桌椅设计教学课件PPT.ppt

桌椅设计概述 坐姿生理解剖基础 座椅的功能尺寸 坐垫与靠垫,第三章 桌椅设计,办公桌的功能尺寸,第一节 桌椅设计概述,大学生们在每天清醒的十六、七个小时中有多少时间坐在椅子上度过呢？其他群体呢？,据统计，发达国家中坐姿工作的比例已经超过2/3 ，这个比例今后还将继续攀升。,“直立”曾是动物进化到人类的标志，现在和今后人们每天坐着的时间却如此之长，于是人们开玩笑说，人快要成为“坐着的动物”了。,一、坐姿工作与座椅,第一节 桌椅设计概述,图3-1 阿克布罗姆靠背曲线,1954年阿克布罗姆发表了他的座椅靠背曲线设计。,德国包豪斯学校的布劳耶（1902-1981）突破木制家具的传统，设计出第一把钢管椅，首开家具新材料使用的先河。,图3-2 布劳耶钢管椅（1928）,我国已经发布了一批有关家具的技术标准，如： gb/t3976-1983学校课桌椅功能尺寸 gb/t14774-1993工作椅一般人类工效学要求 gb/t33263328-1997办公桌、文件柜、衣柜等家 具外形尺寸标准等,选择结构简单的桌椅作为分析对象，除了桌椅对人们生活重要外，更在于桌椅设计的功能分析，在人机学中具有典型意义:能充分体现人体尺寸和人体解剖学在产品设计中的应用方法。 另外，以gb/t3976-1983学校课桌椅功能尺寸为例，该标准虽已发布了20年之久，至今贯彻范围却还很小，尤其是很多中小学老师、校长对此毫无所知，足见桌椅问题是很值得关注的社会课题。 桌子是人们坐着使用的（站着使用的称为工作台），所以确定桌面高度时不应取地面、而应取椅面作为基准。有了椅面高度，再加上合理的“桌面椅面高度差”，就得到了合理的桌面高度。 本章优先和重点分析的是座椅方面的问题。,第二节 坐姿生理解剖基础,二、坐姿下的体压,五、工作座椅的一般人体工效学要求,第二节 坐姿生理解剖基础,1脊柱、椎间盘与骨盆结构,人体骨骼共有206块。,其中支撑头颅与全身的骨结构为脊柱、骨盆与下肢。,图3-3 全身骨骼图,第二节 坐姿生理解剖基础,颈 椎：上段7节椎骨 胸 椎：接下来12节椎骨 腰 椎：再下面5节椎骨 骶 骨：5块骶尾骨融合成一体 尾 骨：4块骶尾骨融合成一体,脊柱分4个区段，共24节椎骨；,图3-4 脊柱的构造,脊柱的下端是骶尾骨。,颈 椎,胸 椎,腰 椎,骶 骨,尾 骨,椎 间 盘：每两节脊椎骨之间的软组织。由 于椎间盘软组织的变形，才使整个脊柱能 够实现弯曲活动。全部椎间盘的厚度之和 约占脊柱总长度的14，其中以腰椎段的 椎间盘为最厚，所以人体上身腰部的可 能活动度较大。,骨盆由脊柱下端的骶尾段与髋骨构成，上接脊柱，下连下肢。 骶尾骨嵌插在髋骨腔孔内，人的体重经骶尾骨传压在髋骨上。 人坐着，体重由坐骨作用于椅面，腿脚不受力。 人站着，体重通过腿脚作用于脚底支承面上。,a）坐着 b）站着,图3-5 上身体重在骨盆处的传承情况,2坐姿脊柱形态的变化及其生理效应,人直立时 脊柱为正常生理弯曲状态， 椎间盘受压均匀且较小； 形态特征是腰椎段为向前凸 出，且曲度较大。,坐姿引起脊柱形态改变： 腰椎段由前凸变直甚至略向后凸，不利腰间盘受压均匀，因此坐姿下腰椎易感不适。,a）站着，腰椎前凸 b）坐着腰椎凸向后,图3-6 坐姿脊柱形态的变化,这种不利影响因靠背形式不同而明显不同。,图3-7 靠背仰角、支承对第三腰椎椎间盘压力的影响,可见坐姿脊柱形态的解剖学分析对于座椅设计很重要。,不同的坐姿对椎间盘的影响,躯干挺直的坐姿，可使脊椎保持自然的s形状，椎间盘内外受压均匀，因此，这种坐姿对脊椎骨十分有利。但另一方面，这种挺直腰板的坐姿会造成腰部肌肉的疲劳，长距离乘坐火车硬座车厢可以获得这种体验。,当躯干向前弯曲时，腰部肌肉比较松,但脊柱的弯曲会造成椎间盘内外压力不均匀，形成压力梯度，严重的会将椎间盘从腰椎之间挤出来，压迫中枢神经,以致造成坐骨神经极度疼痛，使人失去活动能力。许多俯案工作的人，会长年被这类病痛折磨，非常痛苦。,躯干完全挺直的坐姿身体上部的负荷加在腰椎部，引起不适，因此90度角的靠背椅是不良的设计,良好的坐姿：腰与大腿成135度，腰椎部有支撑,躯干前倾的姿势会使本来前凸的腰椎拉直甚至反向后凹，这种姿势因而也极不舒服，影响了胸椎和颈椎的正常弯曲，使颈、背部疲劳,图3-9 三种座高下椅面体压等压线图（10pa）,3.股骨与座面形状 有的椅面被设计成弧凹形，本意是与人的臀部形状较为一致。但解剖学分析表明，若弧凹形的高度差较大（例如大于25mm），人坐在椅面上时，股骨两侧会被往上推移，使髋部肌肉受到挤压，造成不适，因此并不合适。 还是普通接近平面型的椅面为好。,图3-11 椅面形状和 扶手高度的解剖学分析,大猩猩也翘二郎腿？,五、工作座椅的一般人体工效学要求,针对一般工作场所（计算机房、打字室、控制室等）坐姿操作人员的座椅，gb/t 14774-1993提出设计要点如下：,结构形式适合操作要求，使操作者工作中身体舒适、稳定，能准确进行操作。 座高和腰靠高能方便的调节，调节后能进行可靠的紧固。 适宜的人体的尺寸调节范围为： 从女子5百分位数到男子95百分位数，即 座高：360480mm 可无极或20mm一档的有极调节 腰靠高：165210mm 无极调节,3. 外露部分不得有易伤人的尖角、锐边、突头。 4. 结构材料应无毒、阻燃、耐用； 坐垫、腰靠、扶手的覆盖层材料应柔软、防滑、透气、 吸汗、不导电。,第三节 座椅的功能尺寸,第三节 座椅的功能尺寸,一、座面（前缘的）高度 二、座面的倾角 三、靠背的形式及倾角 四、其他功能尺寸,五、gb/t 147741993的推荐值,gb/t 147741993 工作座椅一般人 类工效学要求,讨论 :你体验过、考虑过 不同坐姿的不同感受吗？,设计合理的座椅，未必一定能达到应有的效能，所以向广大公众普及一些人机常识，让人们了解什么是正确坐姿，其重要性不低于设计的合理。,第四节 坐垫与靠垫,图3-15b中不舒服的原因： 1.接触面上体压过于均匀，使坐骨骨尖下等人体适于承 受较大压力的部位和不宜受较大压力的部位趋向于“同 等待遇”，不符合人的生理解剖要求； 2.不能通过改变坐姿体位来进行生理调节； 3.过于柔软的椅垫让人体陷入一种“悬浮”着的动态之 中，使人体产生动摇不定、不稳定的感觉；而为了稳定 体位，人体还会不自觉地使全身肌肉紧张收缩起来，容 易疲劳； 4.有研究表明，过于柔软的座椅还会减少对大脑的刺 激，使大脑反应迟钝，所以工作椅的椅垫尤其不可太柔 软。,第五节 办公桌的功能尺寸,f:中屉下面大腿的(小幅度)活动空间,50百分位数身高者(以男子为例): a=(908/3)mm-20mm=283mm b=20mm c=10mm d=130mm e=(2*6mm)=12mm f=30mm x=283mm-20mm-10mm-12mm-130mm-30mm=81mm,当考虑坐姿动机时，座椅基本分为三类：,休息为目的的安乐椅,作业场所的工作椅,多用椅,休息为目的的安乐椅,设计重点在于使人体得到最大的舒适感，消除身体的紧张与疲劳。合理的设计应使人体的压力感减至最小。,作业场所的工作椅,稳定性是主要因素，腰部应有适当的支持，重量要均匀分布于座