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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流人体工程学与座椅设计.精品文档.人体工程学与座椅设计一、坐姿分析1.坐姿的优点和缺点（1）优 点a.可免除站立时人体的足踝、膝部、臀部和脊椎等关节部位受到静肌力，减少人体能耗，消除疲劳b.坐姿比站立更有利于血液循环c.有利于保持身体的稳定，这对精细作业更适d.在脚操作场合，坐姿保持身体处在稳定的姿势，有利于作业。(2)缺点a.限制了人体活动范围，尤其是需要上肢出力的场合，往往需要站立作业，而频繁的起坐交替也会导致废劳。b.长期维持坐姿也会影响人体健康，招致腹肌松弛，脊椎非正常弯曲，以及对某些内脏器官造成损害，如消化器官与呼吸器官c.坐姿太久也
2、会造成下肢肿胀，静脉压力增加大腿局部受到压力，增加血液回流阻力，引起不适感。2.坐姿矫形学生理（1） 正常的姿势下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨时则后凹。在良好的坐姿状态下，压力适当地分布于各椎间盘上，肌肉组织上承受均匀的静负荷。（2） 当处于非自然姿时，椎间盘内压力分布不正常，形成的压力梯度，严重的会将椎间盘从腰椎之间挤出来，压迫中枢神,产生腰部酸痛、疲劳等不适感。躯干完全挺直的坐姿使脊椎严重弯曲，因椎间盘上压力不能正常分布，身体上部的负荷加在腰椎部，引起不适，因此90度角的靠背椅是不良的设计,躯干前倾的姿势会使本来前凸的腰椎拉直甚至反向后凹，这种姿势因而也极不舒服，影响了胸椎和颈椎的正常弯
3、曲，使颈、背部疲劳 故良好的坐姿：腰与大腿成135度，腰椎部有支撑 F E D C B AG3.肌肉活动度脊椎骨依据其附近的肌肉和腱连接，椎骨的定位正是借助于肌腱的作用力。一旦脊椎偏离自然状态，肌腱组织就会受到相互压力(拉或压)的作用，使肌肉活动度增加，招致疲劳酸痛。3组不同坐姿的23腰椎背棘直肌肌电图在挺直坐姿下，腰椎部位肌肉活动度高，因为腰椎前向拉直使肌肉组织紧张受力。提供靠背支承腰椎后，活动力则明显减小；躯干前倾时，背上方和肩部肌肉活动度高，以桌面作为前倾时手臂的支承并不能降低活动度。C 大于90度的靠背可防止骨盆的旋转，增加坐姿稳定性 且使坐姿更接近自然状态根据矫形学原理和肌肉活动度分
4、析可得出下列结论：A 躯干挺直或前倾的坐姿很容易引起疲劳B 设置适当的靠背可使疲劳降低二座椅设计（一）设计原则和分类6. 椅垫必须有足够的垫料和适当的硬度，使其有助于体重压力均匀地分布于坐骨结节区域1. 座椅的形式与尺度及其功用有关2. 座椅的尺度必须参照人体测量学数据确定3. 身体的主要重量应由臀部坐骨结节承担4. 座椅前缘处，大腿与椅子之间压力应尽量减小5. 腰椎下部应提供支承，设置适当的靠背以降低背部紧张度（二）当考虑坐姿动机时，座椅基本分为三类：1.休息为目的的安乐椅设计重点在于使人体得到最大的舒适感，消除身体的紧张与疲劳。合理的设计应使人体的压力感减至最小。2.作业场所的工作椅稳定性
5、是主要因素，腰部应有适当的支持，重量要均匀分布于座垫(或座面)上，同时要适当考虑人体的活动性，操作的灵活性与方便等。3.多用椅这类座椅以多种功能为设计重点。它可能与桌子配合，可能是工作、休息兼用，也可能是作为备用椅可以折叠收藏起来。（三）设计细则1.座高：休息用安乐椅3845cm，工作椅4350cma. 适当的座高应使大腿保持水平，小腿垂直，双脚平放于地面。b. 座面不能过高，否则小腿悬空时，大腿受椅面前缘压迫，使坐者感到不适，长时间这样坐着血液循环受阻，小腿麻木肿胀。因此，座高一般按低身材人群设计，建议座面前缘应比人体膝窝高度低35cm，且有半径为2.55cm的弧度。c. 座面亦不能太低，否
6、则腿长的人骨盆后倾，正常的腰椎曲线被拉直，致使腰酸不适。d.休息椅应使腿能向前方伸展，以放松肌肉，也有助于身体的稳定e.工作椅使人以较直立的姿势坐于其上，双脚平放于地面，故其座高比休息椅稍大f.当作业面固定时，椅高上限应根据身材较矮的作业者的要求来确定，因为工作椅的高度显然与作业面高度有关，工作椅最好高度可调，以适应不同作业者2.座宽：4345cma.座宽必须能容纳身材粗壮的人。对单人使用的座椅，参考尺寸是臀宽，以女性群体尺寸上限为设计根据，b.对成排相邻放置的座椅，如剧场观众椅，则座宽应以肘间距的群体上限位为设计基准，以避免拥挤压迫感。c.座宽亦不能太大，如长时间坐姿作业，双臂应得到应有的支
7、承，如座宽太大，则肘部必须向两侧伸展以寻求支承，这样会引起肩部疲劳。3.座深：休息用椅4043cm，工作用椅3540cma.指椅面前缘至后缘的距离，该尺寸不能太大。正确的座深应使靠背方便地支持腰椎部位b.如座深大于身材矮小者的大腿长（臀部至膝窝距），座面前缘将压迫膝窝处压力敏感部位，这样若要得到靠背的支持，则必须改变腰部正常曲线；否则，坐者必须向座缘处移动以避免压迫膝窝，却得不到靠背的支持c.为适应绝大多数使用者，座深应按较小百分位的群体设计，这样身材矮小者坐着舒适，身体高大的人只要小腿能得到稳定的支持，也不会在大腿部位引起压力疲劳。4.座面倾角：休息椅1920度，工作椅小于3度a.座面倾角指
8、座面与水平面所夹角度b.座面后倾的作用有两点：是由于重力，躯干后移，使背部抵靠椅背，获得支持，可以降低背肌静压。是防止坐者从座缘滑出座面。后者在振动颠簸的环境中尤为重要，如汽车鸳驶用座椅及长途汽车的乘客座椅c.从座椅的功能来区分:休息椅座面倾角大，有利于身心松弛，大座面倾角与靠背倾角构成近于平躺的休息姿势。对工作座椅而言，因作业空间一般在身体前侧，如座面过份后倾，脊椎因身体前屈作业而会被拉直，破坏正常的腰椎曲线，形成一种费力的姿势，因此倾角不能太大，一般为3度以下d.研究还表明：采用座面适当前倾设计的工作椅会更适合于工作，尤其是办公室工作，比如对写字和绘图用椅的设计，当要求座高较高时，对于倾斜
9、式绘图桌用椅，前倾角应达到15度以上，如果背靠角为90。，则相当于座面与靠背夹角为l05度，这是坐姿的最小舒适角度，靠背对于脊椎部还能起适度的支持作用，肌肉紧张较小，背部压力在椎骨上分布也较均匀。5.靠背的高度与宽度a.因为人体背部处于自然形态时最舒适，此时腰椎部分前凸，座椅设计要从座面与靠背之间的角度和适当的腰椎支持来尽力保证。成年人腰椎部中心位置约在座位上方2326cm处，腰椎支点应略高于此尺度，以支持背部重量。b.靠背由肩靠和腰靠两部份构成，大部份工作场合，腰靠最主要。c.靠背的最大高度可达4863cm，最大宽度可达3548cm。靠背的尺寸主要由臀部底面到肩部的高度(决定靠背高)和肩宽(
10、决定靠背宽)有关，确定高度时还必须计入座椅的有效厚度。d.为了使背部下方骶骨和臀部有适当的后凸空间，座面上方与靠背下部之间应有凹入或留一开口部分，其高度至少为12.520cm指座面与靠背的夹角，其目的与座面角度相似6.靠背角度 ：103一112度从脊柱正常形态来看，该角为115度较为合适。实际应用中，建议取：阅读用椅101l04度，休息椅105108度7.扶手高：座垫有效厚度以上2122cma.在不妨碍执行某些待定作业的情况下，一般座椅应考虑设置扶手。扶手的主要功用是使手臂有所依托，减轻手臂下垂重力对肩部的作用，使人体处于较稳定的状态。它也可以作为起身站立或变换坐姿的起点。b.扶手不能太高，否
11、则迫使肘部抬高，肩部与颈部肌肉拉伸；但如过低则实际上使臂部得不到支撑，或者躯干必须偏斜，以寻求一侧的支承8.椅垫a.人体在坐姿状态下，与座面紧密接触的实际上只是臀部的两块坐骨结节，其上只有少量的肌肉，人体重且的75左右由约25cm2的坐骨周围的部位来支承，这样久坐足以产生压力疲劳，导致臀部痛楚麻木感。b.测试研究表明，坐于座垫上的臀部压力值大为降低，而接触支承面积也由900cm2增大到1050cm2，使压力分散。c.椅垫的另一优点是能使身体采取一种较稳定的姿势，因为身体可以适应地陷入座垫。 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 27 18 10座面上的距离 cm产生的压力 kg正常的坐姿双腿交叉时座椅侧面轮廓（每格100 100 mm）座椅设计实例（休息用椅）座椅设计实例（多功能座椅）座椅侧面轮廓（每格100 100 mm）座椅人机工程学中靠背办公座椅、工作面、搁脚板的配合尺寸（mm）高靠背办公座椅、工作面、搁脚板的配合尺寸(mm)车辆082班3080221059赵小超