人机工程座椅设计

人机工程座椅设计
人机工程座椅设计

人机工程学

——座椅设计

姓名:王可欣

学号:2009012554

班级:木设 092

产品设计构想

一、设计理念

为“坐”而设计

二、设计定位

为工作人员或者非工作人员在工作、学习、休闲之时提供安全舒适,并具有一定格调的座椅。让每一位使用着感觉到的,体味到的不只是座椅的舒适,更体会到的是一种生活态度,一种追求精致,追求完美的生活态度。

当然,这一切针对的主要是青年人,故而必须充满青年人的朝气蓬勃,具有青年人的色彩,充满积极向上乐观的色彩态度。

产品设计论证

三、市场调查分析

调查地点:市场,网页

调查时间:10月12日至19日

调查人:王可欣

调查对象:青年人群和各种样式的座椅

坐椅是坐的机器。人类最早使用坐椅完全是权利地位的象征,坐的功能是次要的。在文明史上,坐椅作为地位象征发展的极点是皇帝御座。直到本世纪初,人们才开始认识到坐着工作可以提高工作效率,减轻劳动强度。站立的人,从足踝、膝部、臀部和腰椎等关节部位都受到静肌力的作用,而坐下,则消除了这部分肌肉的负荷。今天,在工业国家内几乎2/3的工作是坐姿作业的,坐姿的正确与舒适与否直接影响到工作效率。因此,坐椅的研究受到了广泛的重视。

座椅是一种有靠背、有的还有扶手的坐具。按照使用的分类:机场座椅,汽车座椅,公交座椅,家庭座椅,餐厅座椅,休闲座椅等。

通过这次调查,我基本了解了座椅现存的一些问题和一些基本的人机尺寸大小,为自己再进行座椅的设计打下了良好的基础。同时也意识到了人机工程学在产品设计中的重要性,产品为人使用,就必须考虑人使用产品过程中的问题,想要设计出更加人性化的产品,就必须恰当运用人机工程学的有关理论,全面充分地考虑产品设计的方方面面,只有这样,才能设计出更加优秀的产品。

四、座椅的人机工程分析

(一)当前座椅存在的问题

1、座椅的高度宽度及背部扶手尺寸不合理。

2、座面太硬。

3、不够平稳倾角不合理。

4、不够美观。

(二)座椅的好处

1、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

2、坐姿比站立更有利于血液循

3、有利于保持身体的稳定,这对精细作业更适

4、在脚操作场合,坐姿保持身体处在稳定的姿势,有利于作业。

三、座椅的要求

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。

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。

3、工作座椅可调节部分的结构构造,必须易于调节,必须保证在椅子使用过程中不会改变已调节好的位置并不得松动。

4、工作座椅各零部件的外露部分不得有易伤人的尖角锐边,各部结构不得存在可能造成挤压、剪钳伤人的部位。

5、无论操作者坐在座椅前部、中部还是往后靠,工作座椅坐面和腰靠结构均应使其感到安全、舒适。

6、工作座椅腰靠结构应具有一定的弹性和足够的刚性。在座椅固定不动的情况下,腰靠承受250N的水平方向作用力时,腰靠倾角β不得超过115°。

7、工作座椅一般不设扶手。需设扶手的座椅必须保证操作人员作业活动的安全性。

8、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。

9、工作座椅坐面,在水平面内可以是能够绕座椅转动轴回转的,也可以是不能回转的

五、座椅的数据要求

1、座椅高度

座面高度指地面至就坐骨支承处的高度。合适的座高应使大腿保持水平,小腿垂直,双脚平放在地面上。若座面过高或过低都会产生不适,坐面前缘应比膝窝低,并做成圆弧形。座面高度按我国人体尺寸中的小腿加足高值,女性的5%(342mm)t 男性的95%(448mm),可取为380~450mm之间。休闲用椅座面高度可降低。

2、座宽

座宽能满足臀部就坐所需的尺度,使人能自如地调整坐姿。通常应以女性大身材第95百分位数值(346mm)的臀宽尺寸进行设计,以满足最宽人体的需要。一般可取400~500mm。座宽尺寸不能太大,特别是对长时间坐姿作业,双臂应得到应有的支撑,如座宽太大,肘部必须向两侧寻求支撑,反倒引起疲劳。成排相邻放置的座椅,座宽应比人的肘间距稍大些,以免拥挤感。

3、座深

座深指座面前后距离。正确的设计应使臀部得到全面的支撑,腰部得到靠背的支持,座面前缘与小腿间留有适当距离,保证小腿可自由活动。就工作座椅来讲,座深应按较小百分位数(5%女性401mm)的群体设计,即满足小身材者。通常工作椅可取350~400mm,休息用椅可取400~430mm。一般不超过430mm。

4、座面倾角

座面与水平面夹角称为座面倾角。当人坐姿处于腿、背之间夹角为135°时人体骨盆受力最为有利,因此坐面一般设计为前倾。对办工用椅,一般前倾角为0°~70°。为克服身体前滑,也可将坐面设计成后倾形状,可使体重合理分布在臀部和背部,但后倾角不易过大,一般为 3 °~ 5°。还可设计成倾角可调式。而休息椅后倾角可大一些,一般取14°~ 24 °,有利于肌肉放松。

5、靠背的高和宽

靠背的作用是保持脊椎处于自然形态的轻松姿势。设计靠背重点在腰部,即距离座面230~260mm处。最好做成可调节式的。靠背可分为肩靠和腰靠,作业场所的工作椅大部分属于腰靠。靠背的最大高度可达480~630mm,最大宽度350~480mm。支撑腰部以下的骶骨部分能增加舒适感,靠背下沿与座面之间最好保留有一定的空间(70~80mm),以容纳向后

挤出的臀部肌肉。靠背的横截面可以是一个半径小于1000mm的圆弧。

6、靠背与座面夹角

靠背与座面夹角若小于900,则腹部受压迫;夹角太大会降低人的警觉状态。从保持脊椎的正常自然形态和增加舒适感考虑,该角为115°较为合适。实际应用中视座椅用途不同采用不同值,如工作椅可取95°~105°;学生读书用椅可取95°~100°;休息椅可取105°

~110°。

7、座面硬度

与座面接触最紧密的是坐骨结节两个点,在这两个点周围约250mm2范围承受人体约70%的重量。所以,人们久

坐以后,感觉臀部酸痛。若在座面上加上软硬适度的座垫,可增加接触面积,从而减少压力分布的不均匀性。一般座垫的高度是25mm。太软太高的座垫,易造成身体不稳,反而会产生疲劳。在选则座垫材料时,还应考虑其散热和吸潮的能力,以及防止滑动的能力等。

8、扶手高度

在不妨碍执行某些特定作业的情况下,一般座椅可设置扶手。扶手的主要作用在于支持手臂重量,以减轻手臂下垂重力对肩部的负担,增加舒适感;在就坐和起身站立或变换坐姿进,可利扶手支撑身体。扶手高度一般取200~250mm。两扶手的内间距最大不超过500mm。扶手长度为200~280mm。此外,为了防止倾斜和滑动,座椅应设有5个脚,每个脚上均应安有方向轮,其所成的圆至少要和椅面尺寸一样大。椅面前缘不带棱角,做成弧曲面。

产品设计

如附图1 附图2

精细效果图

三视图

人机工程学驾驶室座椅设计

人机工程学的车内座椅设计 题目:基于人机工程学的车内座椅设计班级:09铁道车辆2班 姓名:屈难平 学号: 20097831

基于人机工程学的驾驶室座椅设计 摘要 以人机工程学的理论为基础,介绍了座椅设计中座高、座宽、座深、座面倾角、靠背高度靠背倾角等座椅静态参数的选取原则,以某轻卡座椅为例,用Pro/E 建立座椅的模型,导入Man-neQuinPRO10。2中进行人机分析,并结合实例对座椅的各静态参数进行选取。 关键词:人机工程学;轻卡座椅;舒适坐姿;建模分析 人机工程学是一门边缘学科,主要研究工程技术如何与人体尺寸、生理及心理特征相适应。在 轻卡驾驶室座椅的设计中,主要研究如何使座椅符合人体尺寸的需求,给驾驶员带来舒适感,降低驾驶疲劳度,提高驾驶的安全性,同时也能大大防止驾驶员由于不正确的驾驶姿势而导致的脊椎变形,以及由此引发腰痛、腰肌劳损等职业病。1.舒适坐姿的生理特征 图1所示为人体在各种不同姿势下腰椎的弯曲形状。曲线B表示人体松弛侧卧时,脊柱呈自然弯曲状态;曲线C是最接近人体脊柱自然弯曲状态的坐姿;曲线F是当人体的躯干与大腿的夹角呈90°时的情形,此时脊柱严重变形,椎间盘上的压力不能正常分布。因此,欲使坐姿能形成接近正常的脊柱自然弯曲形态,躯干与大腿之间必须有大约135°的夹角,并且座椅的设计应使坐者的腰部有适当的支撑,以使腰曲呈弧形自然弯曲状态,腰背肌肉处于放松状态人坐着时,大腿和上身的质量必须由座椅来支承。人体结构在骨盆下面有2块圆骨,称为坐骨结节,如图2所示。这2块小面积能够支持大部分上身的质量。覆盖在它们外面的皮肤能获得丰富的动脉血液供应,就像脚底一样。而在臀部的边缘部分,血液循环则大不一

室内设计家具尺寸(人机工程学)

室内设计家具尺寸(人机工程学) (单位:厘米) 衣橱:深度:一般60~65;推拉门:70,衣橱门宽度:40~65 推拉门:75~150,高度:190~240 矮柜:深度:35~45,柜门宽度:30-60 电视柜:深度:45-60,高度:60-70 单人床:宽度:90,105,120;长度:180,186,200,210 双人床:宽度:135,150,180;长度180,186,200,210 圆床:直径:186,212.5,242.4(常用) 室内门:宽度:80-95,医院120;高度:190,200,210,220,240 厕所、厨房门:宽度:80,90;高度:190,200,210 窗帘盒:高度:12-18;深度:单层布12;双层布16-18(实际尺寸) 沙发:单人式:长度:80-95,深度:85-90;坐垫高:35-42;背高:70-90 双人式:长度:126-150;深度:80-90 三人式:长度:175-196;深度:80-90 四人式:长度:232-252;深度80-90 茶几:小型,长方形:长度60-75,宽度45-60,高度38-50(38最佳) 中型,长方形:长度120-135;宽度38-50或者60-75 正方形:长度75-90,高度43-50 大型,长方形:长度150-180,宽度60-80,高度33-42(33最佳) 圆形:直径75,90,105,120;高度:33-42 方形:宽度90,105,120,135,150;高度33-42 书桌:固定式:深度45-70(60最佳),高度75 活动式:深度65-80,高度75-78 书桌下缘离地至少58;长度:最少90(150-180最佳) 餐桌:高度75-78(一般),西式高度68-72,一般方桌宽度120,90,75; 长方桌宽度80,90,105,120;长度150,165,180,210,240 圆桌:直径90,120,135,150,180 书架:深度25-40(每一格),长度:60-120;下大上小型下方深度35-45,高度80-90 活动未及顶高柜:深度45,高度180-200 木隔间墙厚:6-10;内角材排距:长度(45-60)*90 室内常用尺寸: 1、墙面尺寸 (1)踢脚板高;80—200mm。 (2)墙裙高:800—1500mm。 (3)挂镜线高:1600—1800(画中心距地面高度)mm。 2.餐厅 (1) 餐桌高:750—790mm。 (2) 餐椅高;450—500mm。 (3) 圆桌直径:二人500mm.二人800mm,四人900mm,五人1100mm,六人1100-1250mm,八人1300mm,十人l500mm,十二人1800mm。

基于人机工程学的汽车座椅设计研究

基于人机工程学的汽车座椅设计研究 摘要: 驾驶员坐姿舒适性仿真通常可以量化为驾驶姿势不舒适度模型。驾驶姿势不舒适度预测模型是根据驾驶姿势的影响因素,评价驾驶姿势不舒适度的数学模型。本文对重型商用车坐姿舒适性仿真研究主要做了以下几方面工作:首先,研究了在汽车领域计算机辅助人机工程技术的发展背景及国外研究现状,并对当今比较流行的舒适度建模方法进行了深入的总结。针对这些方法的不足,提出了基于关节载荷的驾驶姿势不舒适度建模方法。其次,进行了适宜驾驶姿势规律的实验研究。通过设计下肢、躯干、上肢实验,获取了建立姿势不舒适度模型所需要的关节载荷和关节坐标数据。最后,建立了以维持身体姿势的关节力及扭矩为目标函数,以人体姿势变量和汽车设计变量为预测因子的人体不舒适度预测模型,并将模型应用于实际项目的方案分析中。 关键词:驾驶员驾驶姿势人机工程技术人体舒适度 1 引言 随着时代的发展,当今社会已由工业社会向信息社会即后工业社会过渡,人类赖以生存的生活空间和生活方式,处处都是经过设计并不断完善的设计世界。现代设计,作为一种广泛的文化活动,已成为人们生活中的一部分。人们开始追求高品质的舒适生活,于是按照人体工程学设计的产品也就越来越受到大众的欢迎。人体工程学的产品也就成了现代社会人们追求的目标。先以汽车座椅为例,人体工程学的家具并不是人们头脑中所想象的仅有数据符合的座椅,它还包括除了人体生理数据之外的很多因素。它的设计原则除了常见的尺度设计原则,人体机能和环境设计原则,健康设计原则外还应该讲求黄金分割比的设计原则。并指

出在这些原则的指导下好的人体工程学座椅是功能与美学相结合的产品,可以为人带来身心两方面的享受。 2 舒适驾乘首要在于座椅设计 通过对汽车座椅设计中的人机因素分析,即尺度、形态、功能、色彩四方面的具体分析寻求汽车座椅设计与人机工程学的关系,从而论证目前汽车座椅设计中人机工程学应用的一些局限性,即学科涵与目标的矛盾、共性原则与个性需求的矛盾、统计与个案的矛盾以 及合理与合情的矛盾,通过对这些应用矛盾的透析,探求出汽车座椅设计中人机工程学应用的原则,从而最终为汽车座椅产品设计中人机工程学的应用探索出一条道路。 而人机工程学在汽车座椅设计中的作用主要体现在以下几方面 (1)为确定汽车空间围提供依据。 (2)为设计汽车座椅提供依据。 (3)为确定感觉器官的适应能力提供依据。 融人机工程学原理于汽车座椅设计已达到更大舒适度: 2.1 研究现状及主要容 现代科学技术的突飞猛进,以及人们工作和生活空间的不段变化,就要求汽车座椅的生产企业在座椅的设计、生产方式等方面进行改革,同时也要考虑降低成本,提高汽车座椅的经济性。因此市场不断细分,多种不同类型和不同设计的汽车座椅不断进入市场。 人们对汽车座椅外观样式、材料品质的追求,使汽车座椅的设计样式丰富多姿,各有特色。从而也使汽车座椅在设计上取得了瞩目的成绩。可以说汽车座椅

人机工程学课程设计——公共座椅

人机工程学课程设计 ——公共座椅的设计 学院:艺术与设计学院 班级:工业设计 09-2 姓名:李宇飞 学号: 0964122201 指导教师:张博

摘要 随着我国经济的迅速发展,公共设施也趋于完善,不仅是现代家具还是公共设施如座椅连廊的设计正趋于技术上先进、工艺上可行、经济上合理、款式上美观等方向发展。对他们的设计就是设计一种新的生活方式、休闲方式、娱乐方式。设计正在朝着由物质上的到精神上的转变,现代公共设施正朝着由实用、结实向多功能、舒适、装饰、休闲等方向发展。公共座椅首先是尺寸的确定,严格按照人机工程学来讲,休息和休闲座椅的各部分都在向着最佳尺寸的方向去发展和设计。通过日常生活中我们的观察和体验,很明显其中有些数据并不符合人机工程学尺寸要求,因为考虑到座椅的使用环境,其功能是为来往的人暂时性的休息提供方便,,因此在设计上并没有严格按照人机工程学尺寸来确定其所有尺寸。在色彩上,由于色彩对人的心理和生理产生影响,不同的消费群体对色彩的偏好(年龄差异,地域差异,性别差异等)均有所差异,具体使用环境以及设计形态的表达都是设计中色彩确定的影响因素。公共座椅的受众人群较为宽泛,所以不能单纯的去迎合某一特定人群而确定,因此需要根据具体的使用环境来具体确定。现代人的需求已不仅仅是停留在“实用”的层面上,人们更多追求的是具有丰富文化内涵和精神满足,他们需要的是有时代特征的并能满足自身心理诉求的产品。人机工学是设计中的应用原则与尺度考量,随着现代生活方式的急速转变,人们对于时尚的态度和对潮流的把握使得家具等设施的设计有了更多发展的空间和变通的余地。在设计中,我们应该把握好人机工学与设计的关系,建立起一种理性与感性相互融合、借鉴、协调的产品设计思想才是顺应时势与时俱进的正确应对法方法。 关键词:公共设施座椅人机工程使用环境

电脑座椅人机设计

电脑桌椅的人机分析报告及设计 一、前言 电脑基本上是每家每户必备的家用电器,现代人的生活越来越离不开电脑了,无论是工作、学习还是娱乐,电脑都是不可或缺的工具。因此不少用户在配置自己的电脑时,总是会认真细致地精挑细选,货比三家然后选择最适合自己的电脑。但是却往往忽视了选购电脑桌的重要性。不少人家里都没有购买专门的电脑桌,只是随便的用家里的普通的书桌和坐椅来代替,结果时间一长,经常会腰酸脖子痛,身体疲劳不说还影响视力,所以说配置一套合适的电脑桌椅是相当有必要的。 随着现代的社会科学技术突飞猛进,社会也在不断进步,人们对生活的要求也不仅仅在吃饱穿暖上了。人们开始注意到生活的质量,从而对生活的环境等等第一有了更新的要求。人们要求要更加的人性化,这就使得人机工程在我们的生活中大规模的运用。人机工程在生活中可以说是无处不在,从桌椅板凳到锅碗瓢盆,从行车走路到穿着打扮,都离不开人性化的设计。人机工程使得我们有个更高的生活环境。

二、现存桌椅的缺点及不足 电脑桌是用来放电脑的桌子,是很重要的办公及生活用品。现代的电脑桌款式多样,也有非常个性化的设计。随着社会和科技的进步,电脑桌的款式设计将会日新月异。在现在的学习生活中电脑已经是我们必不可少的工具了,无论是写论文、查资料、听音乐、玩游戏我们都离不开电脑。大学生每天要有2小时以上的时间是面对电脑的,也就是说我们每天要有很长的时间是坐在电脑桌前的。久坐电脑桌前的都有这样的经验,工作学习一段时间以后,常常会感觉脖子、肩膀发沉,起身活动一下就好了。肩膀酸痛最常见的原因,是由于不良坐姿引起的。同一姿势保持太久,使脖子和肩膀周围的肌肉紧张,时间一久就导致酸痛感。腕关节的病痛是由于长时间使用电脑,手部的神经受到压迫所致。不同于繁重体力劳动的是,从事电脑操作进行的是一项静力作业,伴随着头、眼、手的细小和频繁运动,往往持续时间长、工作量大,会使操作者的肌肉、骨骼反复紧张,引起相应的病症。 不论在办公室还是在家里,坐在电脑前不挪窝地连续作战是很多年轻人的习惯。时间长了,就会出现眼睛模糊、腰酸背疼等毛病,这是因为如果电脑椅与办公桌高度不够匹配,很容易对眼睛和关节造成伤害。应该及时挑选一把合适的电脑椅为好。 目前,“电脑族”在家办公、游戏的时间越来越长,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、关注人性化的办公桌椅也越来越多了,但仅有造型或仅有功能都是不够的。不论在家里还是在办公室,

人机座椅改良设计

人机工程学 座 椅 的 改 良 设 计 专业:

班级: 学号: : 指导教师: 在人们日常接触的家具中,使用最广泛的莫过于椅类了。按照人机功效学原理,椅子是在一定高度上用以承载人体重量,减轻身体疲劳的一种工具。功能特征良好的椅子能使人感到身体舒适,精力充沛;而设计不合理的椅子会让人很快产生疲劳感,四肢酸痛,腰背部肌肉紧。所以椅子的设计不仅要考虑形式,耐用,经济等方面,还要兼顾人体的生理结构及保健问题。因此,一些像人体测量、人体结构分析、骨骼运动、生理学测试等人机工效学领域的方法被引入椅类的设计中来,使得椅类设计从单纯的考虑使用功能向结合人机工效学原理,更符合人体生理特征的方向迈进。 1人体生理结构与运动特征 整个人体分为头、颈、躯干和四肢四个部分;包括运动、消化、呼吸、循环、泌尿、分泌、神经和生殖八个系统。与人体工程学关系最为密切的是运动系统,它由骨、骨连接和骨骼肌组成。骨骼肌在神经系统支配下,能够收缩、牵引所附着的骨,使人产生各种动作。人体的骨骼由206块骨连接而成,它分为头骨骨、躯干骨和四肢骨三个部分。躯干骨包括脊柱、肋骨和胸骨。脊柱位于背部正中由33块椎骨构成。椎骨上有椎孔,全部椎孔连起来形成椎管,容纳着脊髓。椎

骨按照位置的不同,大致可分为四段,最上面的7块为颈椎,其下12块为胸椎,再下面5块为腰椎,接着是连在一起的5块骶骨,和4块尾骨。从图1中可见脊椎从侧面看,有四个生理弯曲,颈曲,胸曲,腰曲,骶曲。由关节活动而产生的伸展、扭转等动作是家具设计中的重要依据,因此可以说,家具和人体姿势的变化关系,就是家具与人体关节转动的关系。 2人体测量 人体测量与许多因素有关,而且随着时代的发展,人体尺寸也在慢慢的发生变化。因此用测量仪器对人体各个部分的尺寸及各种动作尺寸进行测量,所测得的数据,需去掉两头的5%,取中间的90%的测量值来取平均值,这样得到的测量数据更具普遍性。生理学的测量包括心电图、肌电图、脑电图、呼吸、脉搏、血压、神经反射电流和眼球运动等。通过生理方面的测量,可以计算出人在活动时能量的大小和负荷。这些数据都是客观和科学的,但在具体动用这些数据时,还应进行分析与综合,才能得出一个正确全面的结果。 3坐姿时的生理特征 坐下来是人的自然姿势,从能耗来看,当站立时,关节,膝部和臀部都是依靠静态的肌肉活动保持姿势的,血和体液趋于积聚在腿中;而坐下时,肌肉施力停止,能耗降低,腿的血管的静压力降低,对血液回流至心脏的阻力减少,因此坐比站更有利于循环。坐的姿势可分为三种:向前坐、笔直端坐、向后靠。向前坐的姿势主要是工作的姿势,而向后靠是休息和放松的姿势。当人向前坐时,人体骨盆旋

座椅人机工程分析

机制1045班学号201010614104 人机工程学论文 座椅的人机工程分析 赵亚辉 2012/12/9 座椅在人们生活中工作中扮演着极其重要的角色,但是你对每一种座椅的设计合理性又了解多少呢?你是否思考过不同的座椅设计会对你的健康带来不一样的影响呢?

摘要 本文从人体坐姿生理学和生物力学的角度出发,分析了座椅对于人们身体的影响,同时介绍了现有的一些新式座椅,旨在让人们更加了解座椅对人们健康的影响,启发人们发挥想象力发明出更加健康舒适的座椅。 关键词健康座椅新式 1、座椅与人体健康 1.1 座椅设计的主要依据 坐姿时人体比较自然的姿势,它有很多优点。当人站立时,人体的足踝、膝部、臀部和脊椎等关节部位受到静肌力的作用,以维持静立状态;而人坐着时,可免除这些肌力,减少人体消耗,消除疲劳。坐姿比站姿更有利于血液循环,站立时血液和体液会向下肢积蓄;而坐着时,肌肉组织松弛,使腿部血管内血液静压降低,血液流回心脏的阻力减小。坐姿还有利于保持身体的稳定,这对精细作业更加适合。在脚操作场合,坐姿保持身体处在稳定的姿势,有利于作业,因而坐姿时最常采用的工作姿势。 目前大多数办公室工作人员、脑力劳动者、部分体力劳动者都采用坐姿工作。随着技术的进步,愈来愈多的体力劳动者也将采用坐姿工作。 1.2 坐姿生理学 1.2.1脊柱结构 在坐姿状态下,支持人体的主要结构是脊柱、骨盆、腿和脚等。脊柱位于人体背部中线处,有33块短圆柱状椎骨组成,包括7块颈椎、12块胸椎、

5块腰椎和下方的5块骶骨及四块尾骨组成,相互间由肌腱和软骨连接,腰椎、骶骨和椎间盘及软组织承受坐姿时身上大部分负荷,还要实现弯腰扭转等动作。对着及而言这两部分最为重要。 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,肌肉组上承受均与的静载荷。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。 1.2.2腰曲弧线 脊柱侧面有四个胜利弯曲,颈曲、胸曲、腰曲、骶曲。其中与坐姿舒适性直接相关的是腰曲。人体正常的腰曲弧线是侧卧的曲线,躯干挺直坐姿和前弯时的腰弧曲线会使腰椎严重变形,要使坐姿能形成几乎正常的腰曲弧线,躯干与大腿之间必须有大于90度的角度,且在腰部有所支承,课件保证腰椎弧线的正常形状是获得舒适坐姿的关键。 1.2.3腰椎后凸和前凸 正常的腰弧曲线是微微前突。为使坐姿下的腰弧曲线变小,座椅应在腰椎部提供所谓的两点支承。由于5、6胸椎高度相当于肩胛骨的高度,肩胛骨面积大,可承受较大压力所以第一支承应位于5、6胸椎之间,称其为肩靠。腰部支承设置在第4、5腰椎之间的高度上,称其为腰靠,和肩靠一起组成座椅的靠背。合理的腰靠应是使腰弧曲线处于正常的生理曲线。 坐姿生物力学 1.3生物力学

座椅设计及人机工程学分析

座椅设计 一、通过在网上调查,经过整理椅子的种类,按照坐姿动机可以将椅子分为三类: 2.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。 1.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。

二、座椅设计细则 我国人体基本尺寸 测量尺寸名称 数据(mm ) 测量尺寸名称 数据(mm ) 性别 男 女 性别 男 女 坐高 958 809 肩宽 469 363 坐姿颈椎点高 641 518 坐姿臀宽 355 310 坐深 494 401 小腿加足高 448 342 根据《工作座椅一般人类工效学要求》给定的工作座椅主要参数 参数 数值 座高(mm ) 360-480 座宽(mm ) 370-420 座深(mm ) 360-390 腰靠长(mm ) 320-340 腰靠宽(mm ) 200-300 腰靠厚(mm ) 30-50 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。 3.多用椅

腰靠高(mm)165-210 腰靠圆弧半径(mm)400-700 座面倾角(°)0-5 靠腰倾角(°)95-115 1.座高:休息用安乐椅38—45cm,工作椅43—50cm 2.座宽:43—45cm 3.座深:休息用椅40—43cm,工作用椅35—40cm 4.座面倾角:休息椅19—20度,工作椅小于3度 5.靠背的高度与宽度 a.因为人体背部处于自然形态时最舒适,此时腰椎部分前凸,座椅设计要从座面与靠背之间的角度和适当的腰椎支持来尽力保证。成年人腰椎部中心位置约在座位上方23—26cm处,腰椎支点应略高于此尺度,以支持背部重量。 b.靠背由肩靠和腰靠两部份构成,大部份工作场合,腰靠最主要。 c.靠背的最大高度可达48—63cm,最大宽度可达35—48cm。靠背的尺寸主要由臀部底面到肩部的高度(决定靠背高)和肩宽(决定靠背宽)有关,确定高度时还必须计入座椅的有效厚度。 d.为了使背部下方骶骨和臀部有适当的后凸空间,座面上方与靠背下部之间应有凹入或留一开口部分,其高度至少为12.5—20cm 6.靠背角度:103一112度 7.扶手高:座垫有效厚度以上21—22cm 8.椅垫 a.人体在坐姿状态下,与座面紧密接触的实际上只是臀部的两块坐骨结节,其上只有少量的肌肉,人体重且的75%左右由约25cm2的坐骨周围的部位来支承,这样久坐足以产生压力疲劳,导致臀部痛楚麻木感。 b.测试研究表明,坐于座垫上的臀部压力值大为降低,而接触支承面积也由900cm2增大到1050cm2,使压力分散。 c.椅垫的另一优点是能使身体采取一种较稳定的姿势,因为身体可以适应地陷入座垫。

汽车座椅的人机工程学分析

汽车中的座椅是影响驾驶与乘坐舒适程度的重要设施,而驾驶员的座椅就更为重要。舒适而操纵方便的驾驶座椅,可以减少驾驶员疲惫程度,降低故障的发生率[1]。汽车驾驶员座椅设计优劣与否直接关系到驾驶质量。 本文以人因分析为手段,以设计出公道的驾驶座椅来满足驾驶员人体安全、舒适为设计目标,得到结论:驾驶座椅安全性设计应着重考虑人(驾驶员)坐姿生理特性及人体对车内振动、微天气的反应等两大方面。并从主动安全性设计、被动安全性设计两个方面详尽分析了驾驶座椅安全性设计的思路。 1. 人—座椅系统安全性设计中人的因素分析 任何系统实际上都是人机系统,人机系统包括人、机、环境三个方面[2]。显然驾驶员-座椅也属于人机系统研究的范畴。人机系统的安全模式多以人的行为为主体,即以人为本。对人机系统的研究始于第二次世界大战。在设计和使用高度复杂的军事装备中,人们逐步熟悉到必须把人和机器作为一个整体,在系统设计中必须考虑人的因素。 1.1 人(驾驶员)坐姿生理特性分析 (1)坐姿时脊柱形态 人坐着时,身体主要由脊柱、骨盆、腿和脚支承。脊柱位于人体的背部中心,是构成人体的中轴。人处于不同的坐姿时,脊柱形态不同,只有座椅的结构和尺寸设计使驾驶员的脊柱形态接近于正常自然状态,才会减少腰椎的负荷以及腰背部肌肉的负荷,防止驾驶疲惫发生。 (2)坐姿体压分布 当座椅上的人处于坐姿状态时,人的身体重量作用于座垫和靠背上的压力分布称作坐姿的体压分布[3]。可见,坐姿体压分布包括座垫上的体压分布和靠背上的体压分布两部分。 ①座垫上的体压分布 根据人体组织的解剖学特性可知,坐骨结节处是人体最能耐受压力的部位,适合于承重,而大腿下靠近表面处因有下肢主动脉分布,故不宜承受重压。据此座垫上的压力应按照臀部不同部位承受不同压力的原则来分布,即在坐骨处压力最大,向四周逐渐减少,自大腿部位时压力降至最低值,这是座垫设计的压力分布不均匀原则。图1为坐姿时座垫上的体压分布[4]。

人机工程学在汽车座椅设计中的应用

人机工程学在汽车座椅设计中的应用 摘要:运用人机工程学原理,针对汽车驾驶座持,从驾驶员生理特性与作业环境两个方面分析了影响驾驶舒适性及安全性的原因,在此基础上从坐姿舒适性,振动舒适性,操作舒适性,安全性等四个方面论述了人机工程学在汽车座椅设计中的应用,完成了对汽车驾驶座椅从分析到设计的系列开发过程。 关键词:汽车驾驶座椅人机工程学设计 一、引言 随着时代的发展,当今社会已由工业社会向信息社会即后工业社会过渡,人类赖以生存的生活空间和生活方式,处处都是经过设计并不断完善的设计世界。现代设计,作为一种广泛的文化活动,已成为人们生活中的一部分。人们开始追求高品质的舒适生活,于是按照人体工程学设计的产品也就越来越受到大众的欢迎。人体工程学的产品也就成了现代社会人们追求的目标。先以汽车座椅为例,人体工程学的家具并不是人们头脑中所想象的仅有数据符合的座椅,它还包括除了人体生理数据之外的很多因素。它的设计原则除了常见的尺度设计原则,人体机能和环境设计原则,健康设计原则外还应该讲求黄金分割比的设计原则。并指出在这些原则的指导下好的人体工程学座椅是功能与美学相结合的产品,可以为人带来身心两方面的享受。 二、舒适驾乘首要在于座椅设计 通过对汽车座椅设计中的人机因素分析,即尺度、形态、功能、色彩四方面的具体分析,寻求汽车座椅设计与人机工程学的关系,从而论证目前汽车座椅设计中人机工程学应用的一些局限性,即学科内涵与目标的矛盾、共性原则与个性需求的矛盾、统计与个案的矛盾以及合理与合情的矛盾,通过对这些应用矛盾的透析,探求出汽车座椅设计中人机工程学应用的原则,从而最终为汽车座椅产品设计中人机工程学的应用探索出一条道路。 而人机工程学在汽车座椅设计中的作用主要体现在以下几方面: 1、为确定汽车空间范围提供依据。 2、为设计汽车座椅提供依据。 3、为确定感觉器官的适应能力提供依据。 三、汽车座椅人机工程学分析 1、人体坐姿生理特性分析

人机工程学椅子的设计

新型公共木椅与传统室外椅的比较 摘要:随着我国经济的迅速发展,公共设施也趋于完善,不仅是现代家具还是公共设施如座椅连廊的设计正趋于技术上先进、工艺上可行、经济上合理、款式上美观、使用上安全等方向发展。对他们的设计就是设计一种新的生活方式、工作方式、休闲方式、娱乐方式。“家具的功能不仅是物质的,也是精神的”,现代家具正朝着实用、多功能、舒适、保健、装饰、休闲、娱乐等方向发展。公共设施也如此。 引言:公共木椅是人们生活中很常见的设施,自现代以来,木椅的造型就在不断的变化以迎合人们的需要。如下就是根据人机工程的理念来设计的一种新型木椅。下面我们进来比较传统的公共木椅和此新型木椅在当今社会上的不同理性认识。 关键字:公共木椅,人机工程,现代感,柔和色彩,朴实外观。 正文:如图,这是一款公共座椅的设计,形态上采用的是Q的形状(侧视图),首先是尺寸的确定,严格按照人机工程学来讲, 休闲座椅的各部分最佳尺寸分别为: 座高:380mm~450mm 座宽:380mm~480mm 座深:420mm~450mm 座面角度:15~200 靠背高:46Omm~61Omm 然而此款座椅最终确定的设计尺寸是: 座高:420mm(在人机尺寸的指导下确定的) 座深:400mm 靠背高:400mm 很明显其中有些数据并不符合人机工程学 尺寸要求,主要是因为考虑到此座椅的使用环

境为公共场所,其功能是为来往的人暂时性的休息提供方便,同时又不希望人在上边停留的时间过长,因此在设计上并没有严格按照人机工程学尺寸来确定其所有尺寸。 如下图所示,与其他的公共椅子相比: 1:该木椅的优点是采用天然木材,更贴近生活,形体流畅,造型优美,整体充满了“e时代文化”,即充满了现代感的同时又融入了古朴厚重、回归自然的纯朴气息。 2:减轻了整体的重量,同时节约了木材,方便运输,节约运力,使外观更加简洁,线条充满柔和的变幻美。 3:空间的增加增强了呼吸感,镂空的图案让人充满的想象力和轻松愉快的心情。 4:增加了服务面积和空间,呈现出来的小平面可以用作副座面,尽管座面的宽度只有180mm,但也可以为劳顿的过客提供暂时性的休息。 新型木椅传统户外椅 5:在色彩的改进上,由于色彩对人的心理和生理产生影响,不同的消费群体对色彩的偏好(年龄差异,地域差异,性别差异等)均有所差异,家具的具体使用环境以及设计形态的表达都是家具设计中色彩确定的影响因素。此款座椅的形态设计表达了一种时尚前卫的设计理念,因此亮丽的颜色能更好的论释其内涵;公共座椅的受众人群较为宽泛,所以不能单纯的去迎合某一特定人群而确定,因此需要根据具体的使用环境来具体确定。以下是几个色彩方案,譬如古朴的灰色,调皮的橙色,浅黄等可分别适合不同的使用环境。

人体工程学_座椅设计说明

人体工程学 ——座椅设计 1概述: 在生活与工作的多数时间里,我们都就是坐着的,椅子对我们来说至关重要。正因为如此,我们需要一把合适的椅子,一把合适的椅子能让我们感觉舒适,享受生活,同时也能很大程度上减少疲劳,提高工作效率。那么,考虑到如何做出一把合适的椅子,我就不得不提及现在越来越被普遍关注的人体工程学了。 人体工程学的椅子设计主要就是通过测量人体尺度做出符合人体数据形状以及受力情况的椅子,故符合人体工程学的好座椅有以下几个基本设计要点:首先,好的椅子设计应当令使用者上半身的重心落在臀部的骨骼上,以人的坐位基准点为准设定座椅的高度,通常来说,座椅的高度在39cm-42cm 之间。其次,好的椅子,其坐面的宽度也必须恰如其度,坐面过窄,会令使用者感到不适;而坐面过宽的话,使用者的双臂肯定会向外张开,坐得久的话,这会令使用者感到疲劳。再次,好的椅子的靠背也很有讲究,虽然靠背并不就是一个必须存在的部分,但当使用者工作使用椅子的时间较长时,有靠背的椅子能让使用者感到更舒适。一般来说,靠背的高度不就是固定的,依使用者的习惯与感觉而定。对于好的椅子来说,靠背的倾斜度也有学问,它就是随着使用者休息程度的加大与靠背本身长度的增加而增加的,与坐面的高度、深度、倾斜度也有关系,同时必须符合人体脊柱的弯曲曲线。除此之外,椅子的软硬程度也很重要,太软的椅子容易令使用者曲起

身子,全身肌肉与骨骼受力不均,从而导致腰酸背痛的现象的产生。相反太硬的椅子也不会让人感到舒适。椅子设计的原理就是从人们使用的健康角度分析的,根据人的生理状况,疲劳测定等来定义椅子的外形曲线设计。椅子设计的具体尺度,根据它的不同功用,按照人体测量数据与国家颁布的尺度标准,不断测试高速合理选取数值以达到科学设计的要求。 然而,好的座椅设计不能局限在以上的基本要点内,还有许多需要考虑的因素。因为人体工程学椅子不单就是数据的取值,而更就是舒适艺术理念及风格的结晶。好的座椅不但能提供给人舒适的环境,还能合理利用材料与运用巧妙的构件组合,达到环保与节约成本的作用。好的椅子应该集美观与实用于一体,真正为人类生活与工作带来舒适与方便。 2.设计方案 (1)设计构思 1)高度不可调节; 2)可防止座椅滑动与翻倒; 3)给人留有足够的活动空间; 4)能够保证腿的活动空间,以减轻腿疲劳; 5)坐面为50cm宽,45cm长,坐面中部稍微上凸,前缘呈弧曲面,坐面后倾6°; 6)坐面的材料就是透气的毛料以增加坐面的舒服感; (2)草图

椅子的人机分析

人机工程学 工作椅测量实验报告

前言:椅子的结构形式应该和坐姿工作活动相适应,应该能够使操作者在工作、学习、休息等过程中保持身体的舒适、稳定,并能进行相应的操作控制活动。 一座椅的构件形式和分析: 座椅的基本结构包括三个方面:坐面,腰靠,支架。有的座椅还包括构件有扶手,脚靠等辅助结构。座椅根据其构件是否可以调节其构件可以分为动态座椅和静态座椅;按照其造型可以分为前倾式座椅、膝靠式座椅。按其材料可以分为:铝合金座椅,不锈钢座椅,铁制座椅,木制座椅,以及其他材料座椅等。 二座椅的实例调查结果与分析: 实例1 蓝色圆孔连椅 优缺点以及改良方案:用在公教区的最常见的一款椅子,采用了木质的材质,腰靠比较长,便于使用者在疲劳的时候休息,上面有圆孔便于节省了材料,而且可以座面可

以转动,节省空间的同时还方便打扫卫生:缺点是组装的承重不够,比较容易变形。可以通过加强转动轴的刚度实现其加固。 实例2 灰色不锈钢椅 优缺点以及改良方案:这一款椅子是房子公共教学区供大家休息用的,采用不锈钢金属,椅子的座面上有点阵空,节省了材料,同时增加了椅子的强度,造型比较优美,倾角较大是一款很适合大家休息的椅子,在椅子的椅脚处采用了吸附盘的样子,可以防滑。基本的缺点很少了,是一款经典的椅子。

实例3灰色单人椅 优缺点以及改良方案:造型比较简练,采用了轻薄短小的方式,节约材料。采用了密度板,造价会比较便宜,但是强度可能不够,比较容易损坏。椅子的支架和版面采用了不同的材料,在回收上会造成麻烦。同时是使用了螺钉连接,比较容易松动,时间久了也可能会脱落。最好把连接方式改成铆接,同时这种造型也可以采用其他的材质,比如塑料,这样可以进一步减少造价。

办公桌椅人机设计

办公桌椅人机设计 班级:工设1101班 姓名:张展 学号:1115074026

办公桌椅的人机尺寸分析: 桌椅之间的关系是密不可分的。不论是桌高或是座高、座深、靠背及座背夹角都与人体尺寸息息相关。椅子是最直接的、最小的人性环境。办公桌最主要的功能就是提供阅读、书写等与办公相关的事务,要符合正常的人体姿势。办公室工作通常在水平台面上进行,适度倾斜的台面更适合于这类作业。当台面倾斜12-24度是人的姿势较为自然,躯干的移动幅度小,疲劳与不适感减小。办公用椅比较复杂,需要适合人体的两种姿势:直立坐姿和放松坐姿。 办公桌是工作人员进行业务活动和处理事务的基本平台,办公桌的宽度、深度、高度决定了工作人员的作业范围和姿势。办公桌的设计应从人体工程学的原理出发,考虑人体基本尺度、肢体活动范围和运动规律,否则容易带来操作上的不便和工作易疲劳,比如桌面过高或过低都会导致腰、肩的不适。随着数字化办公方式的普及,计算机已成为很多办公空间的必备工具,设计办公桌应该考虑到计算机操作人员的需要,包括键盘、鼠标的位置,显示屏幕的角度,以及其他翰入、输出设备的配备。办公桌作为开放式办公空间组合的基本单元,它不仅可以为个人提供独立的工作区域,还能实现现代办公所要求人员组合上的灵活性。因此,办公桌的设计应尽量考虑到组合的可能性,对空间利用和提高家具使用效率也是一种策略。正常工作坐姿的人体尺寸图如下:

电脑操作台的常用尺度图如下: 办公桌人机尺寸分析与确定

桌面高度:桌高=座高+桌椅高度差 大量测量研究表明,合理的桌椅高度差可依据坐姿人体尺寸中的 3.1坐高来确定,例如:合适的桌椅高度差=坐高/3—(20--30)mm 办公桌:合适的桌椅高度差=坐高/3 国际规定的四个规格的桌高:700mm、720mm、740mm、760mm、 此次设计办公桌的桌高选720mm 座高:420mm 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。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 座宽:440mm 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。 座深:350mm 指椅面前缘至后缘的距离,该尺寸不能太大。正确的座深应使靠背方便地支持腰椎部位,如座深大于身材矮小者的大腿长(臀部至膝窝距),座面前缘将压迫膝窝处压力敏感部位,这样若要得到靠背的支持,则必须改变腰部正常曲线;否则,坐者必须向座缘处移动以避免压迫膝窝,却得不到靠背的支持为适应绝大多数使用者,座深应按较小百分位的群体设计,这样身材矮小者坐着舒适,身体高大的人只要小腿能得到稳定的支持,也不会在大腿部位引起压力疲劳。

人机工程与座椅设计

江南大学 《人机工程概论》课外大作业 课外大作业名称:人机工程学与座椅设计 学院:机械工程学院(君远) 姓名:张弘弛 学号:1040112134(05) 专业:机械工程及其自动化(君远) 指导教师:曹毅

摘要 座椅是我们日常生活中应用最为广泛的物件,是我们必不可少的生活用品, 然而,座椅的设计中也涉及到翗人机工程学原理,与人体的比例尺寸等有很重要 的关联。 座椅设计的合理性,直接影响到了我们的日常生活和工作,为此我们特地在 此依据人机工程学的理论基础,结合实际情况来对座椅进行有关的改良,希望通 过技术尺寸的改良来进一步改善我们的工作环境并且提高我们的工作质量。 本论文结合了目前座椅的设计实际情况,分析了必要的人机工程学要素,结 合了人机工程学、座椅设计等各个方面的科学理论依据,以国家和国际标准为准 则,对工作椅进行相关分析并作出相应的调整。 关键词:座椅设计人机工程学科学分析 1、座椅与人体健康 1.1 座椅设计的主要依据 坐姿时人体比较自然的姿势,它有很多优点。当人站立时,人体的足踝、膝部、臀部和脊椎等关节部位受到静肌力的作用,以维持静立状态;而人坐着时,可免除这些肌力,减少人体消耗,消除疲劳。坐姿比站姿更有利于血液循环,站立时血液和体液会向下肢积蓄;而坐着时,肌肉组织松弛,使腿部血管内血液静压降低,血液流回心脏的阻力减小。坐姿还有利于保持身体的稳定,这对精细作业更加适合。在脚操作场合,坐姿保持身体处在稳定的姿势,有利于作业,因而坐姿时最常采用的工作姿势。 目前大多数办公室工作人员、脑力劳动者、部分体力劳动者都采用坐姿工作。随着技术的进步,愈来愈多的体力劳动者也将采用坐姿工作。 但坐姿仍然存在许多缺点。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。这些都是我们研究过程中的困难。 1.2 坐姿生理学 1.2.1脊柱结构 在坐姿状态下,支持人体的主要结构是脊柱、骨盆、腿和脚等。脊柱位于人体背部中线处,有33块短圆柱状椎骨组成,包括7块颈椎、12块胸椎、5块腰椎和下方的5块骶骨及四块尾骨组成,相互间由肌腱和软骨连接,腰椎、骶骨

人机座椅改良设计

人机座椅改良设计

人机工程学 座 椅 的 改 良 设 计 专业: 班级: 学号: 姓名: 指导教师:

在人们日常接触的家具中,使用最广泛的莫过于椅类了。按照人机功效学原理,椅子是在一定高度上用以承载人体重量,减轻身体疲劳的一种工具。功能特征良好的椅子能使人感到身体舒适,精力充沛;而设计不合理的椅子会让人很快产生疲劳感,四肢酸痛,腰背部肌肉紧张。所以椅子的设计不仅要考虑形式,耐用,经济等方面,还要兼顾人体的生理结构及保健问题。因此,一些像人体测量、人体结构分析、骨骼运动、生理学测试等人机工效学领域的方法被引入椅类的设计中来,使得椅类设计从单纯的考虑使用功能向结合人机工效学原理,更符合人体生理特征的方向迈进。 1人体生理结构与运动特征 整个人体分为头、颈、躯干和四肢四个部分;包括运动、消化、呼吸、循环、泌尿、内分泌、神经和生殖八个系统。与人体工程学关系最为密切的是运动系统,它由骨、骨连接和骨骼肌组成。骨骼肌在神经系统支配下,能够收缩、牵引所附着的骨,使人产生各种动作。人体的骨骼由206块骨连接而成,它分为头骨骨、躯干骨和四肢骨三个部分。躯干骨包括脊柱、肋骨和胸骨。脊柱位于背部正中由33块椎骨构成。椎骨上有椎孔,全部椎孔连起来形成椎管,容纳着脊髓。椎骨按照位置的不同,大致可分为四段,最上面的7块为颈椎,其下12块为胸椎,再下面5块为腰椎,接着是连在一起的5块骶骨,和4块尾骨。从图1中可见脊椎从侧面看,有四个生理弯曲,颈曲,胸曲,腰曲,骶曲。由关节活动而产生的伸展、扭转等动作是家具设计中的重要依据,因此可以说,家具和人体姿势的变化关系,就是家具与人

体关节转动的关系。 2人体测量 人体测量与许多因素有关,而且随着时代的发展,人体尺寸也在慢慢的发生变化。因此用测量仪器对人体各个部分的尺寸及各种动作尺寸进行测量,所测得的数据,需去掉两头的5%,取中间的90%的测量值来取平均值,这样得到的测量数据更具普遍性。生理学的测量包括心电图、肌电图、脑电图、呼吸、脉搏、血压、神经反射电流和眼球运动等。通过生理方面的测量,可以计算出人在活动时能量的大小和负荷。这些数据都是客观和科学的,但在具体动用这些数据时,还应进行分析与综合,才能得出一个正确全面的结果。 3坐姿时的生理特征 坐下来是人的自然姿势,从能耗来看,当站立时,关节,膝部和臀部都是依靠静态的肌肉活动保持姿势的,血和体液趋于积聚在腿中;而坐下时,肌肉施力停止,能耗降低,腿的血管的静压力降低,对血液回流至心脏的阻力减少,因此坐比站更有利于循环。坐的姿势可分为三种:向前坐、笔直端坐、向后靠。向前坐的姿势主要是工作的姿势,而向后靠是休息和放松的姿势。当人向前坐时,人体骨盆旋转成倾斜状态,骶骨也做相应移动,并趋向水平,使骶骨和腰椎变平,引起脊椎在腰部以上成为脊椎后凸,看起来象个驼背。当笔直端坐时,骨盆是竖直状态,骶骨的位置也较垂直,并在腰椎处形成脊椎的前凸。 由坐的姿势变形引起的脊椎病痛,近年来增加得很快。专家们认为脊柱的最终形成取决于在成长过程中,所有姿势影响的积累。长时

汽车座椅的人机工程学分析

汽车座椅的人机工程学分析标准化文件发布号:(9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

汽车中的座椅是影响驾驶与乘坐舒适程度的重要设施,而驾驶员的座椅就更为重要。舒适而操纵方便的驾驶座椅,可以减少驾驶员疲惫程度,降低故障的发生率[1]。汽车驾驶员座椅设计优劣与否直接关系到驾驶质量。 本文以人因分析为手段,以设计出公道的驾驶座椅来满足驾驶员人体安全、舒适为设计目标,得到结论:驾驶座椅安全性设计应着重考虑人(驾驶员)坐姿生理特性及人体对车内振动、微天气的反应等两大方面。并从主动安全性设计、被动安全性设计两个方面详尽分析了驾驶座椅安全性设计的思路。 1. 人—座椅系统安全性设计中人的因素分析 任何系统实际上都是人机系统,人机系统包括人、机、环境三个方面[2]。显然驾驶员-座椅也属于人机系统研究的范畴。人机系统的安全模式多以人的行为为主体,即以人为本。对人机系统的研究始于第二次世界大战。在设计和使用高度复杂的军事装备中,人们逐步熟悉到必须把人和机器作为一个整体,在系统设计中必须考虑人的因素。 人(驾驶员)坐姿生理特性分析 (1)坐姿时脊柱形态 人坐着时,身体主要由脊柱、骨盆、腿和脚支承。脊柱位于人体的背部中心,是构成人体的中轴。人处于不同的坐姿时,脊柱形态不同,只有座椅的结构和尺寸设计使驾驶员的脊柱形态接近于正常自然状态,才会减少腰椎的负荷以及腰背部肌肉的负荷,防止驾驶疲惫发生。 (2)坐姿体压分布 当座椅上的人处于坐姿状态时,人的身体重量作用于座垫和靠背上的压力分布称作坐姿的体压分布[3]。可见,坐姿体压分布包括座垫上的体压分布和靠背上的体压分布两部分。 ①座垫上的体压分布 根据人体组织的解剖学特性可知,坐骨结节处是人体最能耐受压力的部位,适合于承重,而大腿下靠近表面处因有下肢主动脉分布,故不宜承受重压。据此座垫上的压力应按照臀部不同部位承受不同压力的原则来分布,即在坐骨处压力最大,向四周逐渐减少,自大腿部位时压力降至最低值,这是座垫设计的压力分布不均匀原则。图1为坐姿时座垫上的体压分布[4]。

汽车座椅的人机工程学分析

汽车座椅的人机工程学分析汽车中的座椅是影响驾驶与乘坐舒适程度的重要设施,而驾驶员的座椅就更为重要。舒适而操纵方便的驾驶座椅,可以减少驾驶员疲惫程度,降低故障的发生率[1]。汽车驾驶员座椅设计优劣与否直接关系到驾驶质量。 本文以人因分析为手段,以设计出公道的驾驶座椅来满足驾驶员人体安全、舒适为设计目标,得到结论:驾驶座椅安全性设计应着重考虑人(驾驶员)坐姿生理特性及人体对车内振动、微天气的反应等两大方面。并从主动安全性设计、被动安全性设计两个方面详尽分析了驾驶座椅安全性设计的思路。 1.人一座椅系统安全性设计中人的因素分析 任何系统实际上都是人机系统,人机系统包括人、机、环境三个方面[2]。显然驾驶员-座椅也属于人机系统研究的范畴。人机系统的安全模式多以人的行为为主体,即以人为本。对人机系统的研究始于第二次世界大战。在设计和使用高度复杂的军事装备中,人们逐步熟悉到必须把人和机器作为一个整体,在系统设计中必须考虑人的因素。 1.1人(驾驶员)坐姿生理特性分析 (1)坐姿时脊柱形态 人坐着时,身体主要由脊柱、骨盆、腿和脚支承。脊柱位于人体的背部中心,是构成人体的中轴。人处于不同的坐姿时,脊柱形态不同,只有座椅的结构和尺寸设计使驾驶员的脊柱形态接近于正常自然状态,才会减少腰椎的负荷以及腰背部肌肉的负荷,防止驾驶疲惫发生。 (2)坐姿体压分布 当座椅上的人处于坐姿状态时,人的身体重量作用于座垫和靠背上的压力分布称作坐姿的体压分布[3]。可见,坐姿体压分布包括座垫上的体压分布和靠背上的体压分布两部

分。 ①座垫上的体压分布 根据人体组织的解剖学特性可知,坐骨结节处是人体最能耐受压力的部位,适合于承重,而大腿下靠近表面处因有下肢主动脉分布,故不宜承受重压。据此座垫上的压力应按照臀部不同部位承受不同压力的原则来分布,即在坐骨处压力最大,向四周逐渐减少,自大腿部位时压力降至最低值,这是座垫设计的压力分布不均匀原则。图1为坐姿时座垫上的体压分布[4]。 图1坐姿时座垫上的体压分布 ②靠背上的体压分布 靠背上的体压分布也以不均匀分布,压力相对集中在肩胛骨和腰椎两个部位。从这两个部位向外,压力应逐步降低。 1.2人体对车内振动、微天气的反应 (1)人体对振动的反应 驾驶员坐在行使中的汽车上所承受的振动属于全身振动的范畴。 有关研究表明,人体最敏感的频率范围为纵向振动4~8Hz,横向振动1~2H N当 外界振动接近器官的共振频率时,即产生共振,振幅迅速增大,此时引起器官的生理反应最大。外界振动传进人体时所引起的增大或减弱效应与身体在振动系统中的姿势有关,一般来说,坐姿工作时,由于人腿的减振作用大大降低,抗振性要比站姿工作时差,特别是脊柱和胃部受到振动的损害,因此坐姿作业者轻易产生脊柱损伤和胃病这两种职业病。

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