人机工程学设计报告

女 86.3 31.8 37.0 39.3 50.9
15~18岁中学生人体基本尺寸 范围(单位：厘米）
二：人机工程之“椅子”学分析
座椅尺度与功能要求：
座椅的功能主要是满足人们坐的基本要求，坐具尺度与功能合理与否，直接关系到人使用时的舒适程度与 工作效率。
坐高：
座椅是影响坐姿舒适程度的重要因素之一，过高或过低都会影响坐具的使用功能。根据对坐具的体压分 布情况来分析，坐具的高度应小于人的小腿到地面的垂直距离。
很多父母都认为儿童的不良坐姿是由于疲劳所引起，但很少有人知道 不良的坐姿其实是由于椅子的不合理结构所造成的，普通椅子的结构基本是 “h”型（直面直角型），就坐时人体的重量主要有臀部和大腿根部承受，在 学习、工作时，上身与大腿之间的角度一般小于90度，上体成“c”型，这种 坐姿自然会使人的脊椎弯曲，腿部、腰部、殿部负担加重，久坐腰酸背痛。 对于每天长时间坐椅学习的少年儿童来说，确实是不堪忍受，不知不觉就弯 腰趴到了桌面上，长此以往，孩子的背部就容易形成“c”型。可以说，普通 椅子这种结构上的致命缺陷是造成儿童近视和驼背的真正元凶。
坐面过高：坐面太高以致双腿悬空，则不但腿部肌肉受压，而且上腿、下腿和背部肌肉 均呈受拉状态，用不了多久就会疲劳。椅面高度一般不能高二人体高度的1/4，以稍低为好。
坐面过低：当坐面过低至膝角或小于90°时人的体压过分集中，腹部肌肉产生挤压不能保证 人的腰部胝部椎骨的适宜状态，牵动背部肌肉，增大了背部肌肉的负荷时间，会使人产生痛 苦和不适导致疲劳。
研究人员以仪器测量了不同坐姿对背部造成的压力，发现坐下时稍稍向后仰，身体与大 腿成135°角，才是最佳坐姿。研究结果发现，向后仰的坐姿对背部最有益，脊椎各部分受 压最均匀。
保持良好的坐姿与选择适合自己的椅子一样重要。坐在椅子上应尽量做到腰背挺直，将 重心分摊至左右臀部及大腿处。如坐在有靠背的椅子上，则应在上述姿势的基础上尽量将腰 背部紧贴椅背，这样腰骶部的肌肉才不会疲劳。不要养成跷二郎腿的习惯，否则会给颈、背 部造成持续的负荷，使背部肌肉、韧带长时间受到过度牵拉而受损，从而引起原因不明的腰 痛，此外，跷二郎腿久坐，还会因双腿互相挤压，妨碍腿部血液循环。
坐面的宽度：坐面的宽度过窄，除了感到拘谨不能恰当的使用外，身体两侧的肌肉均会 有受到挤压的感觉；坐面的宽度过宽，两臂必然向外伸张，使背阔肌和肩部三角肌等肌腱组 织受到拉伸。这两者都容易产生疲劳。
椅子的软硬度：椅子的软硬度也应该适中，太硬的椅子坐起来不舒服，太软的椅子对健康也 不利。过于柔软的椅子比起硬的椅子来，使人大脑活动迟钝，因此，不宜供作业使用。
坐宽：
坐宽主要满足臀部的尺度要求，一般应不小于人的臀部宽度，根据不同的坐具可设置 380~460MM之间，软体坐具可设置450~500MM。
坐深：
坐深是指坐具的前沿至后沿的距离，通常人的做深应小于人大腿的长度，一般不大于 420MM，软体坐具一般不大于530MM。
坐面斜度与背斜度：
坐面斜度一般采用后倾，坐平面与水平面之间的夹角以3~6度为宜。坐具的背斜度适当后倾，垂 直面与坐具靠背的夹角以5~15度为宜。
座椅的扶手高度：
坐具的扶手高度与坐具的舒适程度相关。一般根据人在就坐时，手臂自然屈臂的肘高与坐面的距 离。一般在250MM左右。座椅有关尺度
2020/3/1
俯视图
尺寸图
主视图
左视图
其调节的最 高高度为45 厘米左右， 最低高度为 30厘米左 右。
效果图
靠背
靠背现在的人不会再老老实实的坐在椅子上，他们会呈现各种 姿势，靠背给他们一个腰肌休息放松的机会，但是，要真正的 放松就要看椅子的背部曲线设计是否合理。该设计的靠背由于 装上了靠背弹簧，可以实现90度至140度的自活动调节，而且 随着角度的增大，弹簧的弹力也显著增大，有效地支撑背部的 重量。在较直立坐姿的时候，压力主要作用在脊柱的下半部分， 此时靠背可以支撑脊椎下半部分的压力，在向仰时，压力主要 作用在脊柱的上半部分，此时由于靠背弹簧的伸长，可以有效 地支撑脊椎上半部分的压力。这样无论是伏案作业还是后仰看 书，都可以有很好的支撑和保护，有效地分散脊柱的压力，同 时使背部、腰部的肌肉得到均匀地分压。同时，靠背的高度在 40厘米左右，宽度在35
生需要长期地伏案学习，对椅子的舒适度要求比较高。学生需要较频繁地查阅资料，经常起 身或转动身体。
人机理论基础 正确的坐姿 ：
并不是自己感到舒服的坐姿就是好坐姿。正确的坐姿应是上身挺直、收腹、下颌微收， 两下肢并拢。如有可能，应使膝关节略高出髋部。如坐在有靠背的椅子上，则应在上述姿势 的基础上尽量将腰背紧贴椅背，这样腰骶部的肌肉不会疲劳。久坐之后，应活动一下，松弛 下肢肌肉。另外，腰椎间盘突出症患者不宜坐低于20cm的矮凳，尽量坐有靠背的椅子，这样 可以承担躯体的部分重量，减少腰背劳损的机会。
传统书房坐椅的不足
传统坐椅的不足之处可以归结为以下几点 1、没有考虑人体的ຫໍສະໝຸດ Baidu理特点，在靠背和坐 垫的设计上没有很好地适应人体的曲 线。 2、靠背不可调或不可动，这样的靠
背使学生不能很好地舒展身体，背部的压 力集中在一定的部位，久而久之，就可能 导致背疼甚至出现驼背。
3、椅子的高度不可调。不同的人对椅子 的高度等有不同的要求，只有在刚好满足 个人的生理要求时，坐着才会最舒服。 4、 没有踏板。当坐在椅子上时，身体的所有 压力都集中在臀部和大腿上，如果椅子有 一个踏板的话，可以把脚放在踏板上，一 来可以减轻臀部和大腿的压力，二来有利
定位：
15~18岁
书房学习
实惠
中学生
经济
实用
人机改良 美观
简约
2020/3/1
草案设计
最终定案
四：尺寸调查综合（人体尺寸调查）
相关数据调查总结表:
高度范围 50~66cm
椅脚个数 最少5个
坐面宽 45～55cm
坐面长 38～42cm
座面与背靠倾角 范围105°～115°
坐面后倾 4°～6°
设计总结
产品设计结果讨论 该产品的优点： ������ 灵活性。该坐椅的高度可以随着身高的增加而相应调整，坐深可以根据要求 做相应的 增减，因此，可以很好地适合青少年的需求。 ������ 舒适性。该坐椅根据人类工效学的原理来设计制造，能很好地符合人体的要 求，使学 生在使用该坐椅里不易疲劳，并减少由于坐椅的原因造成的一些疾病。 ������ 人性化。该坐椅完全按照学生这一特定对象的需要来设计，同时在设计时充 分考虑到 使用者的感受，在一些细节的设计上更是处处为使用者着想，因此，该坐椅具有 较强 的人性化因素。 ������ 实用性。该坐椅处于中等价位，可以被大多数的顾客接受。同时，在设计它 的时候， 减少了一切不必要的部分，以处处体现人因工程原理和实用化为准则。
坐垫
坐垫。坐垫的设计注重简洁大方、 舒适圆滑的风格。首先，将坐垫的 平面设计成曲面，很好地配合人体 的自然生理曲线，可以明显增大臀 部的受压面积，压强分布均匀，使 用户更加舒服，适合长时间坐着的 人群。同时，坐垫使用有弹性、柔 软的材料制成，使臀部不至于因为 长时间坐着而疼痛。考虑到青少年 体形与成人有差距，坐垫的宽在45 厘米左右，坐垫的深度在40厘米左 右。
椅脚直径 40-45cm
座椅尺寸范围
座椅的角度值 实用功能要求
底座角度a 靠背角度b
工作用椅 0~5°
轻工作用 椅
5°
100°
105°
轻休息用 椅 5°~10°
110°
靠背角度
坐高
P50
腰宽
P95
臀宽
P95
小腿加足高 P50
臀膝距离 P5
2020/3/1
男 91.7 33.2 37.7 41.4 52.6
Thanks
于血液循环。
4、椅子不可旋转。当坐在椅子上时， 要经常转动身体，如果椅子可以旋转的 话，可以减轻腰部压力，减轻疲劳，提 高效率。
5、坐垫和靠背太硬。传统的坐椅往往是 硬邦邦的坐面和靠背，如果坐久了，臀部 容易酸疼，也不利于血液循环。
处于发育和成长的阶段。学生的身体特征随着时间有很明显的变化，尤其是身高。 学
书房座椅设计报告
目目录录
背景介绍 设计调查
设计草图
定案
设计总结
背景介绍
学生桌椅设计除考虑实用、经济、美观等要求外，必须应用人 类工效学原理，使其设计尺寸符合青少年人体尺度和人体动作 尺度，做到使用时保证人体有一个健康良好的坐姿，从而有利 于提高学习效率，减少疲劳和不舒适感，保证青少年学生身心 的健康成长。同时，普及人类工效学知识与设计科学合理的学 生用家具同样非常重要。
可调支杆。为了适应身高的不同 和学生的特殊需要，把支杆设计 成可调式的，随着身高的增长， 可以轻易地调节坐椅的高度，既 省钱又方便。其调节的最高高度 为45厘米左右，最低高度为30厘 米左右。
盘式椅脚。这种椅脚的设计充分 考虑了学生的特殊需求，它不像 一般的转椅一样可以滑动，它没 有安装滑轮，这样可以很好地起 到固定支撑的作用，使学生在伏 案作业时可以减少脚掌压力及腰 部、臀部及腿部肌肉的张紧 力。
人坐在椅子上工作或学习的时候，人体的重心会往前移，重心前移拉紧了人体颈部和背部的 肌肉群。长期保持这种坐姿，上述肌肉群会被拉长，收缩力减弱，逐渐造成人头颈部和胸部 前倾，这种前倾又迫使颈背部肌肉群进一步拉伸，久而久之，颈椎病和腰椎病也就找上门来 了。
椅子的局部形态和尺度对使用的重要影响 ：
椅子的局部形态和尺度对使用有很大影响。如：由它决定靠背和扶手的高度。从人体解 剖特点考虑，人的臀部肌肉丰厚坚实，是人体最能耐压的部位之一。所以合适的坐具应当设 计成使上体的重心落在臀部的骨骼上。