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1、座椅设计中的人机工程,座椅对人有以下益处：减轻腿部肌肉的负担；可以防止不自然的躯体姿势；降低人的耗能量；减轻血液循环系统的负担。长期坐着的人，腰部肌肉松弛，脊柱变形弯曲，进而影响消化器官和呼吸器官。,7.1 坐姿研究,（1）脊柱结构,7,12,5,5,4,坐姿情况下，支持人体的主要结构是脊柱、骨盆、腿和脚。,良好坐姿情况下，压力适当地分布在各椎间盘间。,（2）腰曲弧线,与坐姿舒适性直接相关的是腰曲。,良好坐姿情况下，压力适当地分布在各椎间盘间。,各种姿势下的腰椎曲线,（3）腰椎后突和前突,正常的腰弧曲线微微前突。,第一支撑点位于第5-6胸椎之间，称为肩靠。,第二支撑点位于第4-5腰椎之间，称为
2、腰靠。,无腰靠或者腰靠不明显，腰椎将如（a）图所示后突；腰靠过分突出，将使腰椎呈现如图（b）所示呈前突。,（4）椎间盘受力分析,60%的人有腰痛的感觉，其中最常见的痛因是椎间盘的问题。,椎间盘象一块弹性软垫将各椎骨分开，脊柱具有可变形性就是由于椎间盘的作用。椎间盘内充满粘液，外层由强韧的纤维环构成。,椎间盘有可能退化，丧失强度。,（5）矫形学研究,椎间盘内压力过高是损坏椎间盘的直接原因。,不同姿势下，第3和第4腰柱间椎间盘的内压力,坐姿,坐姿腰弧曲线正常时，椎间盘上受的力均匀而轻微，几乎无推力作用于韧带，韧带不拉伸，腰部无不舒适感，如（a）所示。,当人体前弯时，相邻两椎骨前端间隙缩小，后端间隙
3、增大，椎间盘在间隙缩小的前端受到推挤和摩擦，引起不舒适，长时间可造成椎间盘病变。,从坐姿生理学角度来讲，应保持腰弧曲线正常；从坐姿生物力学角度来讲，应保证肢体免受异常力作用。,结合两方面的分析，图（c）是汽车驾驶员舒适驾驶姿势。,直腰坐，以保持脊柱的自然“S”形状，椎间盘内压力比弯腰坐时小；但是坐着时稍微放松，身体弯曲，可以缓解背部肌肉，使整个身体感觉舒适，这可以从肌电图看出。,直腰坐有利于降低椎间盘内压力，但肌肉负荷大；弯腰坐有利于肌肉放松，但却增加了椎间盘的内压力。,椎间盘需要营养，而椎间盘内部并没有直接的血液来运送营养，营养物要穿过外层纤维通过扩散进入椎间盘。当椎间盘内压力增高时，可形成
4、由内向外的扩散梯度，迫使粘液外漏。当椎间盘压力减小时，扩散梯度反向，体液则向椎间盘内扩散渗入，并输入营养物。,营养供应,坐高,靠背倾角,办公人员的坐姿,疼痛,座椅高度为3854厘米能使躯体上部感觉舒服；造成大腿疼痛的原因主要是工作时体重压在大腿上，其次才是座椅的高度；如果座椅可调并备有脚垫台，桌子高度应为7478厘米；以提供最大的调节范围；57的坐姿工作人员有腰痛症状；肩痛和颈痛的占24，手和手臂痛的占15，大多数打字员抱怨桌子太高；,在坐着工作人员中有29的人有膝痛和脚痛的症状，其中大多数是身材不高的人，这是因为没有垫脚台，人只好坐在椅子前缘；无论身材大小，绝大多数人都希望坐面要低于桌面27
5、30厘米，人倾向于优先保证躯体部分的自然姿势，坐姿人员中腰痛的占57，图47中倒靠背上的时间占整个工作时间的42，说明靠背的重要性。,三、侧面轮廓,座椅是坐的机器，对人体影响最大的是侧面轮廓。,工作座椅这类座椅用于办公室及各种坐姿操作场所。设计时应将舒适性与操作效率一并考虑。,7.2 座椅种类,日本人体测量数据所设计的工作座椅原型,工作座椅的设计原则,通过研究，设计工作椅应注意：,（1）高度可调。办公椅的高度调节范围为3853cm。（2）可防止座椅打滑。椅脚应设计5个，平分在40 45cm的圆周上。,工作座椅的设计原则,（3）给人留有足够的活动空间。需要经常站立的座椅应采用小脚轮。（4）应保证
6、腿的活动空间，以减轻腿的疲劳。（5）坐面应为40 45cm宽，38 42cm长，坐面中部稍微下凹，前缘呈弧曲面，坐面后倾4 6。（6）坐面的材料应透气而且不打滑，以增加坐面的舒服感。,工作座椅的设计原则,（7）座椅靠背的垂直高度应为4850cm，宽为32 36cm；垫腰凸缘应高于坐面最低点1020cm，以支承腰椎和骶骨；靠背横向应以4050cm半径向后呈凹面。（8）可调靠背应按腰部支承来调节，靠背尺寸应为高30cm，宽38cm，垂直和水平方向均可调。,工作座椅的设计原则,（9）垫脚台可防止身材小的人由于坐面过高而引起的不正确姿势；（10）人的肘关节部应可自然下垂，前臂内收90，坐面距桌面或者（
7、作业面）的高度应为2730cm。,休息座椅,这类座椅适用于休息室及各种交通运输工具中，如飞机、汽车、火车、轮船中的乘客座椅。,这类座椅应以舒适性作为设计重点。,懒椅,用来休息的座椅，称为懒椅。由于椎间盘内压力和肌肉疲劳是引起不舒服感觉的主要原因，因此，座椅的侧面轮廓若能降低椎间盘内压力和肌肉负荷，并且使之降到尽可能小的程度，就能产生舒服的感觉。当靠背倾角达到110时，人体的肌电图的波动明显减少，被试有舒服的感觉。,设计懒椅应注意以下几点：为了防止臀部前滑，坐面应后倾一个角度，一般为1424；靠背倾斜角度：相对于坐面为105110；相对于水平面为110。130；靠背应有垫腰的凸缘，凸缘的顶点应在第3腰椎骨与第4腰椎骨之间的部位，即顶点高于坐面后缘1018厘米。垫腰的凸缘有保持腰椎柱自然曲线的作用。,多功能座椅,适用于多种场合，既可就餐时用，也可作为工作用椅或备用椅，便于搬动和堆贮。快餐店座椅影剧院座椅车站、公园座椅,坐立交替作业座椅,如吧台等，要求其结构十分稳固，高度比一般的椅子要高，视情况高度可调，座椅可以旋转。美国UPS邮政车司机的座椅就比一般汽车司机的座椅高，它可以坐立交替工作，大大减轻了频繁坐立的劳动强度。,四、色彩设计,家庭会议室剧院体育场,（1）场所（与环境协调）,舒适、健康适合其功能调整气氛,（2）作用,7.3 座椅设计欣赏,黄花梨圆后背交椅,黄花犁木浮雕靠背圈椅,
