桌椅设计工业设计人机工程.pptx

二、桌椅的历史与现状
20世纪20年代，德国包豪斯学校的教师布劳耶 突破木制家具的传统，设计出第一把钢管椅，首 开家具新材料使用的先河。
瑞典整形外科医生阿克布罗姆的《站与坐的姿 势》一书1948年问世，奠定了用人体解剖学理论 指导座椅功能设计的基础。他还于1954年发表了 座椅靠背曲线设计，见图。
1968年IEA召开了以座椅为主题的第一次国际学 术研讨会，掀起了座椅研究的新高潮。
五、工作座椅的一般人类工效学要求
1）结构型式应与坐姿工作操作活动相适应，使操作者保持 身体舒适、稳定准确的操作。
2）工作座椅的座高和腰靠高是可调节的。 适宜的人体尺寸调节范围：从女子5百分位数到男子95百分 位数，座高调节范围360～480mm之间；调节方式为无级的或 间隔20mm有级调节。腰靠高度为165～210mm间的无级调节。
B. 主要用于前倾工作的座椅，适宜于椅面前缘 低一点，即座面倾角略为负值。
C . 办公椅应提供前倾工作和后倚放松两种可能。
2、休息椅 休息椅多为椅面前缘翘起、a为正值。
三、靠背的形式及倾角
（一）不同座椅的靠背功能 1、工作椅：维持脊柱的良好形态，主要在于避免腰
椎的严重后凸。靠背主要是腰靠，以第三、四腰椎为 中心的位置上。 2、休息椅 靠背功能主要为支承躯干的重量、放松背肌。躯干的 重心大约在人体第八胸椎骨的高度，宜以此位置为中 心提供倚靠。 3、办公椅 采用以支承躯干为主的靠背，若同时提供腰靠，效果 较好。
缘之间的体压，对于降低背肌的紧张，都很重要。 在需要前倾工作时，缓解背肌紧张的方法是让小
腿获得支承，在其他情况下，让上身后仰倚靠在 靠背上即可放松背肌。
四、平衡调节理论
座椅在理论上无论怎么“合理”，坐的时间长了， 也会产生不舒适的感觉，需要活动一下身体，使 各部分的体压ห้องสมุดไป่ตู้况有所变动、调节，使骨骼肌肉 的状态有所转换、变更，这才更符合人体的自然 要求。
尺寸中的小腿加足高低10~15mm 根据数据计算，得出一个工作椅的基础数据，即中
国男女通用工作椅座高尺寸的调节范围为 350mm~460mm
2、其他椅子 大部分非工作椅为了坐姿的舒适，就座时小腿是往前
伸出而不是垂直于地面的，因此座高均宜于比工作座 椅低一些。 特殊用途座椅应根据使用特性确定座高。如车辆驾驶 室座椅的座高，以下面的计算式为基础进行设计：
影响椅面上体压的主要因素：椅面软硬、椅面高 度、椅面倾角及坐姿等。
椅面软硬与椅面体压 软硬适中
座高与椅面体压
图 三种座高下椅面体压等压线图(102Pa)
2、腘窝的压力 腘窝是对压力敏感的部位，应避免受压。 小腿在地面获得支承，可降低大腿的体压、背
肌紧张，而且是轻松实现上身平衡稳定的条件。
日本1974年把原高度740mm的办公桌改为高 700mm(男用或男女台用)，与高670mm(女用) 的两种新标准规格。
近年我国市场上的新型办公桌已经降到较为合适 的高度。我国已发布了一批有关家具的技术标准 。
第二节 坐姿生理解剖基础
第二节 坐姿生理解剖基础
一、坐姿脊柱形态及其生理效应 1、脊柱、椎间盘与骨盆结构
在坐姿状态下，支持人体的主要结 构是脊柱、骨盆、腿和脚。
脊柱位于人体背部中线处，由33块 短圆柱状椎骨组成，包括颈椎、胸 椎、腰椎、骶骨和尾骨，相互间由 肌腱和软骨连接 。
正常坐姿下，脊柱的腰椎部分前凸， 而至骶骨时则后凹。
2、坐姿脊柱形态的变化及其生理效应
脊柱的正常生理弯曲状态的特征是：颈椎为略向 前凸的弧形，胸椎为略向后凸的弧形，腰椎是向 前凸出的弧形，且曲度较大。
工业设计人机工程
——桌椅设计
第一节 桌椅设计概述
一：坐姿工作与座椅
从生理学、解剖学等方面分析，坐姿有以下特点： ①坐姿解除上身重量对两腿、足踝、膝、髋等关节的压力， 减轻了全身及腿部肌肉的负荷，可降低体能量消耗。 ②腿部血管内静压降低，血液易于向心脏回流循环，能缓 解疲劳。 ③有利于身体和情绪的安定，对脑力劳动、对非脑力型的 精细操作、视觉作业更适宜。 ④使腿脚能参与操作，还能利用靠背发挥腿脚的蹬力。 ⑤不利方面：操作范围、动作幅度小，双臂操作力小于立 姿，增加了人体对于环境振动的敏感性等。
3）零部件的外露部分不得有易伤人的尖角锐边。 4）工作座椅的结构材料和装饰材料应耐用、阻燃、无毒。
座垫、腰靠、扶手的覆盖层应使用柔软、防滑、透气性 好、吸汗的不导电材料制造。
第三节 座椅的功能尺寸
一、椅面（前缘的）高度
1、工作椅 设计要点：a大腿基本水平，小腿垂直置放在地面上，
使小腿重量获得支撑 b腘窝不受压 c臀部边缘及腘窝后部的大腿在椅面获得弹性支撑 符合上述要求的工作座椅座高设计为：比坐姿人体
图 造成腘窝受压 的两种原因
a)座面过高 b)座面 过深
a图中座面成近似水平，可使两坐骨结节外侧 的股骨处于正常的位置而不受过分的压迫， 因而人体感到舒适。
b图中，座面呈斗形， 股骨向上转动，这种 状态除了使股骨处于 受压迫位置而承受载 荷外，还造成髋骨肌 肉承受反常压迫。
2、肩部与扶手高度 适宜的扶手高度是略低于坐姿肘高。 3、小腿的支承与背肌 小腿在地面上获得支承，对于降低大腿与椅面前
座高=(“小腿加足高”+穿鞋修正量)×sin α
α——踩油门、刹车时小腿与地平线间的夹角
二、座面倾角
1、工作座椅 通常把前缘翘起的
椅子的座面倾角a 定义为正值，反之， 为负值
图 前倾工作时座面 倾角与椅面体压的关系
工作椅的合理座面倾角，与工作姿势即工作中上 身的前倾程度密切相关。
A. 一般座面倾角可取a＝0°~5°，常推荐取a＝ 3°～4°
2、坐姿脊柱形态的变 化及其生理效应 从脊柱侧面可看到 有四个生理弯曲，即 颈曲、胸曲、腰曲及 骶曲。其中与坐姿舒 适性直接相关的是腰 曲。
图 不同姿势下的腰曲弧线
第二节 坐姿下的体压
1、椅面上臀部与大腿的体压 骨盆下两个坐骨粗大坚壮，局部皮肤厚实，由此
处承受坐姿的大部分体压比均匀分布更加合理。 但若压力过于集中，会阻碍微血管血液循环，局 部神经末梢受压过重。