基于人機學(xué)的公交車車內(nèi)環(huán)境研究與設(shè)計

1、目錄前言1人機工程學(xué)大作業(yè)任務(wù)書2一、設(shè)計題目2二、主要內(nèi)容2三、設(shè)計任務(wù)及要求2四、設(shè)計方法及驟2五、編寫大作業(yè)說明書2第一章 大作業(yè)內(nèi)容簡介31大作業(yè)的意義32大作業(yè)設(shè)計內(nèi)容33大作業(yè)設(shè)計思路4第二章 大作業(yè)設(shè)計過程51公交車車門附近扶手及車門設(shè)計改進51.1公交車車門附近扶手現(xiàn)狀分析51.2改進分析62人機評析72.1長桿的高度：72.2彎曲扶手距離汽車內(nèi)地板的高度：82.3向上翹起的扶桿與主長桿之間的距離：8第三章 改進設(shè)計91 改進設(shè)計圖92改進設(shè)計說明9第四章 小結(jié)104.1 課題內(nèi)容小結(jié)104.2 大作業(yè)小結(jié)10參考文獻11前 言公交車是現(xiàn)代人類出行的重要交通工具，如何提高公交車

2、的安全性與舒適性成了現(xiàn)代公交車車內(nèi)環(huán)境改善的重要目標(biāo)。 這就需要我們通過人機工程學(xué)的研究來實現(xiàn)。人機工程學(xué)是研究人與工作場所、人與生活及工作環(huán)境、人與使用器為其間接口之互動關(guān)系，且包含相關(guān)之設(shè)備、工作場所、工做方法、生活環(huán)境和器具的一門實用性科學(xué)。人機工程學(xué)(human factors engineering)是一門應(yīng)用人性績效(如生理、心理和工業(yè)工程)，改善工作系統(tǒng)(包括人、工作、工具、設(shè)備、工作場所、工作責(zé)任和周邊環(huán)境)使得人員能在安全、衛(wèi)生和舒適的情況下，發(fā)揮其最大工作效率、及提高生活品質(zhì)的科學(xué)。人性因素(human factors)是美加地區(qū)對人機工程學(xué)的稱呼。在歐洲則廣范地使用具有“

3、工作研究”含義的ergonomics來稱呼它。人性因素、人機工程學(xué)、生物力學(xué)(bio-mechanics)、生物工程學(xué)(bio-engineering)、人體工程學(xué)(human engineering)和工程心理學(xué)(engineering psychology)在文獻上常常被互相交換使用。在美國空軍系統(tǒng)管制中心(afsc)的教本中，人性因素并不與人體工程學(xué)同義，人性因素的內(nèi)容包羅萬象，它涵蓋了全部有關(guān)運用到系統(tǒng)中人員的生理學(xué)和心理學(xué)上的所有考查。它不只包含人體工程學(xué)，而且也包含了生命的支持(life support)、人員的選擇、訓(xùn)練設(shè)備、工作績效輔助選員(job performance ai

4、ds)，績效的測量和評估。人機工程學(xué)的原則是設(shè)計出適合于人的特性的系統(tǒng)。為了設(shè)計和改善人-機-環(huán)境系統(tǒng)，必須知道系統(tǒng)中進行作業(yè)的人體各部分的大小、形狀、移動范圍等形態(tài)特性、并根據(jù)這些特性來設(shè)計顯示裝置和操作器具。人體測量的資料在現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)中是一切產(chǎn)品的基礎(chǔ)，它不僅與工作人員的健康、安全和效率等方面有關(guān)，并且不像在手工業(yè)生產(chǎn)時代的生產(chǎn)者和使用者個人之間直接接觸一般是可能的，但是在今天，制造者與使用者是互不相識的。因此更有必要收集各種不同代表性的身體尺寸，按年齡、性別以及其他特征進行分類和整理。有了完善的人體尺寸數(shù)據(jù)，還只是達到了第一步，而學(xué)會正確的使用這些數(shù)據(jù)才能說真正達到了人體工程學(xué)的目的

5、，才能將人機工程學(xué)應(yīng)用到社會實踐當(dāng)中去。人機工程學(xué)大作業(yè)任務(wù)書一、設(shè)計題目： 基于人機學(xué)的公交車車內(nèi)環(huán)境研究與設(shè)計二、主要內(nèi)容在這個作業(yè)中，我著手對公交車車車內(nèi)環(huán)境進行了研究和分析，針對不合理的地方，運用人機工程學(xué)的知識進行改進，首先為了消除不合理處，我重新對靠近公交車門的把手的分布位置和把手的形狀進行了設(shè)計，其次根據(jù)人體測量的參數(shù)，對公交車車內(nèi)扶桿的高度進行了規(guī)定，另外在細(xì)節(jié)方面也從人機工程學(xué)的角度予以考慮。三、設(shè)計任務(wù)及要求完成大作業(yè)課題任務(wù)分析及資料消化（至少查詢5份參考資料）完成大作業(yè)課題設(shè)計完成大作業(yè)說明書 四、設(shè)計方法及驟（1）題目分析：課題總體把握，結(jié)合實際對不合理之處進行一一分

6、析，構(gòu)造出改進的基本思路，形成初步的改進方案。（2）進行測定，對現(xiàn)有的公交車車內(nèi)扶桿的高度進行測量，結(jié)合人機工程學(xué)中的人體測量學(xué)進行二次設(shè)計。（3）收集資料，為改進尋求可靠的依據(jù)。（4）全面以各思路為分析對象，完善細(xì)節(jié)。 （5）用sketch up 軟件建模，畫出設(shè)計完整的公交車立體圖片五、編寫大作業(yè)說明書大作業(yè)說明書要求：文字?jǐn)⑹銮宄?，使用統(tǒng)一規(guī)定的格式，分析問題透徹、簡潔明了，理論正確，設(shè)計內(nèi)容正確、數(shù)據(jù)來源可靠、正確。大作業(yè)設(shè)計說明書正文要求10頁以上。附參考資料名稱說明。設(shè)計期限：2008年9月12日 至 2008年11月10日頒發(fā)日期：2008年9月12日第一章 大作業(yè)內(nèi)容簡介1大作

7、業(yè)的意義通過對大作業(yè)課題的實際研究，我對人因工程有了更深刻的了解，特別是人因工程三大要素人、機、環(huán)境都在設(shè)計過程中有了深刻的體現(xiàn)。要推廣工業(yè)工程，使其得到快速發(fā)展，必須引入人因工程的概念。2大作業(yè)設(shè)計內(nèi)容人機工程學(xué)作為以人為中心的綜合性學(xué)科，如果不通過實際應(yīng)用，那么學(xué)習(xí)時面對各種分散的資料，就感覺抓不住重點，只有完成一次應(yīng)用實踐，用人機工程學(xué)的理論和知識分析一個實際問題，才算是真正接觸了這門學(xué)科的實質(zhì)，只有把理論和實踐相結(jié)合，才能得到更大、更深的收獲。為了滿足最高的效率和作業(yè)時感到安全、舒適的要求，人機工程學(xué)應(yīng)運而生，隨著時代的發(fā)展和高科技的日益成熟，這一切都使得人機工程學(xué)問題的研究顯得更為重

8、要，放眼于整個社會，只要有人工作和活動的地方都存在需要利用人機工程學(xué)改進的地方，只有使作業(yè)場所適合于人的特點，才能保證人以無害于健康的姿勢從事勞動，既能高效地完成預(yù)期目的，又感到舒適和不至過早的產(chǎn)生疲勞。我這次的設(shè)計課題以公交車車內(nèi)環(huán)境為主體，運用人機工程學(xué)的專業(yè)知識來選取一個細(xì)節(jié)分析并改進，經(jīng)過分析和推敲，我最終選擇了公交車車門及附近扶手的位置布置為分析的重點，因為平時坐公交車，對公交車內(nèi)部環(huán)境有深入觀察，也經(jīng)?？吹接腥讼萝嚂r被車門夾傷的事件，從人機工程學(xué)的角度，它確實存在著一些技術(shù)上的不合理，雖然司機駕駛座附近有后門的監(jiān)視器，可以一目了然地看到后門的情況，這樣的設(shè)計我們不能否定，但難免有時

9、乘客還未來得及下車，司機一時疏忽將門關(guān)上，導(dǎo)致夾傷乘客，所以基于實際和操作因素，設(shè)計者的設(shè)計思路還需要改進，基于對車內(nèi)的乘客安全考慮，我采用了將車門內(nèi)附近扶手設(shè)計成不光滑的扶桿，因為光滑的扶桿容易導(dǎo)致人在握住扶桿時由于公交車突然加速導(dǎo)致人因扶手滑脫被甩至車門附近，存在安全隱患，且將車門前護手設(shè)計成往上翹起，避開安全隱患的區(qū)域；基于對下車的乘客安全考利，我采用將下車門裝上特殊的感應(yīng)裝置，一旦感應(yīng)到乘客還沒下車，正在合攏的車門會停止合攏，避免夾到乘客?！熬皖愃朴阢y行的自動門，車門立即得到反饋，自動將門開啟，避免夾傷乘客。最終的模型確定之后，通過sketch up 的建模軟件建出立體圖，使改進過的設(shè)

10、計成型。3大作業(yè)設(shè)計思路 根據(jù)分析，本次大作業(yè)主要從以下3方面進行研究。第一，基于對車內(nèi)的乘客安全考慮，我采用了將車門內(nèi)附近扶手設(shè)計成不光滑的扶桿，因為光滑的扶桿容易導(dǎo)致人在握住扶桿時由于公交車突然加速導(dǎo)致人因扶手滑脫被甩至車門附近，存在安全隱患，且將車門前護手設(shè)計成往上翹起，避開安全隱患的區(qū)域第二，基于對下車的乘客安全考利，我采用將下車門裝上特殊的感應(yīng)裝置，一旦感應(yīng)到乘客還沒下車，正在合攏的車門會停止合攏，避免夾到乘客。就類似于銀行的自動門，車門立即得到反饋，自動將門開啟，避免夾傷乘客。第三，其他細(xì)節(jié)方面，由于大部分公交車采用發(fā)動機后置后驅(qū)的驅(qū)動方式，坐在后排的乘客會感到比前面的乘客更強烈的

11、震動，考慮在后排的座位下安置大剛度的彈簧以減少發(fā)動機引起的車座震動。第二章 大作業(yè)設(shè)計過程1公交車車門附近扶手改進1.1公交車車門附近扶手現(xiàn)狀分析車門一下彈過來，乘客手腕被車門夾住 圖1 由圖一以看出現(xiàn)在公交車車門附近扶手的外形和分布，設(shè)計者將車門附近的扶手位置設(shè)計得過于靠近車門內(nèi)側(cè)，且設(shè)計扶手很光滑，這樣的設(shè)計從一定程度上講并無不妥，但仔細(xì)推敲琢磨就會發(fā)現(xiàn)它存在安全隱患。大部分下車的乘客由于急于下車，會在沒停車之前就站到比車內(nèi)地板低不少的臺階處，出于穩(wěn)定身體，乘客又不得不將手扶向靠近車門內(nèi)側(cè)的扶桿處，當(dāng)車門突然打開，乘客由于沒有來得及反應(yīng)，手腕被車門牢牢夾住。設(shè)計者主要考慮車內(nèi)扶手結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)

12、、美觀以及車內(nèi)扶手的受力狀況，對于這些因素我們不予否認(rèn)，但設(shè)計者忽略了最重要的安全問題，如若安全問題得不到保障，這樣的公交車不乘也罷。1.2改進分析在這里我們對這種情況進行考慮?；诠卉囓囬T附近扶手的布置，設(shè)計者考慮了美觀，協(xié)調(diào)，將扶手設(shè)計得過于靠近車門內(nèi)側(cè)。我們這樣分析，既然扶手是為了讓車內(nèi)乘客達到扶持以穩(wěn)定身體的目的，如若放棄美觀的因素，我們應(yīng)將扶手的位置做一下改動，避開車門內(nèi)側(cè)這樣的安全隱患區(qū)域。綜合上述情況，應(yīng)當(dāng)將車門前護手設(shè)計成往上翹起，避開安全隱患的區(qū)域。2 公交車車門設(shè)計的改進2.1 公交車車門的現(xiàn)狀分析現(xiàn)在的公交車主要由公交車司機通過前端的監(jiān)視器來觀察后門的乘客情況，當(dāng)司機判

13、斷乘客全部下車完畢后，按動關(guān)門按鈕，車門關(guān)閉。 繪制成流程圖如下（這里只考慮下車環(huán)節(jié)，上車暫不作考慮）：后車門開啟按動開啟按鈕公交車到站 按動關(guān)閉按鈕下車完畢乘客下車公交車到站乘客下車流程圖 2在此我們結(jié)合流程圖分析如下，其中公交車到站，按動開啟按鈕，后車門開啟這三個環(huán)節(jié)都不容易出現(xiàn)安全隱患，最容易出現(xiàn)安全隱患的是從乘客下車到按動關(guān)閉按鈕這個環(huán)節(jié)，因為單靠司機觀察，有時難免會出現(xiàn)疏忽。司機判斷失誤，乘客還未下車，按下關(guān)閉按鈕，乘客被夾傷。2.2 改進分析 在車門正上方裝上紅外感應(yīng)裝置，如果有乘客還未下車完畢，即使司機按下關(guān)閉按鈕，車門也并不會關(guān)閉，同時向司機發(fā)出警報信號，延遲關(guān)閉車門。后車門開

14、啟按動開啟按鈕公交車到站檢測乘客下車完畢按動關(guān)閉按鈕乘客下車紅外控制車門鎖死檢測乘客還未下車2人機評析對車門附近扶手進行考察：用cad作出如圖3所示： 圖3 車門附近扶手cad圖2.1長桿的高度：現(xiàn)有長桿的高度為2米，根據(jù)人體測量，考慮通常人體的身高不會超過1.9米考慮，所以2米的長桿高已經(jīng)足夠。2.2彎曲扶手距離汽車內(nèi)地板的高度：彎曲扶手距離汽車內(nèi)地板的高度為1.2米，考慮到每個乘客的身高具體尺寸的不同，經(jīng)實驗證明，取1.2米的高度可使身高較矮的乘客獲得舒適的握感，如果乘客較高，可將手扶握在向上翹起的扶桿上以獲得較舒適的握感。2.3向上翹起的扶桿與主長桿之間的距離： 向上翹起的扶桿與主長桿之

15、間的距離設(shè)計為20厘米主要是考慮避開公交車門的開合扇角所形成的區(qū)域，乘客的手扶在上面也不用擔(dān)心會被車門夾到。第三章 改進設(shè)計1 改進設(shè)計圖圖4 車門內(nèi)附近扶手設(shè)計改進圖綜合上述分析，改進用sketch up 軟件作圖4所示 2改進設(shè)計說明 1）彎曲扶手距離汽車內(nèi)地板的高度為1.2米。取1.2米的高度可使身高較矮的乘客獲得舒適的握感，如果乘客較高，可將手扶握在向上翹起的扶桿上以獲得教舒適的握感。2）向上翹起的扶桿與主長桿之間的距離設(shè)計為20厘米主要是考慮避開公交車門的開合扇角所形成的區(qū)域，乘客的手扶在上面也不用擔(dān)心會被門夾到。第四章 小結(jié)4.1 課題內(nèi)容小結(jié)這一次的大作業(yè)，我選取了改進公交車內(nèi)乘

16、車環(huán)境作為分析的課題，在這其中，所有的工作都是滿足一個目的，即安全、舒適、高效，同時我也意識到了人的自然行為傾向?qū)τ谌藱C工程學(xué)設(shè)計的重要性，人因?qū)W的基本要求是使機械設(shè)備、工具、作業(yè)場所以及各種用具、用品與人的生理、心理特點相適應(yīng)，達到人們工作和生活的最佳效率和保持良好的狀態(tài)，為次，涉及生理學(xué)、心理學(xué)、社會學(xué)諸多因素的人的自然行為傾向，便在其中起著很重要的作用。4.2 大作業(yè)小結(jié)通過這次大作業(yè)的親身實踐，我深深感受到了人機工程學(xué)這門學(xué)科的實用性，也發(fā)現(xiàn)在我們身邊有這么多可以改進的細(xì)節(jié)，也體會到如果人機工程學(xué)能普及到生活的每一處，這將對社會、人們的生活造成不可估量的影響。在作業(yè)的完成過程中，在對專業(yè)知識的運用方面，我也成長了很多，每一次想法的改進都加深了我對人機工程學(xué)這門學(xué)科的理解和掌握，