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日本GK:列车通用座椅 G-Fit 的诞生历程

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GK 从 1988 年开始,就开始为三菱重工做海外市场的车辆设计,移动的水晶「 Crystal Mover 」就是其中的一个,它是一款自动短途客运列车,现遍布于世界上各大国际机场,用于航站楼之间的客运运输。

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「 Crystal Mover 」后来又被再设计用于城市交通系统,列属于城市化「 Urbanismo」系列之下。三菱重工方面要求 GK 在设计新一代的列车时考虑:模块化的车身,以及标准化的装备和配件。

为了设计一个城市化系列「 Urbanismo」的通用模块,GK 的设计师们提出了他们对车身结构和内室结构发展的计划,并与三菱的工作人员反复沟通讨论。其中很有代表性的一项就是座椅。如果一辆列车的座椅是由单人座椅组合起来的,那么一定数量的单人座椅结合起来就可以满足列车的需求。如果是这样的话,座椅的模块就只需要一个。但客户提到,如果是大批量采购双人座椅,三人座椅或五人座椅可能会更节约成本。

初期模具的投资虽然高,但是如果大批量生产的话,单个座椅的价格就会变的很便宜。就中型交通工具「 AGT 」自动列车来说,订购列车座椅的数量可能是有限的,但是如果单个座椅被用到城市化「 Urbanismo」的整个系列中,座椅的大量生产会使企业获得一个很大的收益。

什么是G-Fit

在城市通勤列车中,长排椅是非常普遍的,因为它可以留出更多的空间供乘客站立,这样一班列车就可以搭载更多的乘客。但传统的长排椅靠背都很低,在列车加速减速或转弯的时候,乘客很难在座位上保持自己的位置。为了避免倒向旁边坐着的乘客,人们总是下意识的握紧自己的大腿,或是绷紧自己的身体。在城市化「 Urbanismo」系列中,设计师们采用了一个中高型环抱靠背椅,它有足够高的靠背来保证身体的上半部保持在位置上。新一代通勤列车座椅 G – Fit ,2014 年在百合鸥号「 Yurikamome 」的 7300 系列上首次登场,现在,它已经是其它新一代三菱重工自动列车「 AGT 」的标准座椅了。

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被忽视的靠背重要性

 等候室的座椅和列车上的座椅或许应该是一样,因为他们都是给乘客坐的。但就设计而言,它们是完全不同的事物。

列车上的座椅,表面应该像沙发一样柔软,以减小列车上下震动给乘客带来的影响,但是软座椅却让上半身不稳,不能保持在原位不动。

前后晃动或左右晃动又是怎样的呢?因为人的上半身是以臀部为支点晃动的,所以当背部支点在远离臀部支点的更高的背部位置时,就可以轻松的保持姿势。靠背就说为了达到这个目的,所以低靠背对保持稳定是没有用的。

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新一代的千叶市单轨列车:Urban Flyer 和京阪 8000 系都加高了靠背来帮助乘客放松。

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座椅靠背角度与人体模型

考虑到上半身的稳定,座椅的靠背角度就十分重要。角度越大,靠背分担乘客后背的压力就越多。但在通勤列车上,乘客是需要很轻松就能从座位上站起来的。在内部设计阶段,GK 的设计师暂将靠背角「后背的角度」设定为14 度,但是经过反复的模型实验,发现最合适的靠背角度应该是 15  度。

设计师们使用了胳膊和身体可以摆动模拟坐姿变化的二维人体模型。坐姿的关键点就是髋关节点。从侧面看,大腿和身体之间的髋关节点(股骨的旋转点)是最为关键的。这提供了确定后背和腿角度的人体依据。

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与传统通勤列车相比,G-Fit 的座面和靠背将乘客的重力负荷分散到了更广阔的区域

在车辆制造行业,坐姿是由布局规划负责设计的,换句话说,这是工程领域的范筹。但 GK 是一个自由的设计公司,没有明确的规定和限制谁负责什么领域。为了更好的实施方案,设计师们经常跨学科进行设计。

3 D 人体实验模型:RintaloidJM 50 ,「JM50:日本成人男性的第50百分位身体尺寸」是由 GK 广岛综合研究设计中心研发的。未来,随着 3 D 扫描仪精确度的提高、仪器的普遍,收集各种座椅的 3D 数据会变的更加简单。为能在设计中使用数据,就必须研发各种各样的新工具。它将提供给我们创造新设计技术的机会。

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「 Rintaloid JM 50」模拟人体坐姿的 3D 数字模型。通过不同的姿势和座姿来确定后背和臀部与座椅的接触面。通过比较实际的坐姿,研究出一个恰当形式的人体模型,并反馈到座椅设计中,图中是日本第 50 百分位的男性身材尺寸。

基于模型和数据设计的座椅

 G-Fit 靠背的结构是很简单的。外壳「内核材料」上覆盖轻薄的缓冲材料再套上座套。即使坐在光秃秃的座椅上就已经很舒服了,因为外壳本身的形态就很符合人的身体曲线。

这个结构如此的合适,是因为在设计过程中,反复使用模型验证是否舒适,并测试各种缓冲材料的软度和厚度。设计师在模型实验的过程中对形态和乘坐舒适性的调整是至关重要的。

深度坐下后,乘客就可以感受到座椅的舒适。当靠背和座面之间的角度适当时,乘客就能自然的有一个优雅的坐姿,并且可以防止他「伸出他的腿」。在传统座椅的研发过程中,座椅生产商负责提供座椅的模型,因此,从设计到制作一个框架、处理缓冲材料,缝制椅套直到这些工序都结束需要花费很长的时间。在生产过程中出现问题,通常也是委托生产商来解决,设计师很难参与到解决问题的过程中。

G-Fit 实物模型。一个让身体觉得舒适的形态引导出优美的坐姿。

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工程伙伴的帮助

大量生产 G-Fit 的关键是靠背的树脂处理「注塑成型」。在汽车中,树脂经常被用在最强的部分,作为座椅的内核材料。但是,以前从来也没听说过铁路列车上的座椅框架是由树脂注塑做成的。

在设计阶段,为了合作,GK 接触了几个汽车座椅生产厂家。但是由于各种原因,没有一家同意合作。

但 GK 的设计师们没有放弃,同三菱商议,最后决定由自己开发座椅。在三菱的内部建立大量生产的系统,没有再找其他的传统座椅生产商合作。

首要任务就是树脂的挑选:物质的特性,不同物质的粘合,粘合剂的选择。光是材料就需要特别专业的知识。除此之外,还需要寻找制模和加工皮料椅套的专家。因为制模的方法和结构是不同的,所以每当确定了材料,设计师们就需要找新的合作伙伴。寻求合作伙伴是一件很困难的事情,但最终,因为这些工程合作伙伴的努力,G-Fit 实现了。

工程精髓渗透到设计师中

 形态和工程是同一枚硬币的两面,以工程的角度来做 G-Fit 的设计,是 GK 的设计师们通过在各种项目中与工程师合作积累的工作经验得出的设计方法。在 GK ,产品设计师们对各种事物都很感兴趣,经常向「自然规律」提问,想打破那些认为「理所当然」的东西。这些讨论也提供了实现设计的驱动力。

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图片来源:GK Report

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