座椅人機(jī)工程學(xué)

1、人體工程學(xué)與座椅設(shè)計(jì)一、坐姿分析1 .坐姿的優(yōu)勢和缺點(diǎn)(1)優(yōu)點(diǎn)a.可免去站立時(shí)人體的足踝、膝部、臀部和脊椎等關(guān)節(jié)部位受到靜肌力，減少人體能耗，排 除疲勞b.坐姿比站立更有利于血液循環(huán)c,有利于維持軀體的穩(wěn)固，這對精細(xì)作業(yè)更適d.在腳操作場合，坐姿維持軀體處在穩(wěn)固的姿勢，有利于作業(yè)。(2)缺點(diǎn)a.限制了人體活動范闈，尤其是需要上肢出力的場合，往往需要站立作業(yè)，而頻繁的起坐交 替也會致使廢勞。b.長期維持坐姿也會阻礙人體健康，招致腹肌松弛，脊椎非正常彎曲，和對某些內(nèi)臟器官造 成損害，如消化器官與呼吸器官c.坐姿太久也會造成下肢腫脹，靜脈壓力增加.大腿局部受到壓力，增加血液回流阻力，引發(fā)不適感。2

2、 .坐姿矯形學(xué)生理(1)正常的姿 勢下，脊柱的腰 椎部分前凸，而 至悵計(jì)時(shí)則后 凹。在良好的坐 姿狀態(tài)下，壓力 適當(dāng)?shù)胤植加诟?椎間盤上，肌肉 組織上承受均勻 的靜負(fù)荷。(2)當(dāng)處于非自然姿時(shí)，椎間盤內(nèi)壓力散布不正常，形成的壓力梯度，嚴(yán)峻的會將椎間盤 從腰椎之間擠出來，壓迫中樞神，產(chǎn)生腰部酸痛、疲勞等不適感。軀干完全挺直的坐姿使脊 椎嚴(yán)峻彎曲，因椎間盤上壓力不能正常散布，軀體上部的負(fù)荷加在腰椎部，引發(fā)不適，因此 90度角的靠背椅是不良的設(shè)計(jì)，軀干前傾的姿勢會使本來前凸的腰椎拉直乃至反向后凹，這 種姿勢因此也極不舒暢，阻礙了胸椎和頸椎的正常彎曲，使頸、背部疲勞 > 故良好的坐姿：腰與大腿成

3、135度，腰椎部有支撐""F E D C B A3.肌肉活動度脊椎卅依據(jù)其周圍的肌肉和腱連接，椎卅的定位正是借助于肌腱的作使勁。一旦脊椎偏離自 然狀態(tài)，肌腱組織就會受到彼此壓力（拉或壓）的作用，使肌肉活動度增加，招致疲勞酸痛。3組不同坐姿的2-3腰椎背棘直肌肌電圖在挺直坐姿下，腰椎部位肌肉活動度高，因?yàn)檠登跋蚶笔辜∪饨M織緊張受力。提供靠背支承腰椎后，活動力則明顯減小:軀干前傾時(shí)，背上方和肩部肌肉活動度高，以桌而作為前傾時(shí)手臂的支承并不能降低活動度,根據(jù)矯形學(xué)原理和肌肉活動度分析可得出下列結(jié)論:A軀干挺直或前傾的坐姿很容易引起疲勞B設(shè)置適當(dāng)?shù)目勘晨墒蛊诮档虲大于90度的

4、靠背可防止骨盆的旋轉(zhuǎn)，增加坐姿穩(wěn)定性 且使坐姿更接近自然狀態(tài)二.座椅設(shè)計(jì)（一）設(shè)計(jì)原則和分類1 .座椅的形式與尺度及其功用有關(guān)2 .座椅的尺度必須參照人體測量學(xué)數(shù)據(jù)確定3 .身體的主要重量應(yīng)由臀部坐骨結(jié)行承擔(dān)4 .座椅前緣處，大腿與椅子之間壓力應(yīng)盡量減小5 .腰椎下部應(yīng)提供支承，設(shè)置適當(dāng)?shù)目勘骋越档捅巢烤o張度6 .椅墊必須有足夠的墊料和適當(dāng)?shù)挠捕龋蛊溆兄隗w重壓力均勻地分布于坐竹結(jié)節(jié)區(qū)域（二）當(dāng)考慮坐姿動機(jī)時(shí)，座椅大體分為三類：L休息為目的的安樂椅設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于使人體得到最大的舒適感，消除身體的緊張與疲勞。合理的設(shè)計(jì)應(yīng)使人體的壓 力感減至最小。2 .作業(yè)場所的工作椅穩(wěn)定性是主要因素，腰部應(yīng)有適

5、當(dāng)?shù)闹С?，重量要均勻分布于座墊（或座面）上，同 時(shí)要適當(dāng)考慮人體的活動性，操作的靈活性與方便等。3 .多用椅這類座椅以多種功能為設(shè)計(jì)重點(diǎn)。它可能與桌子配合，可能是工作、休息兼 用，也可能是作為備用椅可以折疊收藏起來。（三）設(shè)計(jì)細(xì)那么L座高：休息用安樂椅38T5cm,工作椅4350cma.適當(dāng)?shù)淖邞?yīng)使大腿維持水平，小腿垂直，雙腳平放于地面。b.座面不能太高，不然小腿懸空時(shí)，大腿受椅眼前緣壓迫，使坐者感到不適，長時(shí)刻如此 坐著血液循環(huán)受阻，小腿麻木腫張。因此，座高一樣按低身材人群設(shè)計(jì)，建議座眼前緣應(yīng)比 人體膝窩高度低35cm,且有半徑為一5cm的弧度。C.座而亦不能太低，不然腿長的人骨盆后傾，正

6、常的腰椎曲線被拉直，致使腰酸不適。d.休息椅應(yīng)使腿能向前方伸展，以放松肌肉，也有助于軀體的穩(wěn)固e.工作椅令人以較直立的姿勢坐于其上，雙腳平放于地面，故其座高比休息椅稍大£看成業(yè)而固按時(shí)，椅高上限應(yīng)依照身材較矮的作業(yè)者的要求來確信，因?yàn)楣ぷ饕蔚母叨蕊@ 然與作業(yè)面高度有關(guān)，工作椅最好高度可調(diào)，以適應(yīng)不同作業(yè)者2 .座寬：4345cma.座寬必需能容納身材粗壯的人。對單人利用的座椅，參考尺寸是臀寬，以女性群體尺寸上 限為設(shè)計(jì)依照，b.對成排相鄰放置的座椅，如劇場觀眾椅，那么座寬應(yīng)以肘間距的群體上限位為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)， 以幸免擁堵壓迫感。c座寬亦不能太大，如長時(shí)刻坐姿作業(yè)，雙臂應(yīng)取得應(yīng)有的支承，如

7、座寬太大，那么肘部必 需向雙側(cè)伸展以尋求支承，如此會引發(fā)肩部疲勞。3 .座深：休息用椅40T3cm,工作用椅3540cma.指椅眼前緣至后緣的距離，該尺寸不能太大。正確的座深應(yīng)使靠背方便地支持腰椎部位 b.如座深大于身材矮小者的大腿長（臀部至膝窩距），座眼前緣將壓迫膝窩處壓力靈敏部位, 如此假設(shè)要取得靠背的支持，那么必需改變腰部正常曲線：不然，坐者必需向座緣處移動以 幸免壓迫膝窩，卻得不到靠背的支持c.為適應(yīng)絕大多數(shù)利用者，座深應(yīng)按較小百分位的群體設(shè)計(jì)，如此身材矮小者坐著舒適，軀 體高大的人只要小腿能取得穩(wěn)固的支持，也可不能在大腿部位引發(fā)壓力疲勞。4 .座面傾角：休息椅1920度，工作椅小于3

8、度a.座面傾角指座而與水平而所夾角度b.座而后傾的作用有兩點(diǎn)：是由于重力，軀干后移，使背部抵靠椅背，取得支持，能夠降低背肌靜壓。是避免坐者從座緣滑出座而。后者在振動顛簸的環(huán)境中尤其重要，如汽車鴛駛用座椅及遠(yuǎn) 程汽車的乘客座椅c.從座椅的功能來區(qū)分：休息椅座面傾角大，有利于身心松弛，大座面傾角與靠背傾角組成近于平躺的休息姿勢。 對工作座椅而言，因作業(yè)空間一樣在軀體前側(cè)，如座而過份后傾，脊椎因軀體前屈作業(yè)而 會被拉直，破壞正常的腰椎曲線，形成一種費(fèi)力的姿勢，因此傾角不能太大，一樣為3度以 下d.研究還說明：采納座面適當(dāng)前傾設(shè)計(jì)的工作椅會更適合于工作，尤其是辦公室工作，比如對寫字和畫圖用 椅的設(shè)計(jì)，

9、當(dāng)要求座高較高時(shí)，關(guān)于傾斜式畫圖桌用椅，前傾角應(yīng)達(dá)到15度以上，若是背 靠角為90°,那么相當(dāng)于座面與靠背夾角為105度，這是坐姿的最小舒適角度，靠背關(guān)于脊 椎部還能起適度的支持作用，肌肉緊張較小，背部壓力在椎處上散布也較均勻。5 .靠背的高度與寬度a.因?yàn)槿梭w背部處于自然形態(tài)時(shí)最舒適，現(xiàn)在腰椎部份前凸，座椅設(shè)計(jì)要從座而與靠背之間 的角度和適當(dāng)?shù)难抵С謥肀M力保證。成年人腰椎部中心位置約在座位上方2326cm處， 腰椎支點(diǎn)應(yīng)略高于此尺度，以支持背部重量。b.靠背由肩靠和腰靠兩部份組成，大部份工作場合，腰靠最要緊。c靠背的最大高度可達(dá)4863cm,最大寬度可達(dá)318cm?？勘车某叽缫o

10、由臀部底面到 肩部的高度（決定靠背高）和肩寬（決定靠背寬）有關(guān)，確信高度時(shí)還必需計(jì)入座椅的有效厚度。 d.為了使背手下方舐骨和臀部有適當(dāng)?shù)暮笸箍臻g，座而上方與靠背下部之間應(yīng)有凹入或留一 開口部份，其高度至少為一20cm6 .靠背角度：103 112度指座面與靠背的夾角，其目的與座面角度相似從脊柱正常形態(tài)來看，該角為115度較為合適。實(shí)際應(yīng)用中，建議?。洪喿x用椅101104 度，休息椅105108度7 .扶手高：座墊有效厚度以上2122cma.在不妨礙執(zhí)行某些待定作業(yè)的情形下，一樣座椅應(yīng)考慮設(shè)置扶手。扶手的要緊功用是使手 臂有所依托，減輕手臂下垂重力對肩部的作用，令人體處于較穩(wěn)固的狀態(tài)。它也能夠

11、作為起 身站立或變換坐姿的起點(diǎn)。b.扶手不能太高，不然迫使肘部舉高，肩部與頸部肌肉拉伸：但如太低那么事實(shí)上使臂部得 不到支撐，或軀干必需偏斜，以尋求一側(cè)的支承8 .椅墊a.人體在座姿狀態(tài)下，與座面緊密接觸的事實(shí)上只是臀部的兩塊坐竹結(jié)節(jié)，共上只有少量的 肌肉，人體重且的75%左右由約25cm2的坐骨周圍的部位來支承，如此久坐足以產(chǎn)生壓力 疲勞，致使臀部痛楚麻木感。b.測試研窕說明，坐于座墊上的臀部壓力值大為降低，而接觸支承而積也由900cm2增大到 1050cm2,使壓力分散。c.椅墊的另一優(yōu)勢是能使軀體采取一種較穩(wěn)固的姿勢，因?yàn)檐|體能夠適應(yīng)地陷入座墊。產(chǎn)生的壓力kg40 45 座面上的距離cm

12、座椅設(shè)計(jì)實(shí)例（多功能座椅）座椅側(cè)面輪廓（每格100 X 100 mm）息slTIsli茸善辦公座椅、工作面、擱腳板的配合尺高靠背辦公座椅、工作面、擱腳板的配合尺寸（mm）表8 - 14菁駛員、集客座椅尺寸單位：m名斷駕航員座埼類別乘客座椅類別轎車粒21貨車中型貨車（長頭）裁重貨車（平頭）汽車高速運(yùn)輸機(jī)椅面高30 3434-3840 474Kl48454438.1橫面寬48 5248 5248 5248 52(4445)一(4748)一一4955) 一50.8傕面深4g4240-4240 4240-4240 4543.2椅面后幀角12*10*9T74豁背底45SO4s 5045 5045 5053 5696.5行背寬