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文檔簡介

1、學生座椅的人因工程學設計南京財經(jīng)大學營銷與物流管理學院廣告081何建亞指導教授:朱建萍摘要:為適應生活舒適化方向發(fā)展的趨勢,本研究基于坐姿下靜態(tài)舒適性的生理學機理,分析了學生座椅的結構形式,及適合人體特征舒適性的座椅結構幾何參數(shù),得出了學生座椅設計參數(shù)與人體身高的關系。對設計者在學生座椅設計時參數(shù)的確定具有一定的指導意義。關鍵詞:人體生理,學生座椅,設計參數(shù),舒適性Abstract:Inordertoadaptthetendencywhichthelifecomfortabledirectiondevelops,thisresearchbasedonthesittingpostureunder

2、thestaticcomfortablephysiologymechanism,hasanalyzedthestudentchairstructuralstyle,andsuitsthehumanbodycharacteristiccomfortablechairstructuregeometryparameter,hasobtainedthestudentchairdesignvariableandthehumanbodyheightrelations.Designswhenthestudentchairtheparameterdeterminationhascertainguidingse

3、nsetothedesigner.Keyword:HumanBodyphysiology,Studentchair,Designvariable,Comfortableness目錄第一章引言1第二章學生坐姿舒適性的生理學效應1第三章舒適坐姿對座椅設計的要求2第四章舒適座椅的設計思路3第五章座椅設計的幾何參數(shù)3第六章結論4參考文獻5第一章引言自工業(yè)設計產生起,座椅就一直是設計師們熱衷的題目。其間,各種風格、流派的座椅不計其數(shù)。但真正按照人體工程學原理所做的優(yōu)秀設計并不多。座椅的形式感似乎超越了其最基本的功能:舒適性。座椅設計是否符合人機工程學原理,不僅僅是使用方便性的問題,它與使用者的身體健康息

4、息相關。據(jù)資料表明,在工業(yè)化國家里,三分之二的工作是坐姿狀態(tài)。隨著工業(yè)化程度的提高和社會競爭的加劇,人們坐姿的時間也日益延長。長時間的靜坐所引發(fā)的生理問題:如下肢靜脈壓力增加,下肢腫脹等;特別是坐姿引起的腰部問題,也越來越明顯地擺在設計師面前。據(jù)德國1996年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,85%勺腰痛患者是由于長時間靜坐引起。目前,除了向人們提倡每隔一段時間起立活動的健康工作方式外,座椅的人機化設計也越來越多地被關注。設計師們從人機工程學的角度出發(fā),憑借新材料、新工藝和技術,使座椅的功能性與外在形態(tài)以不同的方式結合,人性化座椅不斷被賦予新的含義。根據(jù)人機工程學原理對座椅靜態(tài)舒適性的參數(shù)確定給設計師們帶來了很

5、大的方便和參考價值。它通過確定椅面高度、靠背與座面的夾角及扶手的高度等,使不同的人都能獲得對腰部的支撐,盡可能保持脊椎的自然彎曲,從而減輕對背部肌肉和腰椎的壓力。第二章學生坐姿舒適性的生理學效應一、坐姿分析在坐姿狀態(tài)下,支持人體的主要結本是脊柱、骨盆、腿和腳等1。腰椎、骸骨和椎間盤及軟組織承受坐姿時上身大部分負荷,還要實現(xiàn)彎腰扭轉等動作。對座椅設計而言,這兩部分最為重要。正常的姿勢下,脊柱的腰椎部分前凸,而至骸骨時則后凹。在良好的坐姿狀態(tài)下,壓力適當?shù)胤植加诟髯甸g盤上,肌肉織織上承受均勻的靜負荷。人體的坐姿本身就是一對矛盾。當直腰坐時,身體保持“甲型,椎間盤內壓力小,但是肌肉負荷大;當彎腰坐時

6、,可以解除背部肌肉的負荷,使整個身體感覺舒服,有利于身體平衡,但增加了椎間盤的內壓力,易形成佝僂。二、體壓分布根據(jù)人體組織的解剖特性可知,坐骨結節(jié)處是人體最能耐受壓力的部位,適合于承重,而大腿下靠近表面處因有下肢動脈的分布,故不宜承受重壓。因此,譬部的合理壓力分布應為體一半以上的重量由骨盆下的坐骨結節(jié)承受,由此向外,壓力為最小。因此,座椅不僅應有合適的高度,而且座椅面應緊密平坦,以保證臀部壓力的合理分布。研究表明2,過于松軟的椅面,使臀部與大腿的肌肉受壓面積增大,不僅增加了軀干的不穩(wěn)定性,而且不易改變坐姿,容易產生疲勞。當人坐著的時候,覆蓋著坐骨結節(jié)的皮膚能夠更好地經(jīng)受住持久的壓力3。因此,座

7、面上的臀部壓力分布應該是坐骨結節(jié)處最大,由此向外逐漸減少,直至與座面邊緣接觸的大腿下部,壓力最小。座椅靠背上的壓力分布,應當是肩腳骨和腰椎骨兩個部位最高,這就是靠背設計中的“兩點支撐”準則。沒有腰靠將只靠肌肉來維持腰曲弧形,勢必引起腰部肌肉疲勞和損傷。當人長時間保持一個坐姿不動而出現(xiàn)肌肉緊張時,稍稍轉動身體位置可以促進生物電的活動,使肌肉放松而重新獲得體息。第三章舒適坐姿對座椅設計的要求一、保持脊柱正常的生理彎曲舒適的坐姿生理特征4,應該保證腰曲弧形處于正常自然狀態(tài),腹背肌肉處于松弛狀態(tài),從上體通向大腿的血管不受壓迫,保持血液正常循環(huán)。因此,最舒適的坐姿,是臀部稍離靠背向前移,使上體略向后傾斜

8、,保持體腿夾角在90°150。之間,小腿向前伸,大腿與小腿,座椅的設計應盡可能使乘客脊柱處于生理體位,保持正常的生理彎曲度。各部分肌肉處于放松狀態(tài),身體屈伸部位的角度以及受壓部位要有利于人體保持正常的血液循環(huán)。保持脊柱正常生理彎曲是減輕疲勞的主要因素。人應靠在座椅靠背上,使身體后傾,與水平成150。,若是靠背角度能調節(jié),其調節(jié)范圍在95。-135。為宜5。為了達到人體舒適坐姿,人體的背部和腰部應給予合理的支承。為了保證乘客的舒適,還應在座椅靠背的合適位置配備頭枕,一方面維持正常的頸曲形狀,另一方面能防止頭部由于猛烈后仰(如列車突然加速起動等)所造成的頸椎傷害。二、合理的體壓分布以保證

9、全身肌肉放松及血液正常循環(huán)舒適坐姿壓力在臀部的分布,體重應落在較大的承受面上,但不是平均分布。坐骨結節(jié)處應壓力最大,從坐骨結節(jié)向外,壓力逐漸減小,直到與座面前緣接觸的大腿下面,壓力為最小。為了使壓力集中于大腿后部的坐骨結節(jié)周圍,應略提高座墊與水平方向的夾角,約5。-100°為宜。另外,為了使腹部與大腿之間的血管不受壓迫且血流暢通,軀干與大腿之間應保持鈍角,大約105。-115。為舒適。這一生理要求需要座椅靠背略向后傾。但若靠背角過大,也會使乘客起坐不便,向窗外視物傾斜,并使頸部有向前彎曲上抬的趨勢,不僅造成頸部疲勞以及心理上的不適感和疲勞感,而且還會影響車內有效面積的合理使用。座面不

10、能過高,應比小腿長度短,這樣雙腿能踩到地面以支持大腿的部分重量。此外,坐位時大腿略傾斜并向下,小腿略向前的位置也使靜脈血易于回流,可減少疲勞的產生。座椅扶手也能起到促進上肢靜脈血回流的作用,其高度要配合適當,應不使人體的肌肉勉強適應扶手高低而產生屈曲或伸張的感覺。因此,舒適座椅設計的主要原則如下:A.人體驅干的重量應該由坐骨、臀部及脊椎按適當比例分別承擔,其主要部分應該由坐骨結節(jié)承擔。B.人體上身應該保持穩(wěn)定。C.人體腰椎下部(第4-5腰椎之間)應該由適當?shù)难恐?。D.座面的高度應該確保大腿的肌肉和血管不受壓迫。E.就座者應該能夠方便自如地改變姿勢。F.座椅的位置和尺寸應該與工作臺、顯示裝置

11、、操縱裝置相配合并具有方便性。第四章舒適座椅的設計思路座椅的設計首先要滿足人們的舒適度要求,充分利用人機體工程學原理,使旅客在乘坐時不能有生理性壓迫,盡量保持人體在直立狀態(tài)時其脊椎的S形曲線,因為這種狀態(tài)下脊椎的負重很小,旅客不易疲勞。一種舒適的座椅應使旅客腿部輕微支撐,坐骨關節(jié)部全面支撐,腰部全面支撐,背中部輕微支撐。如果座椅的設計不合理,背部太硬,腰部太弱,腿部太硬,臀部過度下沉,則會約束人體動作,從生理上給旅客造成壓力。一般情況下,我們在考慮座椅的各部分尺寸,座墊面、靠背面曲線造型,扶手造型,腳踏裝置,茶桌等時都要滿足以下要求:A.人體在不同坐姿下應有一定的活動范圍。B.內包墊材軟硬合適

12、,能全面支撐身體,體壓分布合理。C.側部設支撐、扶手,其高度、造型應滿足坐立、躺位時對手臂不產生壓力。第五章座椅設計的幾何參數(shù)一、座面與靠背夾角座面與靠背夾角是保證得到舒適姿勢的必要條件。座面與靠背的夾角多為115。左右調節(jié)靠背一般在95。-135。這樣,靠背和座面與人體背部、臀部、大腿形成的曲線相吻合使人感到舒適6。二、座椅設計幾何參數(shù)推薦值以上對人的坐勢進行全面系統(tǒng)的人機分析,考慮到產品是否符合學生人體尺度,符合學座椅的設計是否符合學生的認知模式等因生人體機能,形體是否符合學生大眾的心理需求。素。根據(jù)以上分析并結合實際參數(shù),給出學生座椅設計幾何參數(shù)推薦值。參數(shù)名稱參數(shù)值座局40cm座寬50cm座深45cm靠背高75cm靠背寬50cm扶手高16cm座晶背夾角115座墊傾角7第六章結論本文通過剖析人體坐姿的生理學機理,分析了學生座椅的舒適性設計原理,研究了如何使人保持脊柱正常的生理彎曲,合理的體壓分布,從而保持全身肌肉放松及血液正常循環(huán)。本文結合學生人體實際生理參數(shù)數(shù)據(jù)得出學生座椅設計參數(shù)與人體身高的關系,為學生座椅的舒適性設計提供了依據(jù),以達到減少疲勞,舒適性的目的。

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