人因工程-椅子

人因工程设计作业

西安交通大学

基于人因工程的电脑椅 分析与设计

班 级 工硕51

姓 名 陆燕萍

学 号 05083006

指导老师 孙林岩

日 期 2007-11-15

基于人因工程的电脑椅分析与设计

——工硕51 陆燕萍 05083006

【摘要】：随着电脑的推广，对电脑椅的分析和设计显得尤为重要。本文通过对现在很多电脑椅设计存在的不足出发，利用人因工程学的原理，分析电脑椅设计的原则，对电脑椅的改善设计进行了较为深入的研究分析，设计出了安全舒适的电脑椅。

【关键词】：电脑椅人因工程

一、 电脑椅分析的背景

近几年来，随着电脑的推广，“电脑族”也在不断壮大，越来越多的工作人员需要在电脑前完成工作。而很多年轻人的习惯是坐在电脑前不挪窝地连续作战，当然，也包括现在的很多大学生喜欢在电脑前一坐好几小时上网学习甚至打游戏。这样，时间一长，就会出现眼睛模糊、腰酸背疼、头颈酸痛等现象。所以，有了所谓的“电脑族”的“职业病”。

因此，电脑椅设计除了大方美观之外，更重要的是必须运用人因工程的原理，设计出满足人的各种需要的电脑椅，才能真正满足人的生理与心理的需求，让人们坐在其上可以获得更好的需求，达到最佳的工作状态。

但是，目前我国的电脑椅设计大多数还停留在比较传统的结构上，对于人因工程学的考虑还不够，电脑椅的设计不够完全满足人的需要。长期下去会对人体产生严重的损害，降低工作效率。所以基于人因工程的电脑椅的分析与设计就显得尤其重要了。

二、 现在很多电脑椅设计的不足

目前在中国，还有很多工作单位为计算机工作人员提供的并不是专门的电脑椅，很多工作人员的电脑椅是用传统的靠背椅子来代替的，最常见的靠背椅子如图1所示；还有一些工作人员的电脑椅虽然材料、外形都不错，甚至价位也不低，但是不可调，不可旋转等，如图2所示；还有一些办公室、家庭电脑椅虽然可调高度也可旋转，但是其设计不符合人体坐姿生理特性的要求，如图3所示。

电脑椅设计不足的另一个方面是，由于一些刻板、方程式般套路的办公空间已经无法满足人们的需要。因此，色彩多样、造型别致、使用方便等重视个性发展、关注人性化的办公椅，当然也包括电脑椅的设计越来越多了，但有些设计仅有造型或仅有功能，却欠缺人因工

程学的要求。这样的话，也就无法让身体从腰酸背疼中解救出来。

总之，很多设计不是没有很好的高度调节装置，就是没有符合要求的要靠背靠，或者是椅垫过软，椅轮不灵活。电脑椅设计不当，再加上人体坐姿不正确，将引起人体过早疲劳，长期下去，还有可能引起累积损伤。

三、 电脑椅设计的原理

上面分析了现在很多电脑椅存在的不足，那么，怎么才能设计出很好的电脑椅呢？首先要从电脑椅设计的原理出发。

电脑椅设计不仅要在制造工艺和生产方面可行，符合安全要求，更重要的是在设计的思想中体现人因工程、解剖学，使人坐着舒服，这才是我们的最终目的。

（1）人体坐姿生理特性分析

在坐姿状态下，身体的主要支撑来自脊柱、骨盆、脚和腿。其中，脊柱位于人的背部中线处，椎骨由肌腱和软骨连接，腰椎、骶骨和椎间盘及软组织承受坐姿时上身大部分的负荷。人体正常的腰部是松弛状态下侧卧的曲线形状。正常的姿势下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨时则后凹。在良好的姿势下，压力适当的分布于各椎间盘上，肌肉组织上分布均匀的静载荷。当处于非自然姿势时，椎间盘内压力分布不正常，产生腰部酸痛、疲劳等不适感。舒适的坐姿应保持腰曲弧形处于正常状态，在这种状态下，各椎骨之间的间距正常， 椎间盘上的压力轻微而均匀，腰背肌肉处于松弛状态，从上体通向大腿的血管不受压迫，保证血液循环正常。

（2）正确的坐姿

因此，最舒适的坐姿是臀部稍离靠背向前移，使上体略微向后倾斜并且保持体腿夹角在90°～115°，同时大腿与小腿之间的角度一般为100°～120°，小腿与脚掌一般为85°～95°，如能保持这种状态，人体就会达到比较舒适的坐姿。

由研究得知，当直腰坐时，脊柱的变形较大，肌肉的符合也大。当放松坐时，背部肌肉符合小，有利于整个身体的平衡，感觉比较舒服，但此时，椎间盘的内压力增大。由此可见，肌肉与椎间盘对坐姿的要求是矛盾的。所以，应该适当变换直腰坐和放松坐两种姿势，这样，即可以通过改变内压力，改善椎间盘的营养供求状况，又可使肌肉得以放松。

（3）电脑椅设计的一般原则

理想的电脑椅，应使电脑工作者体重分布合理，上臂不负担身体的重量，肌肉放松，工作时躯干稳定性好，变换坐姿方便，使工作者有很好的舒适感。

总的来说，设计时应依据人体工学的需要考虑到以下几点一般原则：1)电脑椅的形式及尺度和它的用途相关。2)应根据人体测量数据进行设计。3)身体的主要重量应由臀部坐骨结节承担，休息是腰背部也应承担相应重量。4)减少大腿对椅面的压力。5)应设计靠背、腰部支撑和扶手。6)应能自由的变换身体位置。7)椅垫要有一定厚度、硬度和透气性，确保体重能够均匀的分布与坐骨结节区域。

四、 电脑椅的改善设计

据美国的一项专案研究，单靠采用优良的椅具就能使作业人员每天增加相当于40分钟的工作时间。所以，电脑椅正确的改善设计显得更为重要了。（具体设计见 图 4）

（1） “S形”靠背 有助于保持脊椎自然曲线的靠背为避免坐的时候，人的腰椎曲线不自然的变形，使椎间盘承担过大的压力，影响身体健康。椅背必须符合人体功学的腰椎靠垫，当电脑工作者坐下时，能很贴切地保持腰椎的自然曲线，以获得更舒适与健康的姿势，增进工作效率。

（2） 三度曲面椅座 依据人体工程学而设计的三度曲面式椅座可增加大腿底面及臀部

与椅座的接触面积，从而分散并降低这些部位的压力。同时，略为后倾3°～5°的臀部区，有助于稳定骨盆的位置，避免臀部向前滑动。另外，要有下滑式的椅前，这样，可以减轻对大腿下侧的压迫，保证腿部血液循环畅通。

（3） 人因工程椅垫 肌肉对于支撑人体、维持适当姿势是非常重要的，但肌肉的紧张收缩，是疲劳的来源。因此，优良的椅垫必须能够给予身体适当的支持，以降低其紧张的程度。椅垫的适当与否，是影响肌肉疲劳的主要原因。椅垫过于柔软，密度太低或不均匀无法稳定身体，均衡支撑身体，使坐姿变形，从而产生肌肉疲劳现象。

所以，一个理想的椅垫必须具有高密度、弹性好、密度均匀、不变形、不老化、不助燃和无毒等特性。

（4） 高度可调装置 轻、快、准的高度调节装置座

面的高度必须调整得非常恰当。过高的座高会使

腿悬着，使大腿底面受到过大的负荷，压迫血管，

会导致血液循环及坐姿不良。过低的座高，相对

桌面的话就显得太高，就会产生肩膀和手臂的疼

痛。采用单手操作、不离开座位即可调节高度的

可调装置，迅速而准确地高速移动高度，使得椅

子的运用范围、弹性及机动性都大大地提升，使

用者可配合自身的身高、工作性质及环境等因素，

适时而又轻松地调整座高。

（5） 符合动态要求 优良的电脑椅必须能够满足

动态的要求。没有一种固定的姿势是理想的坐姿，

再加上工作时间内许多动作要在椅子上进行，例

如电脑打键、接听电话、从地面拾取物品、与访客交谈等等。所以，好的电脑椅必须能够符合上述的动态要求。那么，除了要设计可旋转的椅坐，还要设计一个可调式椅背。这种结构可以调整靠背的角度来达到动态平衡的要求，使人们在工作时倚靠不同角度的靠背，以此适应各种工作性质的需求。此结构可以舒展身躯与大腿间的夹角，使得腰椎曲线恢复自然，减少背部的不适感。