广州公交座椅设计中的人机工程因素分析

广州公交座椅设计中的人机工程因素分析
何倩琪
【摘要】本文在已有座椅人机工程分析基础上,结合公交座椅的使用功能分析,探讨公交座椅所应具备的人机工程因素。

通过广州不同时期公交座椅人机工程设计比较,体现＂以人为本＂设计思维观念在产品设计中的深化与发展。

【期刊名称】《家具与室内装饰》
【年(卷),期】2012(000)004
【总页数】2页(P110-111)
【关键词】公交座椅;人机工程;以人为本
【作者】何倩琪
【作者单位】广东理工职业学院,广东广州510091
【正文语种】中文
【中图分类】TS664
1.1 座椅设计中的人机工程学内容
座椅是为坐姿状态下的人提供支撑的产品。

座椅可分为简易座椅、工作座椅以及休息座椅。

本文所论述的公交座椅属于休息座椅，主要以人在休息状态下的坐姿为设计出发点。

①座椅设计的生理学基础
座椅设计中需要考虑的生理学基础主要有脊柱形态、肌肉活动度、体压分布以及体态平衡四方面。

由脊柱形态分析可知，保证腰弧曲线的正常形态是人体获得舒适坐
姿的关键；由肌肉活动度分析可知，提供靠背支承腰椎能明显减少肌肉活动度；由体压分布分析可知，合理的体压分布应为坐骨处压力最大，向四周逐渐减少，至大腿底部时压力减至最低；由体态平衡分析可知，人的坐姿并非固定不变，座椅必须为就座者提供体态自动调节的可能。

这四方面研究为座椅的人因合理性提供依据。

②座椅设计中的人机工程学
座椅设计中的人机工程学主要指座高、座宽、座深、座面倾角、座面形态与材质以及靠背形态与材质方面的考虑。

座高也就是座面高，适当的座高能避免座面前缘压迫大腿底部导致血液循环不畅所带来的不适感，一般以360-480mm为合适；座宽指的是座面左右两端的横向距离，与人体臀宽尺寸以及是否具备扶手有关，一般无扶手的座宽尺寸范围为370-420mm，有扶手则应不少于500mm；座深指的是座面前缘到后端的纵向距离，合理的座深应能保证就座者在各种坐姿下，靠背均能为腰部提供一定的支承，一般取360-390mm为宜；座面倾角指的是座面相对于水平面的上翘角度，一般取0°-5°间范围为合适，其作用是使就座者自然向后倚，通过靠背的支承减少背部的静肌力作用以及防止从座面上滑落，倾角角度不宜过大，否则会给就座者特别是年长的就座者由坐姿转向站姿过程带来不便；座面形态与体压分布有关，合理的座面形态应为平缓的下凹弧面；座面材质应选择具有良好透气性、散热性但不太光滑的材料；靠背形态与脊柱形态有关，为使腰弧曲线变形最小，靠背应能为肩部与腰部提供支承；靠背材质应选择具有良好透气性、散热性的材料。

1.2 公交座椅设计中的人机工程因素
①公交座椅使用分析
首先，公交座椅的使用者具有多元化、流动性大的特点，因此公交座椅的使用频率高且卫生条件复杂，这就给座椅的结构以及材质带来了强度以及便于清洁的要求。

其次，一般公交车厢的设计考虑为站立的人数较就座的人数多，结合行进过程中的
振动考虑，如何为大多数站立的乘客提供足够多的抓握部件是车厢内饰设计的主要部分。

现今公交车除了在车顶、车窗前、通道两侧为站立的乘客提供扶手以外，还在座椅上结合扶手设计，除了能为站立乘客提供抓握部件，还能为就座乘客(特别是年长的乘客)转换站姿提供支撑。

②公交座椅设计所应涉及的人机工程因素
首先，公交座椅属于休息座椅，应包含座高、座宽、座深、座面倾角、座面形态与材质以及靠背形态与材质方面的人机因素。

其次，应根据其所处使用环境的分析考虑，添加必要的人机因素——扶手设计。

扶手的添加对于车内乘客的安全有着十分重要的作用。

扶手的设计需要以人手抓握状态下的特性为出发点，表现在产品中主要为截面形状、尺寸以及表面纹理三方面。

从人机工程学理论可知，对于着力抓握，把手与手掌的接触面积与压应力成反比，因此圆形截面把手较好。

如果需要考虑把手与手掌之间的相对滑动，则可采用三角形或矩形截面的把手，这样的形态有利于保持手掌与把手之间的稳定性。

因此，在现今公交座椅上的扶手形态既有圆角矩形也有圆形，因为这两种截面形态既有利于乘客的着力抓握也非常便于生产。

尺寸方面，着力抓握比较适合的截面直径是3 0-40mm，现今扶手尺寸以3 0mm 为多。

至于扶手的长度方面，考虑的主要是手掌的宽度，长度以100-1 25mm为宜。

但出于生产的便利以及扶手的强度考虑，公交座椅上的扶手长度基本与座宽一致，尺寸超出合适数值。

但这样的尺寸却非常合适为乘客提供足够多抓握部件的要求，因为同一座椅扶手可同时供两名乘客使用。

扶手表面的纹理设计，首先是从乘客的安全性考虑出发——增大手掌与扶手之间
摩擦，防止抓握不稳的情况出现；其次，各种槽纹、凸起能为乘客的抓握提供一定的手感。

广州公交座椅有三个主要的发展阶段，分别是20世纪八九十年代的铁管木条公交
座椅阶段，2000年后的塑料公交座椅阶段以及近两年出现的新型塑料公交座椅阶段。

通过对不同阶段公交座椅扶手、座面以及靠背的设计比较可知，公交座椅中的人机工程设计正不断地丰富与深化，为乘客带了更好的就座体验。

20世纪八九十年代的铁管木条公交座椅（图1）、2000年后的塑料公交座椅（图2）、新型塑料公交座椅（图3）。

2.1 扶手的设计比较
由图4可见，20世纪八九十年代的公交座椅扶手截面以正圆为主，直径大概为
20mm，较细的形态不太适于人手的抓握。

扶手的材质为铁，尽管在强度上符合
要求，但铁这一金属材质给人带来了冰冷的视觉与心理感受，亲和力不强，在环境温度较低的情况下（例如冬天），铁的温度也会降低，给乘客的抓握带来冰冷感。

且铁的表面光滑，人手与管体间的摩擦不大，不利于乘客的抓握稳定。

2000年后，公交座椅材质以塑料为主（图5），扶手的材质也转向了塑料。

塑料
除了生产成本低，能满足强度的要求外，还能表现出鲜艳的色彩，具有较强的亲和力。

在环境温度较低的情况下，塑胶的温度也不会太低，给人的抓握带来一定的舒适感。

至于扶手的形态与尺寸之前已有所提及在此就不再累述。

而新型塑料公交座椅的扶手（图6）设计方面，除了延续之前扶手设计中的人机因素，还添加了指槽以及表面纹理，为乘客提供舒适手感的同时有利于增大摩擦。

其次，扶手的位置从靠背的上方移到了背后，为的是乘客在抓握状态下手腕仍能保持顺直状态，腕关节处于正中的放松状态，减少手部疲劳感以及握力减少的可能性。

2.2 座面的设计比较
由图7可见，20世纪八九十年代的公交座椅座面部分由横向木条组合构成，木条
与木条之间有一定的距离，这样能减少生产成本，保证座面强度要求以及为座面提供一定的透气、散热功能。

但如果较长时间就座于木条上，由于重力和压力的作用，处于木条间空隙上方的肌肉会“陷”于木条间，给乘客臀部以及大腿下方的肌肉带
来不适感。

座面设定了一定的倾角，前沿有凸出弧线，对大腿底部的肌肉有一定的支承作用，基本符合休息座椅所需的人机要求。

其后的塑料公交座椅座面部分呈完整弧面设计（图8），除了将座面倾角、座面前沿弧度的设计延续下来以外，在座垫的左右两端也添加了一定的弧度设计，使座面呈四周边缘高于中心的“包围”式弧面形态。

这一形态设计有利于乘客安全。

座面条纹的添加，同样出于安全性的考虑。

新型塑料材质座椅的座面部分在以上基础上添加了织物海绵条，为座椅提供了更多的视觉细节与舒适性。

座面的厚度以及曲线的弯曲程度均有所增加，更贴合人体曲线。

细微颗粒的凹凸表面处理，带来了内敛、质朴、舒适的感受，非常符合现今的审美需求（图9）。

2.3 靠背的比较
由图10可见，八九十年代的公交座椅靠背形态较简单，能为成年人提供肩部以及腰部的支承。

但由于材质的原因，靠背只能为一定角度的斜面，形态上不符合脊柱曲线，且较硬的材质并不能带来舒适感。

腰靠以下的悬空处理为体型较小的儿童乘客带来一定的危险。

其后的料胶公交座椅靠背基本能解决之前靠背的不利因素，靠背的无缝整面处理在兼顾人体腰弯、胸弯以及骶弯曲线的同时顾及任何体型乘客的安全性，且塑料易于成型的特质为靠背的曲线实现提供了可能，提升了乘客的舒适感（图1 1）。

新型公交座椅靠背则在以上基础上添加了头靠设计。

扶手位置的调整为头靠设计提供了空间与可能。

靠背的高度被提升，在颈弯位置设置了柔软舒适的织物海绵垫，海绵垫上方才是头部的支撑，从侧面观察，靠背的曲线非常符合人体脊柱的生理曲线。

除此之外，靠背左右两侧的弧度也有所增强，能将乘客的背部包围起来，提供了一定的保护性空间，加之靠背边缘部分的织物海绵条设计，软硬材质的综合应用，为乘客提供了更舒适的就座体验（图12）。

由以上分析可知，广州公交座椅设计从八九十年代的基本满足人机工程要求，到现今各部分设计均以人的尺寸、人的使用习惯以及人的安全、舒适性为设计出发点，公交座椅中的人机工程设计正不断地丰富与完善，为使用者提供了更好的就座体验，体现了“以人为本”设计思想在公共设施设计中的的深化与发展。

而正是人机工程学的应用，为产品设计提供其所需的各种关于人的科学依据，使得“为人的设计”落实到科学的实际设计之中，而不仅仅停留在口头上或理想中。

今后产品设计与人机工程学的结合将越来越紧密。

【相关文献】
［1］吕杰峰，陈建新，徐进波.人机工程学［M].北京：清华大学出版社，2009.
［2] 高凤麟.人机工程学［M].北京:高等教育出版社，2009.
［3］梁梅.世界现代设计史［M].上海：上海人民美术出版社，2009.
［4］顾宇清.产品形态分析［M].北京：北京理工大学出版社，2007.。