基于未成年人手部號型的公交車扶手桿設(shè)計

王琛?陸雪億?訾然

摘 要：現(xiàn)有公交車扶手桿的設(shè)計忽略了對未成年人的人體尺寸的關(guān)注，未成年人在使用過程中缺乏安全性和舒適性。本文對公交車扶手桿進行改進設(shè)計，通過對未成年人的手部號型進行分析，設(shè)計一款適合未成年人的手部號型的變截面公交扶手桿。

關(guān)鍵詞：未成年;手部號型;扶手桿設(shè)計

我國城市交通發(fā)展面臨著交通擁堵、環(huán)境污染等問題，大力提倡公共交通是緩解這些問題的重要方法之一。[1]公共交通雖然價格低廉，但在乘坐舒適度和安全性上存在許多不足，尤其是對未成年人的關(guān)懷很少。[2]因此，“人”的因素是公共交通不能忽視的一個重要條件。在公交車扶手桿的設(shè)計中運用人機學(xué)原理，結(jié)合未成年人手部號型與生理學(xué)特點等學(xué)科知識，設(shè)計一款適合各個年齡段人群手部號型的變截面公交扶手桿，為未成年人創(chuàng)造安全、舒適的乘車環(huán)境。

1 未成年人手部號型

手部號型中“號”指手的長短，以手長尺寸表示;“型”指手的寬窄，以手寬尺寸表示，體現(xiàn)手部尺寸的大小肥瘦，兩者均以mm為單位。[3]測量對象選取500名未成年人，年齡為4～10歲，其中男性480名，女性20名，均為漢族，發(fā)育正常。測量手長，也就是橈側(cè)和尺側(cè)的莖突點連線的中點至中指指尖點的距離，手心向上，用直角規(guī)測量。測量手寬，用直腳規(guī)測量拇掌指角的隆起點至手掌尺側(cè)緣的直線距離。測量身高，即頭頂點至地面的垂直距離，用馬丁測高儀測量。[4]

測得男性未成年人手長范圍75～160mm，女性未成年人手長范圍58～145mm;測得男性未成年人手寬范圍45～65mm，女性未成年人手寬范圍35～60mm;測得男性未成年人身高范圍600～1670mm，女性未成年人身高范圍550～1510mm。[5]應(yīng)用電子計算機將測得的數(shù)據(jù)采用回歸分析的方法進行分析，手長與身高的測量數(shù)據(jù)分析結(jié)果為，男性：a=19.501，b=7.373，r=0.575，手長和身高的線性回歸方程：Y=19.501+7.373X，式中Y為理論身高，X為手長。女性：a=45.120，b=6.376，r=0.417，手長與身高的直線回歸方程為：Y=45.120+6.376X。手寬與身高的測量數(shù)據(jù)分析結(jié)果如下，男性：a=129.12+5.08X，式中Y為理論身高，X為手寬。女性：a=148.42+1.87X。對4個直線回歸方程相關(guān)系數(shù)進行檢驗，P小于0.01。

2 公交扶手桿改進設(shè)計

2.1 問題分析

公交車扶手桿大多采用花紋鋼管，管徑為32mm或35mm。32mm或35mm的管徑對于一般成年人來說，是比較合適的著力抓握管徑。但對于未成年人，尤其是4～10歲的未成年人，他們的手部還處于成長階段，號型比較小。相對于32mm或35mm的管徑，不是最合適的著力直徑，往往出現(xiàn)包絡(luò)不住、抓不穩(wěn)的現(xiàn)象。

2.2 人機要求

扶手桿的一般人機要求是：扶手桿的大小、形狀、表面狀況應(yīng)與人手的號型和生理條件相適應(yīng)。扶手類產(chǎn)品直徑大小的設(shè)計取決于手的尺寸，直徑大可以增加扭矩;但直徑不能太大，太大會減少握力，使指骨端直徑增加，導(dǎo)致指端疲勞。直徑小往往不容易著力，太小會導(dǎo)致抓握困難。

2.3 設(shè)計方案

手部號型因素中，對抓握直徑影響較大的是號，也就是手的長度。型相對于號來說，對抓握直徑影響不大，可以忽略。依據(jù)《中國成年人手部號型》，全國成年男子手部長度平均尺寸是180mm，全國成年女子手部長度平均尺寸是170mm。取170mm計算，管徑取目前公交車普遍的尺寸35mm。按成年人手長與管徑的合適的著力尺寸標(biāo)準(zhǔn)，假設(shè)管徑和手部長度間存在的是線性關(guān)系，線性方程為：Y=4.856X。選取5歲男性手長為120mm，由線性關(guān)系可得，5歲男性合適的著力管徑大小為24.71mm。

公交車扶手桿的改進設(shè)計基于上文的兩個方程：手長與身高的方程、手長與管徑的方程。變截面公交扶手桿設(shè)計受兩個因素影響，橫截面直徑與橫截面高度。首先確定橫截面高度，橫截面高度就是未成年人的抓握高度，是身高的60%～70%。確定身高后，由身高和手長方程計算手長，然后由手長和管徑方程計算管徑大小，也就是橫截面直徑。

因此，身高與橫截面直徑也可以直接簡化為線性關(guān)系。線性關(guān)系為：Y=27.858+49.759X（男性），Y=64.457+

44.231X（女性）。參照上述方程，計算扶手桿尺寸，設(shè)計適合未成年人的手部號型的變截面公交扶手桿。其特征為，隨著身高的減小，公交扶手桿的直徑線性減小，以適合未成年人抓握。

3 結(jié)語

基于手部號型的公交扶手桿設(shè)計，充分考慮了未成年人的人體尺寸，通過抓握橫截面直徑的變化，實現(xiàn)與未成年手部的著力貼合，為未成年人創(chuàng)造了安全、舒適的乘車環(huán)境，使人性化的設(shè)計體現(xiàn)出對未成年人的尊重和關(guān)心。

參考文獻：

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[2] 藺秀媛，閆小星，尹太玉.多功能臥具設(shè)計分析[J].藝術(shù)科技，2019（07）.

[3] 第燁，靳文奎.基于老年人懷舊傾向的交互產(chǎn)品設(shè)計研究[J].戲劇之家，2019（14）：141-143.

[4] 高玲玲，徐偉.縮短有限定制沙發(fā)平均生產(chǎn)周期的方法研究[J].家具，2019，41（2）：13-17.

[5] 姚月姝，祁憶青，王丹.冬季室內(nèi)有害揮發(fā)物釋放特征及防治措施[J].家具，2018，39（2）：11-14+23.

作者簡介：王琛，男，南京林業(yè)大學(xué)家居與工業(yè)設(shè)計學(xué)院實驗師，主要研究方向：工業(yè)設(shè)計工程。