人体工程学与桌椅设计(课堂PPT)

颈 椎：上段7节椎骨 胸 椎：接下来12节椎骨 腰 椎：再下面5节椎骨 骶 骨：5块骶尾骨融合成一体 尾 骨：4块骶尾骨融合成一体
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颈椎
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胸椎
9腰椎10源自骨1112尾骨
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椎 间 盘：每两节脊椎骨之间的软组织。由 于椎间盘软组织的变形，才使整个脊柱能 够实现弯曲活动。全部椎间盘的厚度之和 约占脊柱总长度的1／4，其中以腰椎段的 椎间盘为最后，所以让人体上身腰部的可 能活动度较大。
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座椅设计
设计原则和分类 设计细则
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设计原则和分类
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 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
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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。
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3组不同坐姿的2－3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。
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第三节 座椅的功能尺寸
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第四节 坐垫与靠垫
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第五节 办公桌的功能尺寸
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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
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
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
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座宽：43—45cm
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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。
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设计细则
座高 座宽 座深 座面倾角
靠背的宽度与高度 靠背角度 扶手高 椅垫
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座高：休息用安乐椅38—45cm，工作椅43—50cm
1. 适当的座高应使大腿保持水平，小腿垂直，双脚平放 于地面。 2. 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3—5cm，且有半径为 2.5—5cm的弧度。 3. 座面亦不能太低，否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。
第一节 桌椅设计概述
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我国已经发布了一批有关家具的技术标准，如： 《GB/T3976-1983学校课桌椅功能尺寸》 《GB/T14774-1993工作椅一般人类工效学要求》 《GB/T3326～3328-1997办公桌、文件柜、衣柜等家 具外形尺寸标准》
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第二节 坐姿生理解剖基础
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优点
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 坐姿比站立更有利于血液循环 有利于保持身体的稳定，这对精细作业更适 在脚操作场合，坐姿保持身体处在稳定的 姿势，有利于作业。
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缺点
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。 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
坐姿太久也会造成下肢肿胀，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。
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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。
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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。
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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 和颈椎的正常弯曲，使颈、背部疲劳
良好的坐姿：腰与大腿成135度，腰椎部有支撑
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， 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。 座宽亦不能太大，如长时间坐姿作业，双臂应得到应 有的支承，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。
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当考虑坐姿动机时，座椅基本分为三类：
休息为目的的安乐椅 作业场所的工作椅 多用椅
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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。
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作业场所的工作椅
稳定性是主要因素，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。
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。
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根据矫形学原理和肌肉活动度分析可得出 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 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
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2.人体脊柱形态的变化
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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。
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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。