如何设计一款具有防疫功能的高铁动车座椅？

在新冠肺炎疫情的影响下，一般的高铁座椅在使用时并不能达到防疫检测的功能，不能进行乘客体温的实时监测，从而不能第一时间得知乘客的病情，存在疫情感染的安全隐患；

基于此，本文设计了一种具有防疫功能的高铁动车座椅，涉及高铁座椅技术领域，工作原理是通过高铁座椅背后的测温器，对乘客的体温进行实时监测，一旦出现体温过高的情况，报警盘会自动报警，让人们知晓，方便及时隔离。

点击升降按钮可以控制升降玻璃从安装板的内部升起，通过横杆拉手和靠背拉手，分别朝着 2 个方向拉拖塑料硬膜，利用塑料硬膜将整个座位罩起来，起到一定的隔离作用。

避免出现疫情相互感染的现象，提高座位的安全性，提高装置的实用性。具体结构图如图 1 所示。

1..1 功能叙述

本文设计的智能防疫座椅的结构主要分为 10 个部分，分别是高铁座椅、座椅靠背、电力连接杆、测温器、显示器、红外线测温头、报警盘、坐垫、座位扶手及按钮槽。以下是本座椅的主要功能叙述。

1.2.1 人体工学座椅

坐高铁列车的时候，人们通常都在座位上。脊椎是支撑人体的主要构造。其中，腰椎、骶骨和椎间盘支撑人体上肢大部分负荷，承担弯曲和扭曲的负荷。

人体在座位上时，脊柱有 4 个生理弯曲：脖子、胸、腰和骶。这些生理性的弯曲，有着椎间盘最好的压力分布和身体间肌肉反应。当座椅的设计不适合这个自然弯曲时，腰部就会产生压力变化，让人感到肌肉酸痛。
因此，在高铁列车的座位设计中，应充分考虑人脊椎的生理特性。座椅靠背曲线的设计应遵循人体脊梁的生理曲线，使得腰部和背部的肌肉在乘客入座时可以完全放松。

本研究靠背部分的设计是由木条拼凑而成，经过抛光处理，考虑人体工程学并根据参考文献所提供的资料来设计靠背和智能座椅，尽可能使使用者拥有完美的乘坐体验。

1.2.2 温度检测报警

扶手的旋转和折叠装置由齿轮组与驱动齿轮组运转的驱动器组成，通过主控模块控制电机驱动装置带动齿轮转动，实现座椅扶手的自动折叠和打开。

在设计方案中，通过电力连接杆、测温器、显示器、红外线测温头和报警盘相配合，可以对座位后面的乘客进行体温监测，发现体温过高的乘客，装置会自动报警，这样可以及时提醒乘务员做出相应的处理，避免出现疫情感染者再次与其他乘客接触感染的问题，提高装置的疫情防控效果，如图 1 中 4-7 部分所示。

1.2.3 座椅隔离板

如图 2 所示，升降玻璃的横截面积小于安装板的横截面积，升降玻璃和安装板的连接关系为活动套接。防护隔离罩一侧的顶端可拆卸安装横杆拉手，防护隔离罩一侧的底端可拆卸安装靠背拉手。


在设计方案中，采用升降按钮、安装板、升降玻璃、安装框和防护隔离罩相配合，对乘客本身实现自我防护，或对出现发烧、患有新冠肺炎的乘客及时进行隔离防护，提高高铁座椅的安全性能，从而提高装置的实用性。

智能防疫座椅装置侧视结构由升降按钮、安装板、升降玻璃、安装框及防护隔离罩组成，如图 2 所示。智能防疫座椅装置的按钮槽部分由安装框、横杆拉手和靠背拉手组成，如图 3 所示。

按钮槽的内部可拆卸安装有升降按钮，高铁座椅的一侧固定安装安装板，安装板的顶端可拆卸安装升降玻璃，座椅靠背的一侧固定安装安装框，安装框的内部可拆卸安装有防护隔离罩，如图 4 所示。

防护隔离罩由滑动板、转动轮、连接杆、塑料硬膜及硬膜收卷杆组成。防护隔离罩的滑动板的表面可拆卸安装转动轮，转动轮的内部可拆卸安装连接杆，连接杆的一侧固定连接塑料硬膜，塑料硬膜的内部可拆卸安装硬膜收卷杆。

2 防疫座椅体温检测模块设计

2.1 总体功能

本防疫座椅体温检测模块的主要功能是一旦检测到坐在座椅上的乘客体温超过 37 ℃，底座上的振动器就会开始蜂鸣报警，并提示乘务员前来查看该名乘客的身体状况。

利用 STC89C58 单片机作中央处理器，以单芯片微计算机为中心处理器，分成电源、网络接口、控制 I/O接口和数据处理 4 个部分。

首先，通过 DC9V 输入电源，然后利用 78L05、78L06 2 个不同的综合电压调节器分出+5 V 和+6 V 的分支电源。因此，光学耦合器的操作不会影响到主机的操作。通过因特网接口，服务器与控制终端交换信息，通过 I/O 接口，控制终端实现对空调（控制）设备实时状态的控制。

3 结束语

本文设计符合当代发展趋势。如果本文座椅投入使用，将大大减少车内工作人员的工作量，同时为乘客的安全提供了保障。

座椅靠背的底端固定连接有舒适坐垫，座椅靠背远离电力连接杆的一侧可拆卸安装有座位扶手，座位扶手的内侧设有按钮槽等优化设计，可以大大改善乘客的乘坐体验，且可减少桌板方面事故发生的几率。故发展前景与可行性较好。