人機工程學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書(編輯修改稿)
2025-02-12 09:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 包括對不良坐姿的強制矯正功能。就座椅設(shè)計而言包含有兩大設(shè)計工作，其一是為座椅本身的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計，其二為符合使用者的人體生物力學(xué)要求。前者屬于家具工程的工作，后者則為工作設(shè)計或人體工程學(xué)所要探討的領(lǐng)域。本次設(shè)計屬后者。座椅設(shè)計的一般原則：⑴座椅的形式和尺度與坐的目的或動機有關(guān)；⑵座椅的長度必須與相對的人體測量值配合；⑶座椅的設(shè)計必須能提供坐者足夠的支撐和穩(wěn)定作用；⑷座椅的設(shè)計必須能使坐者改變其姿勢，但其椅墊必須足以防止坐姿行為中的滑脫現(xiàn)象；⑸靠背，特別是在腰部的支撐，可降低脊柱所產(chǎn)生的緊張壓力；⑹座墊必須有充分的襯墊和適當(dāng)?shù)挠捕?，使之有助于人體的壓力分布于坐骨結(jié)節(jié)附近?？紤]到坐的動機，座椅簡單地分為3種：第一種用于休息，設(shè)計重點在于使人體獲得最大的舒適感，因此要判定這種座椅的設(shè)計是否有效合理，應(yīng)以人體的壓力感覺是否減至最小，以及人體任何部位的支撐點，只有最小的不舒適等為評判基準(zhǔn)，第二種是各種作業(yè)場所的工作用椅，穩(wěn)定性事其重要考慮因素，腰部必須有正確的支撐，而且體重分布為座墊上；第三種是多用途椅，常用于多種方面的目的，例如可能與桌子配合使用，有時用它工作，或者用作備用椅常常需要收藏起來。本次設(shè)計中采用第二種座椅即工作椅。 座面高度設(shè)計正確的座高應(yīng)使坐者大腿保持水平，小腿垂直，雙腿平放在地面上，這是因為大腿底部的柔軟肌肉并不適合承受過度的壓力，座墊前端所受的壓力常使人感到不舒適，當(dāng)腿短的人坐在比他的小腿還高的座面上是=時，雙腿常需要懸空，雙腿無法平貼于地面，座墊前端壓迫大腿底部，影響血液循環(huán)，導(dǎo)致小腿麻木，建議座墊前端應(yīng)比人體膝窩高低約50mm，而且使膝窩感覺不到壓迫感，座墊前端宜有半徑25~50mm的弧度。但座面太低對腿長的人也不適合，同時因骨盤后傾，致使正常的腰部曲線為止伸直，導(dǎo)致腰酸背痛，工作用椅人體通常需以比較直立式且雙腿平放于地面，其座高宜比休息用椅稍高。許多研究認(rèn)為，工作用椅的座高宜設(shè)定為可調(diào)整式的，以適合多數(shù)人使用，工作用椅座高為350~500mm，調(diào)節(jié)范圍為工作臺下240~300mm之間。 坐深設(shè)計 正確的坐姿使用者易尋求到合適的腰椎支撐，如果座深尺度值超過身材較小者的大腿長，即臀部至膝窩距離，座面前緣將壓迫到膝窩的壓力敏感部位，使坐者為使軀干達(dá)到靠背的支撐面而改變腰部曲線，或向前滑坐，導(dǎo)致骶椎與腰椎無靠背支撐而呈不良坐姿，就工作用椅而言，它的只用這分布很廣，其座深可取身材較矮小者人體測量值作為依據(jù)，身材高大者，其惟一的不利因素在于其雙膝略微露出座面前端而已，只要設(shè)定的座高便雙腿能平放在地面上，就不致于在大腿底部引起壓力疲勞。工作用椅座深為300~400mm。 座寬設(shè)計 座寬的設(shè)計必須適合身材高大者，其相對應(yīng)的人體測量值是臀寬。這種人體尺寸值受性別的差異影響較大，座寬宜采用較高百分位的女性測量值為設(shè)計依據(jù)。座寬應(yīng)滿足臀部就坐所需要的尺寸，使人能自如的調(diào)整坐姿，一般可取400~500mm。 座面傾角設(shè)計 座面角度應(yīng)以座墊水平夾角衡量。座墊后傾角有兩種作用：首先由于重心力，軀干會向靠背后移，使背部有所支撐，降低背部肌肉的靜態(tài)肌肉力；其次在長期的坐姿下，座墊后傾以防止臀部逐漸滑出座面，對于坐在不同靠背角度座椅的人體，采用肌電圖（EMG）測量其背部肌肉所引發(fā)的活動力，結(jié)果顯示具有與正中垂直線呈20176。的靠背傾斜可獲得良好的背部支撐，然而，就座椅功能和坐的動機而言，工作用椅和休息用椅的目的是讓身心松弛，當(dāng)然最佳的松弛狀態(tài)時身體躺下呈水平式的姿勢，而后傾的座墊面有助于維持類似姿勢，但工作用椅的目的是獲得一種使它很容易接近于前方工作區(qū)的姿勢，后傾的座面使坐者獲得以驅(qū)趕向前的姿勢工作，脊柱形成了不正常彎曲，大部分工作需要以人體軀干朝前彎曲的姿勢來進(jìn)行，前傾式的座面符合這種條件，而坐在座面后傾即使只有5176。的工作椅上，也會引起腰部曲線拉直而產(chǎn)生不舒適感。通過5種座墊高度和不同坐姿的組合，測量坐在椅子上的人體在座面上的壓力分布以及背部肌肉被拉伸的程度，結(jié)果顯示坐在前傾5176。的座面比坐在后請式者有較少的肌肉伸張，而座面壓力分布更為均勻。工作椅的座面如果為前傾式，必須設(shè)置有彈性座墊，否則前傾式的座面會降低身體穩(wěn)定性，增加向前滑動的可能性。此外在這種環(huán)境下，靠背支撐的必需性不太明顯，因此人體其他部位的肌肉必須產(chǎn)生較大的作用力，以平衡背部肌肉所減少的負(fù)荷。所以工作椅座面傾角一般小于3176。 靠背的高和寬設(shè)計座椅的設(shè)計必須提供正確的腰部曲度，使脊柱處于自然均衡狀態(tài)，正確的腰部支撐形成的脊柱前彎姿勢，是一種合乎自然地形勢，這種姿勢可由兩種座椅設(shè)計獲得：一種是考慮面與背之間的角度；另一種是必須正確的支撐腰椎部位。成年人腰部彎曲率厚度約為15~25mm，縱向弧度約為250mm半徑，中心位置約在座面上方230~260mm處，而腰椎的支撐點位置則應(yīng)稍高一點，以達(dá)到支撐人體背部重量的目的?？勘车某叽绾屯尾康孛娴郊绮康母叨燃凹鐚捰嘘P(guān)，其高度尺寸值如有座墊椅面時，必須取自人體坐定受壓后的座面，然而靠背的線性尺寸值只有靠背設(shè)計問題的一部分，靠背的功能主要是維持一種避免疲勞的松弛式脊柱姿勢，因此其形狀和角度才是最重要的，每個人的脊柱曲率形態(tài)有很大的差異，因而靠背高度和形狀之間的關(guān)系也就更為復(fù)雜，為了配合落坐時人體向后突出的骶骨和臀部柔軟的需要，同時又要使腰部能堅實地配合在靠背上，學(xué)者建議，在座墊正上方的靠背必須有一口區(qū)域或向后傾斜退縮，其高度空間至少為125~200mm，因此，必須根據(jù)使用場合采用不同的靠背高度，取值范圍宜為460~610mm；其背寬為350~480mm，靠背的截面可以是一個人半徑大于1000mm的圓弧。 靠背與座面夾角設(shè)計與座墊角度相同，為了防止人體坐姿向前滑動和引導(dǎo)腰彎部位（包括骶椎）依靠在靠背上，設(shè)計時必須考慮靠背與座墊之間的角度，從人體脊柱形狀而言，靠背角度在115176。較為合適，接近自然地腰部形狀，不過也有人主張比直角稍大的95176。~100176。可
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