第6章_作业空间的设计(II)座椅学案.ppt

6.6 座椅的设计Design of Seat How to make us work comfortable 理想的座椅是使人体重能均衡分布，大腿平放，两足着地，肌肉放松。 减少疲劳，提高劳动效率，使人感到舒适。 座椅设计应考虑座椅的结构形式、几何参数和人体坐态生理特征、体压分布的关系问题，它将直接关系作业的舒适感。 General Principles of Seat Design Promote lumbar lordosis, prevent kyphotic posture Minimize disc pressure Minimize static loading of back muscles Reduce postural fixity and provide for easy adjustability From M.S. Sanders et al 《Human factors in Engineering and Design》 6．6．1 人体坐态的生理特征 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央， 是构成人体的中轴。 其上端承托颅骨， 胸段借肋骨与胸骨连结构成胸廓， 骶、 尾骨与髋骨共同连成骨盆。 脊柱的作用在于支持身体、 保护脊髓， 并使人体作广泛运动。 6．6．1 人体坐态的生理特征 1．脊柱结构和腰曲变形 脊柱由24节椎骨和骶骨、尾骨组成，其中颈椎7节、胸椎12节、腰椎5节。 腰椎承担着人上体全部重量，同时还要实现人体运动时弯腰、扭转等活动，最容易产生损伤和腰曲变形。 日常中挺直坐者和弯腰最容易疲劳，并引起各种不舒适和病变。 不同姿势的腰曲变形 2 舒适的坐态生理 舒适的坐态生理 保证腰曲弧形处于正常状态，从上体通往大腿的血管不受压迫，保持正常的血液循环。 因此最舒适的坐姿是臀部稍离靠背向前移，上体略向后倾斜，保持体腿夹角在90~115度之间。同时，小腿前伸，大腿与小腿、小腿和脚掌之间也达到一定的角度。 人体侧面数学模型构成图 舒适的坐姿关节角度10° θ1 20° 15°θ235° 80° θ3 90° 90°θ4115°100°θ5 120° 85°θ695° 6．6．2 人体坐态体压分布 人坐着时，人体重量作用在靠背和座位上的压力分布，叫做坐态体压分布。 体重均衡分布在较大的支撑面上，但不是平均分配。 座位上臀部压力分布应是坐骨部分压力最大，从坐骨以外，压力逐渐减少，直到与坐面前缘接触的大腿下，压力最小，为零。 舒适的体压分布图（单位:pa） 不同坐面高度下的体压分布 座椅靠背压力分布应该是肩胛骨和腰椎骨两个部位的压力最大（两点支撑）。 肩胛骨提供的支撑为肩靠，位于第5~6节胸椎高度；下面的支撑点为腰曲部分提供依靠，称为腰靠，腰靠位置一般相当于第4~5节腰椎的高度。 6．6．3 座椅的几何参数 座椅的主要几何参数 1座高 a 2座面深 c 3座宽 b 4座靠背 d 5 座与靠背的夹角β 座椅的类型 座椅根据其使用目的可分为以下三类：  第一类为工作用椅。 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。 靠背根据工作性质， 可上下调节或前后调节， 最好支撑在４～5节腰椎处。 座面应近似于水平。 高度应可调， 使其与工作面高度配合恰当。 第二类为休息用椅， 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。  第三类为多功能座椅。 适用于多种场所， 既可就餐时使用， 也可作为工作用椅或备用椅， 故应便于搬动和堆贮。 座椅参数设计原则 座椅设计应以符合人的生理特性， 使人感到舒适为前提， 因此， 应遵循如下设计原则： 座椅尺寸应与就坐者人体测量尺寸相适宜， 并应使尺寸可调； 座椅应使就坐者保持舒适坐姿，靠背结构和尺寸应给予腰部以充分的支撑， 使脊柱接近于正常自然弯曲状态； 座椅应能支持就坐者的体位并保持其稳定； 座椅应能使就坐变换坐姿， 灵活平稳地进行体态自动调节。  座椅尺寸 座椅的尺寸设计包括三个方面： 椅面的高度、 宽度、 深度和椅面倾角； 靠背的高度、 宽度和倾角； 扶手的高度和面积。  1) 椅面高度。 椅面高度应使就坐者大腿近似水平， 小腿自然垂直， 脚掌平放在地面上。 座高一般可取人体腓骨高度（人体总高的1/4），或略低于小腿高度1cm这是为了使下肢着力于整个脚掌，并利于两脚