(jīng)常出差的公司職員、出門打工的人、學(xué)生和旅游探親的人。 客需求 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活的改善， 使得 人們已經(jīng)不僅僅只滿足于簡單在衣食住行，他們想穿得漂亮，吃得健康，住得寬敞，行得舒服 。但是我國現(xiàn)在的列車硬座座椅卻不能滿足人們對于乘座舒適性的要求，針對這個問題我 對經(jīng)常乘坐火車的乘客進(jìn)行了調(diào)查，得到以下建議。 在火車座椅結(jié)構(gòu)上他們希望座椅的靠背能再向后仰一些，因為長時間坐立會讓腰部感覺疼痛，如果能向后仰就會將一部分的力分擔(dān)到后背，讓腰部得到休息 。頭靠的位置也往后仰而不是向前，因為做長途車在車上睡覺是很常見的事，向后仰一點的頭靠可以讓頭部的位置比較固定，不會前后左右晃。希望座椅的高度能矮一點，長時間坐火車經(jīng)常都會有腿腫的情況，座椅矮一些會舒服些。 車硬座的未來發(fā)展趨勢 我國的列車硬座將朝著舒適化、人性化的方向發(fā)展 10。 隨著技術(shù)發(fā)展，社會進(jìn)步，人們在乘坐列車時不僅要求安全可靠，快速高效，而且也追求舒適性，座椅就是滿足這一追求的關(guān)鍵性部件。座椅的舒適性主要由其結(jié)構(gòu)和材料來決定。座椅的結(jié)構(gòu)不僅要美觀大方，其幾何參數(shù)也應(yīng)合理，能很好地保持脊 柱正常的生理彎曲、合理的體壓分布，從而保持全身肌肉放松及血液正常循環(huán)，以減少疲勞；此外，合理地使用材料也能提買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 高座椅的舒適性，如座椅坐墊的發(fā)泡材料能使座椅軟硬適中，座椅面套的材料紋理更美觀、透氣性更好。 未來的列車座椅應(yīng)該更人性化。 產(chǎn)品的人性化設(shè)計能給人們帶來趣味性和娛樂性，能滿足消費者精神文化的需求，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的人性化設(shè)計讓人們的生活更加舒適。 現(xiàn)在飛機上、客車上、動車組列車上的座椅都能調(diào)節(jié)靠背角度，雖然受我國當(dāng)前國情限制，我國的列車硬座座椅不能在短期內(nèi)實現(xiàn)靠背的可調(diào)節(jié)，但這是一種必然趨勢。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 第 3 章 產(chǎn)品設(shè)計 有產(chǎn)品缺點分析 經(jīng)過前一段時間的市場調(diào)研，乘客調(diào)查、及對現(xiàn)有列車硬座多方面的了解，我現(xiàn)在對列車硬座的情況已經(jīng)有了一個基本的了解。 如圖 3示的是開往沈陽的普快列車上的硬座座椅，其設(shè)計極不合理，現(xiàn)在這種座椅正逐漸被淘汰。圖 3示的是現(xiàn)在我國普通列車上最常 圖 3沈陽的普快列車 圖 3武漢的特快列車 見的硬座座椅。針對這種硬座座椅，我做了較細(xì)致的調(diào) 查，并發(fā)現(xiàn)了它存 的一些不足 之處（圖 3現(xiàn)總結(jié)如下： （ 1）我國硬座車廂時常超員，座椅相對來說太少； （ 2）靠背設(shè)計不合理； 首先，雖然有些座椅在設(shè)計時考慮到了腰靠，但是其高度卻偏低了，沒能很好地發(fā)揮作用不說，還把人的身體向前推去，背部腰以上的地方也不能很好地靠在靠背上，不能保持良好的坐姿，壓力不能均勻地分布于椎間盤上，肌肉組織上承受的靜負(fù)荷不均勻，使乘客產(chǎn)生腰部酸痛、疲 勞等不不適感；其次，座椅的頭靠向前傾，頭無法后仰，導(dǎo)致頸椎不適。 （ 3）座椅與茶桌沒有形成一比一配置； （ 4）座椅面套的顏色太過雜亂，其頭靠處的套布顏色多為白色， 不耐臟； 為了裝套方便，面套縫 制過于寬松，不能很好地固定在座位上，坐在上買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 面的人很容易向前滑動； （ 5）現(xiàn)在的硬座座椅座面高度在 444 左右，對于大多數(shù)乘客來說這個高度有點偏高了； （ 6）坐墊每一處的高度、填充的泡沫的厚度都是相同的，不符合坐墊設(shè)計的壓力分布不均勻原則，坐一會兒就感覺很不舒服了。 圖 3車硬座現(xiàn)狀 品設(shè)計定位 用對象 列車硬座的乘客主要是農(nóng)民工、學(xué)生、探親訪友的人、工作需要出差的人等，他們的年齡集中在 20之間。 能定位 提供給 旅客休息，列車座椅最基本的功能 ， 最重要的功能。 2緩解超員時站票旅客的痛苦 我國列車超員現(xiàn)象嚴(yán)重 11，特別是在節(jié)假日，為此我將設(shè)計一款 有 臨時應(yīng)急座椅的列車座椅，盡可能是地緩解超員時站票旅客的痛苦，讓他們也買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 能坐下來歇歇腳，該功能是本次設(shè)計的創(chuàng)新點之一。 3座椅與茶桌實現(xiàn)等額配置 我國硬座車廂內(nèi)的座椅采用的是四、六人對坐的安排方式，但左右兩邊的茶桌大小一樣，其長度只比一個座椅的寬度長一點，沒有實現(xiàn)一人一桌的配置，我將在這次設(shè)計中解決這個問題。 型定位 出于使用環(huán)境特殊性的考慮，硬座座椅造型 上力求簡潔大方 。 構(gòu)定位 列車座椅應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，可拆卸組裝，便于維修與更新。 彩定位 列車座椅的色彩主要是靠面套來表現(xiàn)的，為使其與列車內(nèi)環(huán)境相協(xié)調(diào)，應(yīng)選擇素雅大方的顏色；此外，由于拿放行禮和別的一些原因，面套很容易臟，所以它的顏色要耐臟，不能太過鮮艷。 料定位 因為是大批量生產(chǎn)，所以列車硬座座椅的材料應(yīng)常見、易于加工、價格也不太昂貴，另外還應(yīng)符合安全、耐用等特點。 車座椅人機工程學(xué)分析 座椅要在運動車廂中滿足人體乘坐 舒適性 ， 必須有效克服座椅振動和保持人 體坐姿受力平衡 ， 這是優(yōu)良設(shè)計的前提和關(guān)鍵 12。 椅設(shè)計的人機因素 從人機工程學(xué)的角度來看，影響座椅設(shè)計的主要因素有 ： 人體的坐姿狀態(tài)、坐姿受力和坐姿尺寸三個方面 ， 座椅設(shè)計不能良好的解決這些因素是產(chǎn)生乘坐疲勞和疼痛的緣由 13。 1坐姿狀態(tài) 乘客處于坐姿狀態(tài)時 ,支持人體的主要結(jié)構(gòu)是脊柱、骨盆、腿和腳等。買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 其中腰椎、骶骨和椎間盤及軟組織承受著人體上半身大部分負(fù)荷 ,同時還要承受彎腰扭轉(zhuǎn)等動作負(fù)荷。從圖 3 - 4 可以看到人體脊柱側(cè)面有四個生理彎曲 ： 頸曲、胸曲、腰曲及骶曲。坐姿狀態(tài)的差異影響了身體對 脊柱的壓力 ,為了乘坐舒適必須保證人體處于正常生理曲線狀態(tài) ,列車座椅應(yīng)全方位提供給坐姿人體頭部、頸部、背部、腰部、肘部、腿部和足部的合理支撐。 正常的人體腰曲是微微前突的 ,為使坐姿下的腰曲變形最小 ,座椅應(yīng)在腰椎部提供支撐。無腰靠或腰靠不明顯將會使正常的腰椎呈后突形狀 ,腰靠過分凸出將使腰椎呈前突形狀 (圖 3 - 4) 。腰椎后突和過分前突都是非正常狀態(tài) ,因此現(xiàn)代客車座椅設(shè)計中常常在人體坐姿狀態(tài)下的第 4椎位置高度處設(shè)置形狀合理的座椅腰靠弧面 ,在 5椎位置高度處設(shè)置肩靠曲形 ,同時在人體頸后配備座椅頭枕 ,在維 持正常的椎曲形狀的同時能有效防止列車緊急剎車或突然加速啟動時可能造成的乘客脊椎傷害 14。 圖 3柱和不同姿勢下的腰椎曲度 2坐姿受力 人體脊椎骨是依靠其附近的肌肉和腱連接的 ,一旦脊椎偏離自然狀態(tài) ,肌腱組織就會受到相互壓力 (拉或壓 )的作用 ,使肌肉活動度增加導(dǎo)致疲勞酸痛。當(dāng)乘客處于挺直坐姿時 ,腰椎前向拉直而使肌肉組織緊張受力 ;當(dāng)軀干前傾時 ,相鄰兩椎骨的間距發(fā)生改變 ,前端間隙縮小 ,后端間隙增大 ,椎骨前端間隙受買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 推擠和摩擦迫使它像韌帶作用推力從而引起引起腰酸 ,即使乘客以桌面作為前傾時手臂的支撐 ,也不 能降低背上方和肩部肌肉活動度 ,長時間依靠手臂輔助支撐上身會引起背肩部肌肉酸脹 ,這就是為什么人在坐姿狀態(tài)下趴在桌面睡覺醒來時手臂與上身發(fā)麻的原因。此時只有提供合理曲度的靠背支撐腰椎的壓力 ,才能緩解韌帶拉伸和肌肉組織受力 ,使腰部舒適。 人體骨盆下面有兩塊粗壯的圓骨 ,稱為坐骨結(jié)節(jié) ,能比周圍肌肉承受更大的壓力 15。當(dāng)座面呈水平狀態(tài)時 ,兩坐骨結(jié)節(jié)外側(cè)的股骨處于正常的位置未受壓迫 ,當(dāng)座面呈凹形狀態(tài)時 ,會迫使股骨向上轉(zhuǎn)移而造成髖部肌肉承受反常壓力 ,人體會下意識涌動臀部或者求助肘部和肩部分散受力 ,從而引起不適。這也是為 什么座椅不能一 味 求軟造成座面凹陷的原因。同時過軟的座面使腿部壓力過大 ,影響了大腿血液循環(huán)和神經(jīng)傳導(dǎo)而感到不適。醫(yī)學(xué)論證顯示 ,座墊應(yīng)根據(jù)臀部不同部位承受不同壓力的原則來設(shè)計 ,即在坐骨處壓力最大 ,向四周逐漸減小 ,至大腿部位時壓力將至最低。圖 3 - 5 是較為理想的座墊體壓分布曲線 ,其中各封閉曲線為等壓力線 ,所標(biāo)數(shù)字的壓力單位為 6。 圖 3壓分布曲線 3坐姿尺寸 在坐姿狀態(tài)下 ,乘客的身體重量主要由座面來承擔(dān) ,另一些則傳遞給了靠背、扶手、地板或桌面等受力支撐物 ,因此坐姿人體尺寸測量是座椅設(shè)計 的主要依據(jù) 17。與 列車硬座 座椅設(shè)計相關(guān)的人體測量主要尺寸 : （ 1）座面 座高是座面至地面的垂直距離。 列車硬座車廂的乘客主要是年齡在20之間的成年人，在設(shè)計應(yīng)參考這部分人的身體尺寸。表 3我國買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 成年人坐姿人體尺寸 18。 人體小腿加足高的平均高度為：男性為 410性為 385上鞋底厚度 20男女分別為 430 405而座墊面的高度稍小于此尺寸有利于小腿著力于整個腳掌支撐起身體負(fù)荷19，在此我選擇座面高度為 410座寬即單人座面的左右距離 ,必須滿足臀部橫寬所需 要的尺度 ,一般座寬 500右即可符合要求。座面深即座面的前后距離 ,應(yīng)能保證臀部能夠得到全部支撐 ,其深度相當(dāng)于臀部至腿部漆關(guān)節(jié)全長的 3 /4,約為 400面后端可略向下傾斜 5左右。 表 2姿人體尺寸 年 齡分 組 百分位數(shù) 男（ 18） 女（ 18） 數(shù)據(jù)（ 項目 1 5 10 50 90 95 99 1 5 10 50 90 95 99 高 836 858 870 908 947 958 979 789 809 819 855 891 901 920 599 615 624 657 691 701 719 563 579 587 617 648 657 675 729 749 761 798 836 847 868 678 695 704 739 773 783 803 姿肩高 539 557 566 598 631 641 659 504 518 526 556 585 594 609 214 228 235 236 263 291 298 312 201 215 223 251 277 299 103 112 116 130 146 151 160 107 113 117 130 146 151 160 441 456 461 493 523 532 549 410 424 431 458 485 493 507 腿加足高 372 383 389 413 439 448 463 331 342 350 382 399 405 417 407 421 429 457 486 494 510 388 401 408 433 461 469 485 499 515 524 554 585 595 613 484 495 502 529 561 570 587 892 921 937 992 1046 1063 1096 826 851 865 912 960 975 1005 （ 2）靠背 靠背一般由肩靠、腰靠及頭枕三部分組成 ,肩靠高度應(yīng)達(dá)到肩胛下角位置 ,離座面高度為 500 650 之間 ,腰靠離座面高度為 200 260間。頭枕支撐頭部向后仰以減輕 頸部肌肉受力 ,其離座面高度約在 700右?？勘痴w高度為 850 950間。座面與靠背夾角是使人體腹部與大腿之間的血管不受壓迫、血流暢通的必要條件 ,正常狀態(tài)下座面與靠背夾角多為 115買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 的鈍角狀態(tài) ,可調(diào)節(jié)范圍是 105 135, (如圖 3 示 )以滿足坐姿時人體軀干與大腿舒適 20。 圖 3背與座面角度 綜上所述，普通列車硬座座椅設(shè)計幾何參數(shù)推薦值如表 3 表 3通列車硬座座椅設(shè)計參數(shù) 參數(shù)名稱 參數(shù)值 座高 410寬 430深 400背 高 780背寬 430文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 第 4 章 產(chǎn)品設(shè)計實現(xiàn) 計草圖 草圖是設(shè)計者創(chuàng)意來源的一部分，也是設(shè)計者用以交流的一種方式，它能很清楚地表達(dá)設(shè)計者整個設(shè)計產(chǎn)生的過程，在一定程度上避免了設(shè)計上的盲目性 21。以下是我從眾多草圖中挑選出來的六幅草圖，經(jīng)過一番分析比較，從中確定我的最終設(shè)計方案。 1 草圖一 說明 草圖一（圖 4我從長途客車上獲得靈感為列車車廂設(shè)計的硬座座椅，其設(shè)計很人性化。這款座椅采用單向斜靠式的設(shè)計，靠背后有折疊桌 ,不用的時候就收起來 ,這樣的設(shè)計能提供給乘客更大的 休息空間 ,讓旅客更舒適。座椅后下方有一個裝有一次性拖鞋的盒子，乘客在列車上可以換拖鞋。盒蓋合上后就成了一個腳踏，供乘客放置腳。針對火車超員問題，我設(shè)計的抽拉形式的臨時列車座椅，讓部分站票旅客也能坐下來休息一下?？勘澈笥幸痪W(wǎng)狀袋，里面放置著塑料袋，乘客可以將垃圾扔在里面等待列車員收拾，這有利于保持車廂內(nèi)的清潔。 圖 4案 1 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 2 草圖 二說明 草圖二（圖 4我對列車硬座座椅的第二個設(shè)計方案。這個方案主要強調(diào)的是列車座椅外形的美觀與顏色的搭配。方案中的列車座椅采用紅白兩色這樣經(jīng)典而美觀的搭配，打破 了傳統(tǒng)列車座椅給人的嚴(yán)肅刻板的印象。 圖 4案二 3 草圖 三 說明 這 款列車硬座座椅（圖 4設(shè)計亮點在于它的頭靠部位是可以轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)角度的。同時，它還繼承了方案一的優(yōu)點，有折疊桌的設(shè)計和抽拉式的臨時座椅?？勘澈竺嫦路蕉喑隽艘粔K，方便后排的人把腳擱在上面休息。 圖 4案三 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 22 4 草圖 四說明 方案四（圖 4樣有臨時座椅的設(shè)計，除此外它還有一個創(chuàng)新之處：靠背分為若干個小塊，它們可在由鋼材制成的座椅骨架上進(jìn)行了一定范圍的滑動，以此來調(diào)節(jié)頭靠、肩靠、腰靠的位置，使乘客更加舒適，同時也增加了 座椅的趣味性。 圖 4案四 5 草圖 五說明 方案 五（圖 4外觀上與現(xiàn)在的列車硬座座椅并無太大區(qū)別，主要是針對座椅人機方面應(yīng)用的不合理來進(jìn)行改進(jìn)。在經(jīng)過一番調(diào)查研究后，了解到現(xiàn)在的列車硬座座椅其靠背過直，曲線不合理；座面高度過高，使 人體小 腿靜肌負(fù)荷，腿部不適等，針對這些問題我設(shè)計了這款更符合人機工 更舒適的列車硬座座椅。 圖 4案五 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 23 6 草圖 六說明 上面的幾個方案的列車座椅其臨時座椅的結(jié)構(gòu)要么是抽拉，要么是折疊，方案六（圖 4對臨時座椅的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了創(chuàng)新。臨時座椅在不用的時候隱藏 在靠背中，當(dāng)有需要的時候就可以將其拉出，并旋轉(zhuǎn)向下到與列車硬座同高時被固定住。 圖 4案 六 以上六種方案各有特點，經(jīng)過一番對于可行性的分析比較之后，我選定方案五為我的最終方案。 模制作 在產(chǎn)品設(shè)計過程中，工業(yè)設(shè)計師必須協(xié)調(diào)產(chǎn)品與人、產(chǎn)品與環(huán)境、產(chǎn)品與文化、產(chǎn)品與經(jīng)濟(jì)效益等諸多系統(tǒng)的關(guān)系，才能設(shè)計出實用、經(jīng)濟(jì)、美觀、安全舒適、綠色環(huán)保的新產(chǎn)品。隨著數(shù)字技術(shù)的不斷 更 新，年青的工業(yè)設(shè)計師越來越依賴數(shù)字設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和模型制作。在抽象的數(shù)字和虛擬的產(chǎn)品形態(tài)轉(zhuǎn)換中，缺少了人對形態(tài)的真實感受，設(shè)計出 來的產(chǎn)品自然有很多不合理的地方。因此，工業(yè)設(shè)計師在享受新的設(shè)計技術(shù)、取得設(shè)計高效率的同時，不能忽視設(shè)計的根本使命，必須正視傳統(tǒng)設(shè)計手法的合理性。在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，傳統(tǒng)的草模型制作既是協(xié)調(diào)設(shè)計師理性與感性、視覺與觸覺矛盾的必要手段，又是降低設(shè)計成本的重要途徑 22。下面是我制作草模的過程(圖 4 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 24 圖 4模制作過程 運用粘土、刀、直尺等材料和工具，我按 1： 5 的比例制作了草模。泥模的制作使我更好地理解了列車座椅的造型和尺寸，對設(shè)計中不合理的地方進(jìn)行改進(jìn)。 果圖 效果圖是設(shè)計師忠實而完 整地將三維空間的產(chǎn)品以最經(jīng)濟(jì)、迅速的方法展現(xiàn)在二維畫面上，使人們對產(chǎn)品的外觀、設(shè)計特點、功能甚至結(jié)構(gòu)都一目了然 23的一種手段。效果圖的實現(xiàn)方式很多，在本次設(shè)計中我選擇用 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 25 圖 4果圖 色方案 列車座椅的配色主要是通過座椅面套來決定的，以下是我選擇的四種不同花色的面料，我將從中選出一個作為我配色的最終方案。 此配色方案主題為 “ 藍(lán)印花 ” 。藍(lán)色的適用性 非常高，既適合在淺色的純色調(diào)里做點綴，也適合大面積使用，不會使人覺得突兀。 本方案采用藍(lán)印花布作為 面套，藍(lán)印花帶有一種田園休閑氣息，給人以寧靜舒適的感覺，非常適合用在列車上，有助于旅客在嘈雜的車廂內(nèi)放松心情（圖 4 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 26 圖 4色方案一 此配色方案 的主題為 “ 褐色情緣 ” ，方案采用褐色與玫瑰米色的組合，褐色有土地的溫暖踏實感，玫瑰米色則有素凈親近之感，能讓人聯(lián)想到傳統(tǒng)、具有古典風(fēng)格的、干練的感覺。讓人聯(lián)想到晚秋到冬天的氛圍。這兩種近似的顏色組合在一起，能讓人產(chǎn)生溫暖平和的感覺，使車廂內(nèi)的氣氛和諧融洽（圖 4。 圖 4色方案二 此配色方案的主題為“理 性的條紋”，采用不同明度的藍(lán)色條紋的絨布，給人一種簡潔素雅的感覺，讓人的心緒變得寧靜。素凈的視覺效果與溫暖的買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 27 質(zhì)感的絕佳搭配，沖淡了人們旅途中的疲勞（圖 4 圖 4色方案三 此款配色方案的主題為“俏皮的圓點”，此方案采用了帶有圓點圖案的素色面料，不同大小的圓點圖案給人較強的視覺沖擊力，一改以前列車座椅給人的沉悶感，使旅途中原本疲憊的心充滿了青春與活力，不再疲憊（圖4 圖 4色方案四 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 28 炸圖 為了更好的了解產(chǎn)品的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，我做了列車硬座座椅 的爆炸結(jié)構(gòu)圖（圖 4這樣可以更加直觀的看到產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各部件間的連接關(guān)系。 圖 4炸圖 4 6 尺寸圖 設(shè)計方案最終確定后，就應(yīng)該開始繪制產(chǎn)品尺寸圖了。一般較為簡單的尺寸圖，只需按正投影法繪制出產(chǎn)品的主視圖、俯視圖、左視圖（或右視圖）即可。尺寸圖為工程結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了依據(jù)，也是對外觀造型的控制，所有進(jìn)一步的設(shè)計都要以此為基準(zhǔn)。 針對我設(shè)計的列車硬座座椅的抽拉式臨時座椅，我分別繪制了座椅的尺寸圖（圖 4臨時應(yīng)急座椅的尺寸圖及其拉出時與對應(yīng)坐墊的位置示意圖（圖 4 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 29 圖 4椅尺寸圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 30 圖 4時座椅尺寸圖 4 7 展示模型制作 通過 模型 可以 使所設(shè)計的產(chǎn)品更直觀地展現(xiàn)在設(shè)計師面前 ， 便于發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的不足與缺陷，延展設(shè)計師們的創(chuàng)想 ； 便于工程師們發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中存在的工程、工藝問題，提出解決方案，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及功能 ； 模型還可作為產(chǎn)品模具生產(chǎn)的參照，使模具制造更準(zhǔn)確、更快捷，縮短開發(fā)周期，為產(chǎn)品搶占市場贏得先機 。 制作模型常用的材料有油泥、 機玻璃、玻璃鋼等。隨著快速成型和燒結(jié)技術(shù)的應(yīng)用，紙材、聚碳酸酯、尼龍、金屬、存真塑料等材料也加入到模型樣機的制 作中。 我選擇的模型制作的材料是 綿、布、螺釘?shù)?工具：尺子、丙酮、銼、針線等。 模型比例： 1： 5。 模型制作過程：我首先制作的是列車硬座座椅的支座（圖 4其次是支座上面的坐墊與靠背骨架（圖 4然后把靠背與支座連接（圖4接下來為靠背加上填充物并縫制完成（圖 4下一步做支架，最后把所有部件組裝在一起（圖 4 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 31 圖 4座 圖 4墊和靠背骨架 圖 4接靠背與支座 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 32 圖 4背完成 圖 4椅完成 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 33 第 5 章 設(shè)計評價 設(shè)計評價的意義在于自覺控制設(shè)計過程，把握設(shè)計方向，以科學(xué)的分析而不是主觀的感覺來評定設(shè)計方案，為設(shè)計者提供評判設(shè)計構(gòu)思等的依據(jù)。我在進(jìn)行列車硬座的設(shè)計時要考 慮的具體因素很多， 下面我 主要 對 幾 個方面進(jìn)行設(shè)計評價 24。 1. 產(chǎn)品的功能 產(chǎn)品的功能是產(chǎn)品設(shè)計的主要目的，也是工業(yè)產(chǎn)品與消費者之間的最基本的關(guān)系。 通過調(diào)查研究列車乘客對于列車座椅的功能需求，我選擇設(shè)計一款帶在臨時座位的人性化列車硬座座椅，它能在一定程度上緩解站票乘客的痛苦。 2. 人機關(guān)系 座椅的各部分尺寸是否合理，是 否滿足人體工程學(xué)的要求，直接影響了座椅的舒適性。目前的列車硬座座椅在人機有關(guān)系方面存在著一些不足， 如靠背的線條不合理、座椅面偏高等問題，針對這些問題我都進(jìn)行了改進(jìn)，座面由原來的 444為現(xiàn)在的 410背的曲線也更合理，把原來偏低的腰靠部分向上提了一點距離，使腰靠真正產(chǎn)生作用。經(jīng)過改進(jìn)，列車硬座座椅舒適度有了提高。 3. 產(chǎn)品的 結(jié)構(gòu) 列車上 的座椅各部件間實現(xiàn)了 標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，可拆卸組裝，便