工作台椅与手握工具设计1方案.ppt

南京理工大学设计艺术系 段齐骏,工作台椅与手握工具设计 Design of Chair & Hand-tool,2,6.1 控制台设计,控制台（工作台）： 是包含操纵装置和显示装置的作业单元。它小到一台便携式打字机，大到一个房间（控制室或控制中心）。,3,6.1.1 控制台的形式,桌式控制台,直柜式控制台,组合式控制台,弯折式控制台,4,6.1.2 控制台设计要点,控制台设计的主要内容：工作台尺寸宜人、造型美观、方便使用、给人以舒适感。 关键：根据人体尺度，将控制器与显示器布置在作业者正常的作业空间范围内。保证作业者能良好地观察必要的显示器，操作所有的控制器，以及为长时间作业提供舒适的作业姿势。控制台有时在操作者前侧上方也有作业区，所有这些区域都必须在可视可及区内。,5,控制台作业面 见图6-2 显示器面板形式 见图6-3 控制台上方干涉点高度 见图6-4,式中 h干涉点高度 k操作者眼高 H显示面板下端高度 d操作者眼点与干涉点的投影距离 D干涉点与显示面板的投影距离,6,图6-2 推荐的控制台作业面布置区域,返回,女性：P2.5,长：110120cm 宽：40cm,7,图6-3 显示面板的型式,返回,8,图6-4 控制台干涉点高度,返回,9,10,6.1.3 常用控制台设计,坐姿低台式控制台 见图6-5（a） 坐姿高台式控制台 见图6-5（b） 坐立两用控制台 见图6-6 立姿控制台 见图6-6 标准控制台 见图6-7，尺寸参阅表6-1,11,图6-5 坐姿控制台 (a) 坐姿低台式控制台; (b) 坐姿高台式控制台,返回,男性:P50,12,火车驾驶室,返回,13,图6-6 坐立两用 控制台,返回,男性:P50,14,图6-7 一种标准控制台的设计,返回,15,返回,16,17,轮船驾驶室中控台,机舱控制台,18,6.2 办公台设计,6.2.1 电子化办公台人体尺度 见图6-8，图6-9 6.2.2 电子化办公台可调设计 见图6-10 6.2.3 电子化办公台组合设计 见图6-11,19,图6-8 电子化办公示意图,返回,20,图6-9 电子化办公台主要尺寸,返回,21,图6-10 电子化办公台调节方式,返回,22,图6-11 办公台组合设计,返回,23,6.3 工作椅设计主要依据,坐姿的优点,当人站立时，人体的足裸、腰部、臀部和脊椎等关节部位受到静肌力作用，以维持直立状态，而坐时，可免除这些肌力，减少人体能耗，消除疲劳，坐姿态比站立更有利于血液循环，而且有利于保持身体的稳定。 目前，大多数办公室人员、脑力劳动者、部分体力劳动者都采用坐姿工作 。随着技术的进步，愈来愈多的体力劳动者也将采取坐姿工作，因而工作坐椅设计和相关的坐姿分析日益成为人机工程学工作者和设计师们关注的研究课题。,1.脊柱结构,6.3.1坐姿生理学,7,5,12,5,4,腰曲,图6-12 脊柱的形状及组成,前,后,肩靠,25,2.腰曲弧线,从坐姿生理学角度，应保证腰弧曲线正常。,图6-13 各种不同姿势下所产生的腰椎曲度,坐姿生理学,26,坐姿生理学,3.腰椎后突和前突,图6-14 腰椎后突和前凸 (a) 腰椎后突; (b)腰椎前凸,27,6.3.2 坐姿生物力学,1.肌肉活动度,脊椎骨依靠其附近的肌肉和腱连接，椎骨的定位借助于肌腱的作用力。一旦脊椎偏离自然状态，肌腱组织就会受到相互压力(拉或压)的作用，使肌肉活动度（活动量）增加，招致疲劳酸痛。实验结果表明，在挺直坐姿下，腰椎部位肌肉活动度高，因为腰椎前向拉直使肌肉组织紧张受力。提供靠背支承腰椎后，活动力则明显减小；当躯干前倾时，背上方和肩部肌肉活动度高，以桌面作为前倾时手臂的支承并不能降低活动度。,28,2.体压分布,6-15 体压分布曲线,压力分布不均匀原则,单位：102Pa,29,坐姿生物力学,6-16 座面对股骨的影响,3.股骨受力分析,30,坐姿生物力学,4.椎间盘受力分析,从坐姿生物力学角度，应保证肢体免受异常力作用。,图6-17 不同坐姿时椎间盘受力分析,31,不同坐姿,32,办公人员的习惯坐姿,33,6.3.3 坐姿人体测量尺寸,图6-18 对座椅设计有用的人体尺寸,34,坐高 (sitting height),35,36,靠背倾角(angle of back-rest),37,疼痛 (ache),38,侧面轮廓 (side-view of chair),座椅是坐的机器，对人体影响最大的是侧面轮廓。,6.4 坐椅设计,39,6.4.1 一般工作场所坐椅 GB/T14774-93 工作座椅一般人类工效学要求 1、座椅设计要点 （1）使操作者在工作中保持身体舒适、稳定并能进行准确的控制和操作。 （2）座高（360480mm)和腰靠高(165 210mm)必须是可调节的。 （3）椅坐面和腰靠结构应使其感到安全、舒适。,40,（4）腰靠结构应具有一定的弹性和足够的刚性，腰靠倾角不得超过115度。 （5）工作坐椅一般不设扶手，需设扶手的必须保证操作人员作业活动的安全。 （6）其结构材料应耐用、阻燃、无毒。坐垫、腰靠、扶手的覆盖层应使用柔软、防滑、透气性好、吸汗的不导电材料制造。 （7）可防止座椅打滑。椅脚应设计5个，平分在40 45cm的圆周上。,41,2、工作椅设计结构形式,图6-19 一般工作座椅结构形式,42,坐面倾角 ：34度 腰靠倾角 ：110度,43,6.4.2 办公室工作座椅,图6-20 办公用座椅原型,44,45,46,6.4.3 座椅设计的新概念,1. 动态座椅 见图6-21 2. 前倾式座椅 见图6-22 3. 膝靠式座椅 见图6-23 6.4.4 其它工作座椅 1. 作业用凳 见图6-24 2. 其它支撑物 见图6-25,47,图6-21 动态座椅设计,返回,48,返回,图6-22 座面前倾的写字、绘图椅,49,图6-23 膝靠式座椅,返回,50,图6-24 作业用凳 （a）立姿 岗位用凳；（b）坐姿 岗位用凳；（c）支承 旋转凳；（d）单边 支凳,返回,51,图6-25 作业用支承物 （a）脚踏板 和搁臂垫 组合；（b）脚踏板 和支承凳 组合； （c）回跳凳；（d）带转动支架的转椅,返回,52,6.4.5 休息座椅 (public seat),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。,53,6.4.6 懒椅 (Sofa & armchair),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。,54,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。,55,6.4.7 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 (cinema chair) 车站、公园座椅,56,57,座椅设计欣赏 (Excellent design of chair),黄花梨木圆椅明 通高930mm，鹅脖上端略弯，与扶手交接处有挂牙装饰。圈椅最早见于五代前期的绘画作品，后来很少见到，到明代时期这样的圈椅又很盛兴。,58,黄花梨圆后背交椅,59,老花梨木带联帮棍四出头扶手椅明末,60,61,62,63,64,65,66,67,时间：1925年 材料：镀铬的镍镀钢管、帆布 要点：挤压成型的无缝钢管,布鲁尔设计的“瓦西里”椅,68,时间：1938年 材料:弯曲的钢棒、帆布,“B.K.E”椅子,69,采用塑料一次成型 造型简洁，色彩艳丽 独特的造型体现了塑料的生产工艺和结构特点,70,“4860”叠架椅,以ABS树脂为材料 制造于1965年，塑料才刚刚应用到设计中，是对整体成型的椅子的探索的结果，由ABS树脂浇铸成的椅子,腿脚必须单独制作,在座位背部的洞是很必要的，以便于从铸模中将椅子移出来,71,采用乙烯基布缝成一个锥状袋子，内装颗粒状的聚苯乙烯泡沫球 布袋椅抛弃了椅子的结构，适宜使用者采取的各种坐姿,72,其造型有钢管椅的结构特征，又具有流线型的美学特征，具有几何体的明确性和简洁的造型特点,73,毛毡椅,它拥有介于衣服和椅子之间的一个简单外形。 用一种新技术将毛毡（未纺纱的密实的羊毛纤维，时而添加动物毛）这一古老材料浸透合成树脂，使它变硬。和样式。 靠背确实象一个围在头上、遮蔽风寒的大批风，给人“原始的”舒适感。“我想唤醒某个记忆中的东西”，设计师承认他想从留存于集体无意识中的遥远的原型中汲取灵感，是对计划和设