人機(jī)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)--輪椅的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及人機(jī)分析-文庫(kù)吧資料
2025-06-12 19:50本頁(yè)面
【正文】 椅坐墊形狀，它們均采用合理的弧面，靠背符合人體背部曲線(xiàn)，坐墊符合人體臀部曲線(xiàn)，都符合體壓分布，滿(mǎn)足舒適性要求。圖 7 可以看出坐墊上的壓力分布應(yīng)是坐骨結(jié)節(jié)處最大，由此向外逐漸減小，直至與坐墊前緣接觸的大腿下平面壓力最小。圖 6 靠背體壓分布圖圖 圖7 座墊體壓分布圖圖 6 可以看出靠背上的體壓分布應(yīng)當(dāng)是腰靠部位最高。 人體質(zhì)量作用在座椅和靠背的壓力分布稱(chēng)為體壓分布，它和坐姿密切相關(guān)。 舒適性設(shè)計(jì)輪椅的乘坐舒適性主要取決于座椅系統(tǒng)能否為使用者提供舒適的坐姿。表 1 男性18~55 歲主要尺寸百分位數(shù) 1 5 10 50 90 95 99 身高(mm) 1543 1583 1604 1678 1754 1775 1817 坐高(mm) 836 858 870 908 947 958 979 臀寬(mm) 284 295 300 321 347 355 369 前臂長(zhǎng)(mm) 206 216 220 237 253 258 268 大腿長(zhǎng)(mm) 413 428 436 465 496 505 523 小腿長(zhǎng)(mm) 324 338 344 369 396 403 419表2 女性18~55 歲主要尺寸百分位數(shù) 1 5 10 50 90 95 99身高(mm) 1449 484 1503 1570 1640 1659 1697坐高(mm) 789 809 819 855 891 901 920臀寬(mm) 295 310 318 344 374 382 400前臂長(zhǎng)(mm) 185 193 198 213 229 234 242大腿長(zhǎng)(mm) 387 402 410 438 467 476 494小腿長(zhǎng)(mm) 300 313 319 344 370 376 390 驅(qū)動(dòng)輪的布置在輪椅行駛過(guò)程中，輪椅的前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)彎是由操作驅(qū)動(dòng)輪實(shí)現(xiàn)的，按人機(jī)工程學(xué)的要求設(shè)計(jì)最有利、最不易疲勞的驅(qū)動(dòng)輪布置。（2）座高是座面到踏板面的距離，主要為了保證從踏板到座面的距離，它相當(dāng)于人體小腿長(zhǎng)度加上腳的厚度，考慮到不同的人都能在舒適的狀態(tài)下工作，則坐高應(yīng)做成可調(diào)節(jié)的，其調(diào)節(jié)范圍按成人女子P50 百分位數(shù)到成年男子P95 百分位數(shù)設(shè)計(jì)，最后設(shè)計(jì)可調(diào)范圍為：375 mm~390 mm。以座椅的結(jié)構(gòu)為例，主要考慮座寬、座高、座深的設(shè)計(jì)尺寸。所以要根據(jù)座椅的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和滿(mǎn)足大多數(shù)人的人體尺度參數(shù)來(lái)標(biāo)準(zhǔn)的去設(shè)計(jì)輪椅。根據(jù)人機(jī)工程學(xué)中的“以人為本”的設(shè)計(jì)原則，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分考慮到人的感受和使用過(guò)程中的坐姿舒適性。并在其可調(diào)節(jié)部分的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，必須易于調(diào)節(jié)，必須保證在輪椅使用過(guò)程中吧會(huì)改變已調(diào)節(jié)好的位置并不松動(dòng)。最后，應(yīng)滿(mǎn)足坐姿人體測(cè)量尺寸。包括脊柱結(jié)構(gòu)；腰曲弧線(xiàn)和腰椎后突和前突；其次，應(yīng)滿(mǎn)足坐姿生物力學(xué)。并在此基礎(chǔ)上還要更加注意一些細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足使用者在使用過(guò)程中的安全性和舒適性。雖然人機(jī)工程學(xué)的研究?jī)?nèi)容和應(yīng)用范圍極其廣泛，但本學(xué)科的根本研究方向卻是通過(guò)揭示人、機(jī)、環(huán)境之間相互關(guān)系的規(guī)律，以達(dá)到確保人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)總體性能的最優(yōu)化?，F(xiàn)在，輪椅越來(lái)越多地由非專(zhuān)業(yè)的殘疾人使用，輪椅的設(shè)計(jì)要考慮它的使用和工作環(huán)境滿(mǎn)足操作者的生理和心理要求，達(dá)到工作環(huán)境舒適、安全、操作方便、減輕操作疲勞的目的。 圖4圖中： 上身挺直機(jī)頭向前傾的身體輪廓，為保持身體姿勢(shì)而必須的平衡活動(dòng)已考慮在內(nèi)；1. 從髖關(guān)節(jié)起上身向前、向側(cè)彎曲的活動(dòng)空間；2. 上身不動(dòng)，自肩關(guān)節(jié)起手臂向上和向兩側(cè)的活動(dòng)空間；3. 上身從髖關(guān)節(jié)起向前、向兩側(cè)活動(dòng)時(shí)手臂自肩關(guān)節(jié)起向前和兩側(cè)的活動(dòng)空間；4. 自髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)起腿的伸、曲活動(dòng)空間。如果選用第95百分位的數(shù)據(jù)，則只能適合這個(gè)長(zhǎng)度較長(zhǎng)的人，而不適合這個(gè)長(zhǎng)度較短的人要考慮椅面的傾斜度人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用原則如圖3,模型設(shè)定為成年男子,其身高為17750mm ,體重為75kg圖3 坐姿的活動(dòng)空間根據(jù)坐姿活動(dòng)空間的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)要求來(lái)座椅的尺寸。坐著的人與家具底面之間的靠近程度是否是關(guān)鍵尺寸要保證適當(dāng)?shù)拈g距，故應(yīng)選用第95百分位的數(shù)據(jù)要同時(shí)考慮座椅高度和坐墊的彈性腿彎高度是確定座椅面高度的關(guān)鍵尺寸，尤其對(duì)于確定座椅前緣的最大高度更為重要確定座椅高度，應(yīng)選用第5百分位的數(shù)據(jù)，因?yàn)槿绻翁?，大腿受到壓力?huì)使人感到不舒服。 所引用的主要人體測(cè)量數(shù)據(jù)百分位數(shù)/% 年齡分組男（1860）1 5 10 50 90 95 99女(1855)1 5 10 50 90 95 99項(xiàng)目 數(shù)據(jù)坐高/mm836 858 870 908 947 958 979789 809 819 855 891 901 920坐姿頸椎點(diǎn)高/mm599 615 624 657 691 701 7195
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