办公椅的工程学原理

办公椅的工程学原理

办公椅是一种工作用椅，一般要装备轮子，以能在水平方向上沿任何方向移动。办公椅在高度上可以调节，也能绕中心轴进行360度的旋转。但是舒适度是最重要的要求，也是它的主要特点，这是由于人们将长时间地坐在上面工作。自20世纪以来，设计们都力图满足舒适度的要求，但是并没有得以十分明确的结果。由于办公椅和其它任何一种坐类家具一样，都有一个共同的起源―椅子，它需要遵循同一个基本的人体工学的舒适度规则。

根据肌肉的作用力/工作和能量保存的关系，从所做的功的公式：

WF＝F×P1P2×cosα

式中的cosα表示力与位移之间的方向关系。从公式中我们可以看出，人的身体的理想姿势是与水平面成90°，这种姿势可以使肌肉消耗的力最少，而正是肌肉使人体保持了直坐的状态。然而，要使这种直坐的姿势能够很好的保持下去，就有必要对腰部实行支撑（lumbodorsal）, 以使肌肉的用力处于最小的状态。

即使到现在，办公椅的设计仍然是不正确的，因为这些设计不能使人体保持理想的坐姿。实际上，靠背在坐垫的后部，人的背部必须后倾或者弯曲，才能接触到腰撑，这样就失去了理想的坐姿。坐椅设计上的这种不足称之为“结构性缺陷”，因为它已沿用了几千年。腰撑必须在实际上能向前移动，托住需要腰撑的人体部位，这样才能保证直坐的姿势。

坐椅可以分成三个功能部分，即靠背、座垫和下部支撑。

靠背

腰撑必须能向前移动，以与人的背部接触，这个功能可以节约肌肉的能量，防止人体后倾而失去理想坐姿。所以，腰撑的高度范围可以限制在脊柱（spine）的L5－D8（T8）部位，因为如果高出这个部位，脊柱的伸展就会感困难。

另外一个重要的方面是，腰撑的高度必须可以调节，因为每个人所需要的腰撑的高度是不同的。在增添了头撑（headrest）的情况下，按照肩部的外廓来增加靠背的高度是有

好处的。

因为腰撑应该与整个腰脊椎前凸（Lumbar lordosic）相吻合，所以加上一个轻软的靠垫是合适的，但是它的撑托应能在人的背部产生足够必要的反作用压力，同时不会弯曲。

座面

座面有两个重要的特点：

第一，从顶部到底部、从前部到后部要有一个坡度（1°已足够），距离地面也要有适当的高度。座面的坡度可以加快大腿处的血液循环，使坐、立的动作方便。当人体保持直坐状态时，重力的分力将使臀部和大腿向前移，但由于软垫的拖拉作用，这种位移很容易

被抵消了。

第二，座面的长度不应超过40厘米。实际上，由于人体上的上半部分把他的大部分重量压在骨盆的坐骨上，座面的长度只要20厘米也就足够人坐了。

当在40厘米的座面上方有一个向前突出的腰撑时，人坐时总会坐在座面的前缘，所以

必然向后靠才能接触到腰撑。

由于人体的直坐姿势，人体上半部分的重量被均匀地分布在座面上，所以可以把座面设计成平面，没有必要在它上面镂铣什么形状来贴合臀部和大腿。因此，用一个摩擦力大的软垫要比过于柔软或易变形的软垫要好一些。

中心支架

因为人体必须保持直坐姿势，所以靠背不允许后倾，因此支架的脚只需要3只就够了，互成120°。它们只需突出底座周边1厘米，以保证稳定性最佳。

这还能使办公椅所占的空间最小，这是一个不可忽视的优点。

讨论

根据上述的理论，如果只要少量的装置就可以使办公椅十分舒适可人，为什么现在的办公椅要有如此繁琐的机构才能使靠背和座面进行最复杂的动作，甚至常常要求是同步进

行的呢?

答案很简单，设计师仍然认为舒适是每个的愿望。所以他们希望提供给用户一切可能的机构，使每个人都能感到自在，或者是利用经常改变坐姿使某一部分肌肉得到放松，正像马不时地变换它的身体姿势，把身体的重量从这条腿移到另外一条腿上去。

如果坐姿正确，用不着经常改变坐姿，事实上，理想的坐姿可以维持几个小时，比任何一种坐姿都可以维护得更久（当然除理想的坐姿以外）。

不幸的是，设计师们把每个人都想坐得舒服作为设计的前提，而接下来做的一切也就

错了。

设计师们创造性的努力目的在于设计出复杂的机构，最终变成了一种智力游戏。有两个简单的理由可以用来驳斥他们：首先，用户并不知道什么是理想的坐姿；其次，人们不喜欢花很多时间来看使用说明书去调节一部“坐的机器”。因对肌肉孪缩的生理学研究而获得诺贝尔奖金的森特?杰尔格耶（Szent Gyorgyl）“进化就是简化”。记得计算机刚发明时要占一座房子，而现在它可以放在一张桌子上。

最后，办公椅的机构太多，因此，价格昂贵，它是少数人坐的椅子而不是为所有人服务的。根据人体工学的原理来设计为使用者拥有的办公椅，首先考虑的是客观上的舒适，其次是价格，它将不容置疑地可以为大多数人所拥有，制造商也可以省去研发的费用。如果按照人体工学的原理来设计办公椅，可以达到95%的舒适度，尽善尽美的舒适度是不可能. 以人造革沙发冒充真皮沙发、贴面家具冒充实木家具，中密板材冒充高密板材，橡胶木具充橡树木……外表富丽堂皇的家具买回去，用了不到半年就散架——恼人的伪劣家具，使消费者对家具的投诉日益增多。现在家具城、家具商店多了，欺诈行为亦日益增多。其实，某些豪华家具城中的家具，其品质不一定高。买家具不但要注意家具商品的外观，而且要

看家具商品上是否署明了生产厂家、地址和企业名称，还要看清是否有标价签、在标价签上有没有材质、等级、漆种、功能尺寸、物价员等重要内容。那些价格随便写，材质、漆种随口说的家具，买了很容易上当。如果搞不懂，就先不要买。所以消费者掌握一些家具识假辨劣的知识，实属必要。这里提供鉴别家具质量、检查假冒伪劣情况的部分方法：1、注意家具框架结构上有否榫槽、是否用胶粘合紧密。特别注意有无断榫、断料现象。对于隐蔽的抽屉内里，更要检查屉结构中有无榫槽，榫槽内是否施胶，抽屉帮和堵头有否用钉子联接的现象。买沙发前要从沙发座底观察，若框架只用钉子结构，不开榫眼、不施胶，

时间一长，必会松动变形。

? 2、做工精细程度是区别家具优劣的关键因素。比如购买沙发或床垫，首先观察外观质量是否宜人；其次检查外沿包布的牙线直弯程度情况，有否跳线现象；再次，看一看内里所用遮掩物，是不是使用了陈旧的布料和脏污皮革。

3、警惕瞒天过海。革质沙发的革面没有适手感觉，要么薄软湿凉，要么厚重干硬，光泽度不高；皮质沙发细腻柔韧，适手性能好，细看皮纹有走向，光泽度高。选购实木家具，不能仅看表面木纹，要小心贴面家具混迹其间，只要你观察细致，从贴合边角或背面的底纹连线和走向上进行对比，就能发现贴面的蛛丝马迹。而某些油漆、腻料厚重的家具，表面一点也看不到木质，其内里全是低劣板材，全靠油漆、腻料包装。若买回家，一旦漆料划落，就很难再使用。全包的沙发也存在掩人耳目的问题，所以检查颇为重要，其中应特

别了解内部木材有否粗糙、腐朽或虫蚀现象。

4、鉴别偷工减料。比如，有的家具用中密度板条、刨花板条做承重部件。又有的家具，穿

衣镜背后不用挡板和压条固定，只用钉子做托销，很不坚固。

5、通过手感，检查家具内里的木材干燥程度。藉此辨别木质的含水率高低。须知木材未经

干燥处理，含水率高，家具容易变形、走样。

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贡献者：康康