學(xué)生座椅的人因工程設(shè)計

學(xué)生座椅的人性化工程設(shè)計南京財經(jīng)大學(xué)營銷與物流管理學(xué)院廣告081何建亞教員：朱建平摘要：為了適應(yīng)生活舒適性的發(fā)展趨勢，基于坐姿下靜態(tài)舒適性的生理機(jī)制，分析了學(xué)生座椅的結(jié)構(gòu)形式和適合人體特征舒適性的座椅結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)，得出了學(xué)生座椅設(shè)計參數(shù)與人體高度的關(guān)系。對設(shè)計人員在設(shè)計學(xué)生座椅時參數(shù)的確定具有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：人體生理學(xué)，學(xué)生座椅，設(shè)計參數(shù)，舒適度抽象：為了適應(yīng)生活舒適性方向發(fā)展的趨勢，本研究基于靜態(tài)舒適生理機(jī)制下的坐姿，分析了學(xué)生座椅的結(jié)構(gòu)形式，并適合人體特征的舒適座椅結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)，得出了學(xué)生座椅設(shè)計變量與人體高度的關(guān)系。設(shè)計時學(xué)生座椅參數(shù)的確定對設(shè)計者有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：人體生理學(xué)，學(xué)生座椅，設(shè)計變量，舒適性目錄第一章導(dǎo)言1第二章學(xué)生坐姿舒適的生理效應(yīng)第三章座椅設(shè)計中舒適坐姿的要求2第四章舒適座椅的設(shè)計理念3第五章座椅設(shè)計的幾何參數(shù)3第六章結(jié)論4參考文獻(xiàn)5第一章導(dǎo)言自從工業(yè)設(shè)計誕生以來，座椅一直是設(shè)計師們的熱門話題。同時，還有無數(shù)不同風(fēng)格和流派的椅子。然而，真正遵循人機(jī)工程學(xué)原理的優(yōu)秀設(shè)計并不多。座椅的形式似乎超越了它最基本的功能：舒適。座椅設(shè)計是否符合人機(jī)工程學(xué)原理不僅是一個方便的問題，它還與使用者的健康密切相關(guān)。根據(jù)數(shù)據(jù)，在工業(yè)化國家，三分之二的工作是坐姿。隨著工業(yè)化的發(fā)展和社會競爭的加劇，人們坐的時間越來越長。長時間靜坐引起的生理問題：如下肢靜脈壓增高、下肢腫脹等。尤其是坐姿引起的腰部問題在設(shè)計師面前越來越明顯。根據(jù)1996年德國的統(tǒng)計，85%的腰痛患者是由長期靜坐引起的。目前，除了提倡偶爾站起來的健康工作方法外，座椅的人體工程學(xué)設(shè)計也越來越受到重視。設(shè)計師從人機(jī)工程學(xué)的角度出發(fā)，依靠新材料、新工藝和新技術(shù)，使座椅的功能和外形以不同的方式結(jié)合在一起。人性化的座椅不斷被賦予新的含義。根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理，確定座椅靜態(tài)舒適性參數(shù)給設(shè)計人員帶來了極大的方便和參考價值。通過確定座椅表面的高度、靠背和座椅表面之間的夾角、扶手的高度等。它能使不同的人獲得對腰部的支撐，并盡可能保持脊柱的自然彎曲，從而減輕背部肌肉和腰椎的壓力。第二章學(xué)生坐姿舒適的生理效應(yīng)一、坐姿分析在坐姿中，支撐人體的主要結(jié)構(gòu)是脊柱、骨盆、腿和腳1。坐著時，腰椎、骨骼、椎間盤和軟組織承受著上身的大部分負(fù)荷，還會彎曲和扭轉(zhuǎn)。這兩個部分對于座椅設(shè)計來說是最重要的。在正常姿勢下，脊柱的腰部是脊柱前凸，但當(dāng)涉及到骨骼時，它是凹的。在良好的坐姿下，壓力適當(dāng)?shù)胤植荚诿總€椎間盤上，肌肉組織承受均勻的靜載荷。人體本身的坐姿是一對矛盾體。坐直腰時，身體保持“A”，椎間盤內(nèi)壓力小，但肌肉負(fù)荷大；彎腰坐著時，可以減輕背部肌肉的負(fù)荷，使全身感覺舒適，有助于身體平衡，但會增加椎間盤的內(nèi)壓，容易形成佝僂病。二。身體壓力分布根據(jù)人體組織的解剖特點(diǎn)，坐骨結(jié)節(jié)是人體最抗壓的部位，適合承重，而靠近表面的大腿下部由于下肢動脈的分布，不適合承重。因此，類比部分的合理壓力分布應(yīng)該是，身體重量的一半以上由骨盆下的坐骨結(jié)節(jié)承擔(dān)，因此向外的壓力最小。因此，座椅不僅應(yīng)該有合適的高度，而且座椅表面應(yīng)該緊密和平坦，以確保臀部壓力的合理分布。研究表明，2，椅子表面太軟，使臀部和大腿肌肉受壓面積增加，不僅增加軀干的不穩(wěn)定性，而且不容易改變坐姿，容易產(chǎn)生疲勞。當(dāng)一個人坐著的時候，覆蓋著坐骨結(jié)節(jié)的皮膚可以更好地承受持續(xù)的壓力3。因此，坐面上的髖部壓力分布在坐骨結(jié)節(jié)處應(yīng)該是最大的，因此逐漸向外減小，直到接觸坐面邊緣的大腿下部具有最小的壓力。座椅靠背上的壓力分布應(yīng)該在肩部和腳部骨骼以及腰部骨骼中最高，這是靠背設(shè)計中的“兩點(diǎn)支撐”標(biāo)準(zhǔn)。沒有腰部支撐只會依靠肌肉來維持腰部的彎曲，這將不可避免地導(dǎo)致腰部肌肉的疲勞和損傷。當(dāng)一個人長時間保持坐姿時出現(xiàn)肌肉緊張時，身體位置的輕微旋轉(zhuǎn)可以促進(jìn)生物電活動，放松肌肉，恢復(fù)身體休息。第三章舒適坐姿對座椅設(shè)計的要求首先，保持脊柱正常的生理曲度舒適坐姿生理特點(diǎn)4，應(yīng)保證腰部弧形處于正常自然狀態(tài)，腹肌和背肌處于放松狀態(tài)，從上身到大腿的血管不受壓迫，并保持正常的血液循環(huán)。因此，最舒適的坐姿是從靠背稍微向前移動臀部，使上身稍微向后，保持身體和腿之間的角度在90-150度之間，將小腿向前延伸，并且設(shè)計座椅，使得乘客的脊柱盡可能處于生理位置，并且保持正常的生理彎曲。肌肉的每個部分都處于放松狀態(tài)。身體的彎曲和伸展部分與壓力部分的角度應(yīng)該有利于維持正常的血液循環(huán)。保持脊柱正常的生理曲度是減少疲勞的主要因素。人們應(yīng)該靠在椅背上，水平向后靠。150.如果靠背角度可以調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍最好是95-135 5。為了達(dá)到舒適的坐姿，人體的背部和腰部應(yīng)該給予合理的支撐。為了確保乘客的舒適，還應(yīng)在座椅靠背的適當(dāng)位置提供頭枕。一方面，應(yīng)保持正常的頸部形狀，另一方面，應(yīng)防止因頭部嚴(yán)重后傾(如突然加速和火車啟動)而造成的頸椎損傷。第二，合理分配身體壓力，保證肌肉放松和血液循環(huán)正常舒適坐姿的壓力分布在臀部，重量應(yīng)該落在較大的承重面上，但不是平均分布。坐骨結(jié)節(jié)處的壓力應(yīng)該是最高的，從坐骨結(jié)節(jié)向外逐漸減小，直到與坐骨結(jié)節(jié)接觸的大腿下面的壓力最低5-100是合適的。此外，為了防止腹部和大腿之間的血管受壓，血流順暢，軀干和大腿之間應(yīng)保持鈍角，大約105-115度，以保持舒適。這種生理需求要求座椅靠背略微向后傾斜。但是，如果靠背角度過大，也會使乘客上下坐不方便，向窗外傾斜，使頸部向前彎曲和抬起，這不僅會造成頸部疲勞和心理不適和疲勞，還會影響車內(nèi)有效區(qū)域的合理使用。座椅表面不應(yīng)太高，但應(yīng)短于腿的長度，以便腿可以踏在地面上支撐大腿的部分重量。此外，坐著時，大腿略微向下傾斜，小腿略微向前，這也使得靜脈血易于回流，從而減少疲勞的發(fā)生。椅子的扶手還可以起到促進(jìn)上肢靜脈血回流的作用。扶手的高度應(yīng)適當(dāng)匹配，人體肌肉不應(yīng)被迫適應(yīng)扶手的高度而產(chǎn)生屈曲或拉伸的感覺。因此，舒適座椅設(shè)計的主要原則如下：A.待排泄的人體重量應(yīng)分別由坐骨、臀部和脊柱按適當(dāng)比例承擔(dān)，主要部分應(yīng)為坐骨結(jié)節(jié)性事業(yè)。B.上身應(yīng)該保持穩(wěn)定。人類腰椎的下部(在第4和第5腰椎之間)應(yīng)該由適當(dāng)?shù)难恐?。座椅表面的高度?yīng)確保大腿肌肉和血管不會受壓。E.坐著的人應(yīng)該能夠輕松自如地改變姿勢。F.座椅的位置和尺寸應(yīng)與工作臺、顯示裝置和控制裝置相適應(yīng)，并具有方便性。第四章舒適座椅的設(shè)計理念座椅的設(shè)計必須首先滿足人們的舒適要求，充分利用人體工程學(xué)原理，使乘客在乘坐時不會有理性的壓迫，并且在人體處于直立狀態(tài)時盡量保持脊柱的S形曲線，因為在這種狀態(tài)下脊柱的重量很小，乘客不易疲勞。舒適的座椅應(yīng)該稍微支撐乘客的腿，完全支撐骨骼和關(guān)節(jié)，完全支撐腰部，稍微支撐背部中間。如果座椅設(shè)計不合理，背部太硬，腰部太弱，腿部太硬，臀部下沉太多，會限制人體運(yùn)動，給乘客造成生理壓力。一般來說，當(dāng)我們考慮座椅各部分的尺寸、座墊表面和靠背表面的彎曲形狀、扶手的形狀、踏板裝置、茶幾等時。我們必須滿足以下要求：人體應(yīng)該在不同的坐姿下進(jìn)行一定范圍的活動。B.內(nèi)墊材料硬度適宜，能充分支撐身體，身體壓力分布合理。C.側(cè)面有支撐和扶手，支撐和扶手的高度和形狀應(yīng)滿足坐臥時手臂無壓力的要求。第五章座椅設(shè)計的幾何參數(shù)一.座椅表面和靠背之間的夾角座椅表面和靠背之間的角度是確保舒適姿勢的必要條件。座椅表面和靠背之間的角度為115。用于左右調(diào)節(jié)的靠背通常為95-135。這樣，靠背和座椅表面符合人體背部、臀部和大腿形成的曲線，使人感覺舒適6。二、座椅設(shè)計幾何參數(shù)推薦值上述對人體坐姿的全面系統(tǒng)的人機(jī)分析考慮了產(chǎn)品是否符合學(xué)生的人體尺度，是否符合學(xué)生的人體功能，是否符合學(xué)生大眾的心理需求。座位設(shè)計是否符合學(xué)生的認(rèn)知模式等因素。根據(jù)以上分析并結(jié)合實際參數(shù)，給出了學(xué)生座椅設(shè)計的幾何參數(shù)推薦值。參數(shù)名稱參數(shù)值座椅高度40厘米座椅寬度50厘米座椅深度45厘米靠背高度75厘米靠背寬度50厘米扶手高度16厘米座椅靠背角度115座墊傾斜度7第六章結(jié)論本文分析了人體