基于人机工程学的钢管坐椅结构设计

毕业论文（设计）题 目学 院专 业学生姓名学 号指导教师 - I - 基于人机工程学的钢管座椅机构设计 机械设计制造及其自动化学生 指导老师 【摘 要】 本文从人体坐姿生理学和生物力学的角度出发，分析了座椅对于人们身体的影响，了解座椅与人体骨骼结构、血液循环、体压、肌肉、神经、体表触感等生理解剖因数的关系，以及怎样设计座椅才能符合人体生理解剖的要求，基于人机工程学设计对焊接钢管坐椅结构进行设计，同时也介绍了现有的一些新式座椅，旨在让人们更加了解座椅对人们健康的影响，启发人们发挥想象力发明出更加健康舒适的座椅。未来的座椅会向着在舒适健康的基础上追求环保、智能的高度上发展，人类将会在座椅中体会到更高的生活质量，获得更多的效率。椅子是世界上最主要的家具,与人类的生活、工作紧密相连,几乎所有的设计大师都对椅子设计情有独钟,并以椅子设计为主题创造了许多的经典作品。一件优秀的椅子设计本身就是一件艺术品,是建筑空间中的抽象雕塑与坐具。没有任何物品的设计与人类的密切关系能超过椅子的设计。同时,也没有任何一种类型的家具在创造和销售上达到椅子这样的广泛性。所以长时期以来,人们在椅子的设计、创造、革新上所进行的探索和努力超过了任何类型的家具。可能除了汽车以外，对椅子的设计、创造、研究和描述是我们这个时代最显著的人造物品。 一张成功的椅子设计总是与制造的质量和使用功能紧密围绕联系在一起的。任何一个设计师通过一张椅子的创作同时也在演绎着椅子本身的特殊的需求和功能。在实用设计的层面上,一件椅子的设计与创造要与人们心理与生理产生联系,以及考虑座椅的造型和材质。与此同时,还必须联系到使用者在知识、情感、美学、文化等精神层面上的特殊需要。在另一方面,就是设计与制造、工艺、结构之间的基本联系。一张椅子在外表上看来是在制造一个实用的座具,其中也包含着其它的目的和风格上的考虑;从广义上看来,椅子的设计还涵盖了不同的意识观念、制造的方式和经济学理论等更深远的范畴。无论从哪个角度来看,一张椅子,从设计师到制造商都必须与社会的需求结合起来,实用功能是椅子的最终目的。椅子设计的原理是从人们使用的健康角度分析的，根据人的生理状况，疲劳测定等来定义椅子的外形曲线设计。 椅子是最常见的设计品，也是最有价值的。为何区区一把椅子能享有如此尊崇地位？所有人都需要找个舒适的东西坐着，在吃饭或打字的时候托起我们的身子，同时又不会让我们背部感到酸痛。但椅子所起的功用也不过如此而已，它占据了比其他物品远为显赫的文化地位;椅子承载了如此丰富的象征意义和内涵，并拍出了令人难以置信的天价。椅子在 20 世纪的发展、演变情形为人们提供了一部伟大的设计简史。如果一个人想要追溯 20 世纪在审美趣味、产品技术、原材料和社会潮流方面的种种变迁，通过椅子你就可以一窥全貌。【关键词】 健康 焊接 座椅 新式 - II - Based on ergonomic design steel seat mechanismFrom the perspective of human physiology and biomechanical sitting position, analyzes the seat body to influence people, to understand the structure of the seat and the human skeleton, blood circulation, body pressure, muscles, nerves, and other physiological and anatomical factors tactile surface relationship, and how to design a seat in order to meet the requirements of the human anatomy and physiology, ergonomics structure based on a welded steel chair design, but also introduced some of the existing new seats, designed to make people more aware of the seat of the people health effects, inspire more people to use their imagination to invent a healthy and comfortable seating. The seat will move toward the future in a comfortable and healthy, based on the pursuit of environmental protection, highly developed intelligence, humans will experience in the seat to a higher quality of life, to get more efficiency. The chairs are the worlds leading furniture, and human life, work closely, almost all designers have a soft spot for the chair design, and chair design theme created many classics. An excellent chair design itself is a work of art, architectural space abstract sculpture and Seats. There is no close relationship between design objects and humans can exceed chair design. At the same time, there is no one type of furniture to achieve such universality chair in the creation and marketing. So since a long time, efforts to explore and people in the chair design, create, innovate carried out more than any type of furniture. The possible exception of automobiles, to chair the design, creation, research and description of our eras most significant man-made objects. A successful chair design is always closely linked with the surrounding manufacturing quality and functionality. Any designer through the creation of a chair of the chair itself but also the interpretation of the specific needs and capabilities. On the practical level design, design and creation of a chair and people to produce the psychological and physical contact, and to consider the shape and material of the seat. At the same time, the user must also be linked to the specific needs of the knowledge, emotional, aesthetic, cultural and other spiritual. On the other hand, it is the basic contact design and manufacturing, technology, structure. A chair in appearance appears to be a useful base in manufacturing tools, which also contains other objects and consider stylistic; seems broadly, chair design also covers a variety of awareness of the concept, the way of manufacturing and more far-reaching economic theory and other areas. No matter from which point of view, a chair, from designers to manufacturers must be combined with the needs of the community together, practical function is the ultimate goal of the chair. Chair design principle is that people from the health point of analysis used, according to the persons physical condition, fatigue, etc. to define the - III - shape of the curve measured design chair.Chairs are the most common design products, but also the most valuable. Why is mere a chair to enjoy such a respected status? Everyone needs to find something comfortable sitting at dinner or typing hold our body, but not make us feel back pain. However, the function of the chair plays, but so only, it occupies much more prominent than the other items of cultural status; chair carries such a rich symbolism and meaning, and to shoot an incredible price.Chairs in the 20th century, the evolution of the situation for the people with a great design brief history. If a person wants retrospective of the 20th century a variety of changes in aesthetic taste, products, technology, raw materials and social trends aspects, through the chair you can find it all.【Key words】 healthy new seat - IV - 目 录绪 论 .11. 坐姿分析 .21.1 坐姿的优点和缺点 .21.2 坐姿矫形生理学 .21.3 肌肉活动度 .42、当考虑坐姿动机时，座椅基本分为三类 .72.1 休息为目的的安乐椅 .72.2 作业场所的工作椅 .82.3 多用椅 .82.4 座椅设计细则 .93. 座椅与人体健康 .103.1 座椅设计的主要依据 .103.2 坐姿生理学 .113.3 生物力学 .114.座椅设计 .124.1 设计要点 .124.2 座椅的主要参数 .134.3 座椅设计的新观念 .145.焊接钢管的成型 .156.钢管座椅的设计 .196.1 瓦西里椅 .196.2 蛋形椅 .196.3 蚂蚁椅 .19参考文献 .21 - 1 - 绪论学工业设计的一定都知道钢管椅，这次我就对钢管椅进行分析探讨，我进行了大量的准备工作，进行了资料的搜集包括网上搜索、书本查阅、咨询等方式，下面就进行深入的探讨。我们都知道包豪斯，所以我们也要认识包豪斯里的一位重要的人物，他就是马歇布劳耶（Marcel Breuer，1902-1981）1925 年设计了世界上第一把钢管椅子，为了纪念他的老师瓦西里康定斯基，故而取名为“瓦西里椅子(Wassily chair)”。世界上第一把钢管椅这这么诞生了。我们暂且就不进行他的 SWTO 分析了，先说说它诞生的意义，1925 年设计的第一把钢管椅子瓦西里椅子，造型轻巧优美，结构单纯简洁，具有很优良的性能，这种新的家具形式很快风行世界。瓦西里椅子曾被称作 20 世纪椅子的象征，在现代家具设计历史上具有重要意义。由于钢管家具具有包豪斯最典型的特点，以至于被后人认为是包豪斯的同义词。他采用钢管和皮革或者纺织品结合，还设计出大量功能良好，造型现代化的新家具，包括椅子、桌子、茶几等，得到世界广泛的欢迎。他也是第一个采用电镀镍来装饰金属的设计家。瓦西里椅无疑是现代主义作品中的经典之作。其本身就是现代主义信条“方块就是上帝”的完美诠释。直线的运用如此突出，即使采用圆角的光滑过渡，仍旧不能消除方形棱边的限定，这也正是钢管材料视觉感受的特征表现。而这种方体形式又是立体派所推崇的形式，交叉的平面构图则是风格派的惯用手法，完全暴露在外的构架则是结构主义的典型特征，难怪瓦西里椅从设计之初就广受赞誉，正是由于其集聚了众多艺术流派的理念，从而成为了诸多艺术风格语义的示范。但是人们的审美观随着时代的不同而变化着，在现代人的审美世界里，瓦西里椅几乎简约的有点简陋，让人难以感觉到现代设计的风范和经典。可能那裸露的螺栓，琐碎的帆布条还有复杂的连接结构，都让人感觉过于粗陋而难登大雅之堂。总所周知一个设计要想得到全世界的人的认可或者得到任何一个时代的检验是相当困难的，纵然汉宁森的PH 灯在当今仍然畅销、一些大设计师的作品时隔多年仍然在市面上出现，但是这只是少数，社会在发展，过去的、好的、会被继承取代，他们不会消失，只是可能会以其他的方式出现。但是事实在我们眼前，瓦西里椅是被认可的，至少被大多数人认可了、被许多设计师、大师们认可了，以他们的观点，瓦西里椅真正具有革命性的地方恰恰在于其对传统观念的反叛，虽不具有木制家具的典雅与雕琢之美，但却具备了精炼与凝重的品质，作为“民主设计”的实践者，瓦西里采用标准化的构件批量生产，应用更少的材料来降低成本，真正实现了现代主义设计为人民大众服务的宗旨。人家分析的很到位，了解设计概论的人们，大多很赞同，它的缺点和它的优点相比较，只能用中国的一个成语“瑕不掩瑜”来形容了吧！ - 2 - 1、坐姿分析1.1 坐姿的优点和缺点（1）优 点a.可免除站立时人体的足踝、膝部、臀部和脊椎等关节部位受到静肌力，减少人体能耗，消除疲劳b.坐姿比站立更有利于血液循环c.有利于保持身体的稳定，这对精细作业更适d.在脚操作场合，坐姿保持身体处在稳定的姿势，有利于作业。(2)缺点a.限制了人体活动范围，尤其是需要上肢出力的场合，往往需要站立作业，而频繁的起坐交替也会导致废劳。b.长期维持坐姿也会影响人体健康，招致腹肌松弛，脊椎非正常弯曲，以及对某些内脏器官造成损害，如消化器官与呼吸器官c.坐姿太久也会造成下肢肿胀，静脉压力增加大腿局部受到压力，增加血液回流阻力，引起不适感。1.2 坐姿矫形学生理（1） 正常的姿势下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨时则后凹。在良好的坐姿状态下，压力适当地分布于各椎间盘上，肌肉组织上承受均匀的静负荷。 - 3 - （2） 当处于非自然姿时，椎间盘内压力分布不正常，形成的压力梯度，严重的会将椎间盘从腰椎之间挤出来，压迫中枢神,产生腰部酸痛、疲劳等不适感。躯干完全挺直的坐姿使脊椎严重弯曲，因椎间盘上压力不能正常分布，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,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 故良好的坐姿：腰与大腿成 135 度，腰椎部有支撑 - 4 - G1.3 肌肉活动度脊椎骨依据其附近的肌肉和腱连接，椎骨的定位正是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，使肌肉活动度增加，招致疲劳酸痛。 - 5 - - 6 - 3 组不同坐姿的 23 腰椎背棘直肌肌电图在挺直坐姿下，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；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。 - 7 - 2、当考虑坐姿动机时，座椅基本分为三类：2.1 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。 - 8 - 2.2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垫(或座面)上，同时要适当考虑人体的活动性，操作的灵活性与方便等。2.3多用椅这类座椅以多种功能为设计重点。它可能与桌子配合，可能是工作、休息兼用，也可能是作为备用椅可以折叠收藏起来。 - 9 - 2.4、座椅设计细则我国人体基本尺寸测量尺寸名称 数据（mm） 测量尺寸名称 数据（mm）性别 男 女 性别 男 女坐高 958 809 肩宽 469 363坐姿颈椎点高 641 518 坐姿臀宽 355 310坐深 494 401 小腿加足高 448 342根据工作座椅一般人类工效学要求给定的工作座椅主要参数参数 数值座高（mm） 360-480座宽（mm） 370-420座深（mm） 360-390腰靠长（mm） 320-340腰靠宽（mm） 200-300腰靠厚（mm） 30-50腰靠高（mm） 165-210腰靠圆弧半径（mm） 400-700座面倾角（） 0-5靠腰倾角（） 95-1151.座高：休息用安乐椅 3845cm，工作椅 4350cm2.座宽：4345cm3.座深：休息用椅 4043cm，工作用椅 3540cm4.座面倾角：休息椅 1920 度，工作椅小于 3 度5.靠背的高度与宽度a.因为人体背部处于自然形态时最舒适，此时腰椎部分前凸，座椅设计要从座面与靠背之间的角度和适当的腰椎支持来尽力保证。成年人腰椎部中心位置约在座位上方 2326cm - 10 - 处，腰椎支点应略高于此尺度，以支持背部重量。b.靠背由肩靠和腰靠两部份构成，大部份工作场合，腰靠最主要。c.靠背的最大高度可达 4863cm，最大宽度可达 3548cm。靠背的尺寸主要由臀部底面到肩部的高度(决定靠背高)和肩宽(决定靠背宽)有关，确定高度时还必须计入座椅的有效厚度。d.为了使背部下方骶骨和臀部有适当的后凸空间，座面上方与靠背下部之间应有凹入或留一开口部分，其高度至少为 12.520cm6.靠背角度 ：103一112度7.扶手高：座垫有效厚度以上 2122cm8.椅垫a.人体在坐姿状态下，与座面紧密接触的实际上只是臀部的两块坐骨结节，其上只有少量的肌肉，人体重且的 75左右由约 25cm2 的坐骨周围的部位来支承，这样久坐足以产生压力疲劳，导致臀部痛楚麻木感。b.测试研究表明，坐于座垫上的臀部压力值大为降低，而接触支承面积也由 900cm2 增大到 1050cm2，使压力分散。c.椅垫的另一优点是能使身体采取一种较稳定的姿势，因为身体可以适应地陷入座垫。尺寸（mm）3、座椅与人体健康3.1 座椅设计的主要依据坐姿时人体比较自然的姿势，它有很多优点。当人站立时，人体的足踝、膝部、臀部和脊椎等关节部位受到静肌力的作用，以维持静立状态；而人坐着时，可免除这些肌力，减少人体消耗，消除疲劳。坐姿比站姿更有利于血液循环，站立时血液和体液会向下肢积蓄；而坐着时，肌肉组织松弛，使腿部血管内血液静压降低，血液流回心脏 - 11 - 的阻力减小。坐姿还有利于保持身体的稳定，这对精细作业更加适合。在脚操作场合，坐姿保持身体处在稳定的姿势，有利于作业，因而坐姿时最常采用的工作姿势。目前大多数办公室工作人员、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用坐姿工作。3.2 坐姿生理学a.脊柱结构在坐姿状态下，支持人体的主要结构是脊柱、骨盆、腿和脚等。脊柱位于人体背部中线处，有 33 块短圆柱状椎骨组成，包括 7 块颈椎、12 块胸椎、5 块腰椎和下方的5 块骶骨及四块尾骨组成，相互间由肌腱和软骨连接，腰椎、骶骨和椎间盘及软组织承受坐姿时身上大部分负荷，还要实现弯腰扭转等动作。对着及而言这两部分最为重要。正常的姿势下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨时则后凹。在良好的坐姿状态下，压力适当地分布于各椎间盘上，肌肉组上承受均与的静载荷。当处于非自然姿势时，椎间盘内压力分布不正常，产生腰部酸痛、疲劳等不适感。b.腰曲弧线脊柱侧面有四个胜利弯曲，颈曲、胸曲、腰曲、骶曲。其中与坐姿舒适性直接相关的是腰曲。人体正常的腰曲弧线是侧卧的曲线，躯干挺直坐姿和前弯时的腰弧曲线会使腰椎严重变形，要使坐姿能形成几乎正常的腰曲弧线，躯干与大腿之间必须有大于90 度的角度，且在腰部有所支承，课件保证腰椎弧线的正常形状是获得舒适坐姿的关键。c.腰椎后凸和前凸正常的腰弧曲线是微微前突。为使坐姿下的腰弧曲线变小，座椅应在腰椎部提供所谓的两点支承。由于5、6胸椎高度相当于肩胛骨的高度，肩胛骨面积大，可承受较大压力所以第一支承应位于5、6胸椎之间，称其为肩靠。腰部支承设置在第 4、5 腰椎之间的高度上，称其为腰靠，和肩靠一起组成座椅的靠背。合理的腰靠应是使腰弧曲线处于正常的生理曲线。坐姿生物力学3.3 生物力学a.肌肉活动度脊椎一卡附近的肌肉和肌腱连接，椎骨的定位正是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的压力的作用，是肌肉活动度增加，招致疲劳酸痛。肌腱组织受力时，产生一种活动电势。根据肌电图记录可知，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。这些结果与坐姿生理学是相符合的。 - 12 - b.体压分布由人体解剖学可知，人体坐骨粗壮，与其周围的肌肉相比，能承受更大的压力。而大腿底部有大量血管和神经系统，压力过大会影响血液循环和精神系统传到而感到不适。所以坐垫上的压力应按照臀部不同部位承受不同压力的原则来设计，即在坐骨处压力最大，向四周逐渐减小，至大腿部位时压力降至最低值，这是坐垫设计的压力分布不均匀原则。c.股骨受力分析人体的结构在骨盆下面有两块圆骨，成为坐骨结节。坐姿时这两块面积很小的坐骨结节能支承上身的大部分重量。坐骨结节下面的座面呈近似水平时，可使两坐骨结节外侧的股骨出于正常的位置而不受过分的压迫，因而人体感到舒适。当座面呈斗形时，会使股骨向上转动，这种状态除了使股骨出于受压迫位置而承受载荷外，还造成髋部肌肉承受反常压迫，并使肘部和肩部受力，从而引起不舒适感。所以在座椅设计中，斗形坐面是应该避免的。d.椎间盘受力分析当坐姿腰弧曲线正常时，椎间盘上受的压力均匀而轻微，几乎无推力作用于韧带，韧带不拉伸，要不无不舒适感。但是，当人体处于前弯坐姿时，椎骨之间的间距发生改变，相邻两椎骨前端间隙缩小，后端间隙增大，椎间盘在间隙缩小的前端受推挤和摩擦，迫使它向韧带作用一推力，从而引起腰部不适感，长期累积作用，可造成椎间盘病变。综合看来，从坐姿生理学角度，应保证腰弧曲线正常；从坐姿生物力学角度，应保证肢体免受异常力作用。依据两方面的要求，研究了人体作业的舒适坐姿。4、座椅设计4.1 设计要点a.工作座椅的结构形式应尽可能与坐姿工作的各种操作活动要求相适应，应能使操作者在工作过程中保持身体舒适、稳定并恩给你进行准确地控制和操作。b.工作座椅座高和腰高必须是可调节的。座高调节范围 360-480mm 之间；工作座椅坐面高度的调节方式可以是无级的或者间隔 20mm 为一档的有级调节。工作座椅腰靠高度的调节方式为 165-210mm 间的无级调节。c.工作座椅可调节部分的结构构造，必须易于调节，必须保证在椅子使用过程中不会改变已经调节好的位置并不松动。d.工作座椅各零件部件的外露部分不得有易伤人的尖角锐边，各部结构不得存在可能造成挤压、剪钳伤人的部位。e.无论操作者坐在座椅的前部、中部还是往后靠，工作座椅座面和腰靠结构均应使其感到安全、舒适。 - 13 - f.工作座椅一般不设扶手。需设扶手的座椅必须保证操作人员作业活动的安全性。g.工作座椅腰靠结构应具有一定的弹性和足够的刚性。在座椅固定不动的情况下，腰靠承受 250N 的水平方向作用力时，腰靠倾角不得超过 115。h.盖层应使用柔软、防滑、透气性好、吸汗的不导电的材料。4.2 座椅的主要参数参数 符号 数值 测量要点座高 a 360-480mm 在座面上压以 60kg，直径 350mm 半球状重物时测量座宽 b 370-420mm推荐值 400mm在座椅转动轴与座面的交点处或座面深度方向二分之一处测量。座深 C 360-390mm推荐值 380mm在腰靠高 g=210mm 处测量，测量时为非受力状态腰靠长 D 320-340mm推荐值 330mm腰靠宽 E 200-300mm推荐值 250mm腰靠厚 F 30-50mm推荐值 40mm腰靠上通过直径 400mm 半球状物，施以250N 力时测量腰靠高 G 165-210mm腰靠圆弧半径 R400-700mm推荐值 550mm倾覆半径 r 195mm - 14 - 座面倾角 0-5推荐值 3-4腰靠倾角 95-115推荐值 110注:表中各符号所列参数 a、f、g、 为操作者坐在座椅上后形成的尺寸、角度4.3 座椅设计的新观念近年来，人机工程学专家与设计师对于座椅设计有新的观念。一般的座椅设计仅是从座椅的固有形状与尺寸关系上进行调整设计，而近期的座椅设计则从座椅最根本的功能要求的角度着手，从设计观念上已有所突破与创新。a.动态座椅所谓动态座椅，其设计特点是座椅能对坐者的动作与姿势做出自动响应。通常的座椅背靠与椅面夹角是固定的，座面除椅垫部分能吸收落座时的冲击以外，没有其它吸收冲击的措施。座面下面配置的液压缸控制座椅角度在 14范围内连续调整，液压缸的动作有坐者重心的移动来实现。这种自动调节可以使座椅适应不同使用者习惯的坐姿，使用者也可以再座椅上时常改变姿势，以防止久坐对身体的压力局部积累。调整后，座椅还可以子啊任意角度锁紧。该座椅上还涉及有座面提升机构，以吸收落座时的冲击。落座时，座面下陷一定高度，坐稳后，提升机构使之回复到原来的位置。b.前倾式座椅研究表明，采用座面适当前倾设计的工作椅会更适合工作，尤其是办公室工作，比如对写字和绘画用椅的设计。当要求座高较高时，对于倾斜式绘图桌用椅，前倾角应达到 15以上，如果背靠角为 90，则相当于座面与靠背夹角为 105，这是坐姿的最小舒适度角，靠背对于脊椎部还能起适度的支撑作用，肌肉紧张较小，背部压力在椎骨上分布也比较均匀。c.膝靠式座椅为了适应办公室工作，如打字、书写的坐姿要求，座面设计成前倾式。但前倾式座面是坐者有从前缘滑落的趋势，为了维持坐姿，坐者不得不腿部用力抵住地面，防止前滑。为了解决这一问题，设计时从膝部支承考虑，提供一膝部下方至小腿中部的膝靠，这样座面前倾的时前滑的趋势呗膝靠阻挡，保持坐姿的稳定。膝靠式座椅是一种打破传统座椅支承上体重量靠臀部的椅子。其设计特点是由坐骨与膝盖来分担大腿以上部位的重量，以减轻脊柱和臀部的承重负担。但，膝靠式座椅本身还有一些缺陷有待克服。主要问题在于进出座椅不方便；坐者 - 15 - 智能采用前倾作业姿势，如欲后仰休息，则膝部一下被膝盖所限制。d.靠背可调座椅在虚拟技术中，让人体模型坐在模型化的椅子上，人体具有柔软的表面组织，内置超声波传感器、压力传感器和倾斜计等，能检测出评价椅子所需要的各种参数和坐姿，能对坐姿感觉进行评价。虚拟数值人体可模拟人体的真是形状，从而为变椅背座椅设计提供依据。使一般座椅靠背是固定的，当人体的坐姿改变后，靠背和人后背之间将产生空隙，使受力分布不均匀。e.多功能沙发椅使用产品过程中，使用者总是自觉或被动地出于某种姿势。在产品设计中考虑产品操作姿势，将可避免使用者采用不良的操作姿势，增强产品的可用性，提高使用效率。5、焊接钢管成型焊接钢管成型方法 14 种1.单半径成型法单半径辊式成型法有圆周弯曲成型法、边缘弯曲成型法和中心弯曲成型法三种，单半径成型法是：孔型由一个单半径组成，成型机水平辊、立辊交替布置，带钢从水平辊、立辊中间经过，逐渐将平板弯曲成圆管。2.圆周弯曲成型法带钢整个宽度方向上同时弯曲变形，各架成型的弯曲半径逐渐减小；边缘弯曲成型法是从带钢边部开始弯曲，弯曲半径恒定，逐步增加变形角，以减小带钢中间部分的宽度，直到钢带成圆封闭；中心弯曲成型法是从带钢中心部分开始弯曲变形，弯曲半径恒定，逐渐向两侧边缘扩展，直到成圆封闭。3.双半径成型法（综合弯曲成型法）采用两种以上的基本变形法进行组合变形，但应用较多的是边缘成型法+圆周成型法。管坯边缘与圆周综合变形的成型法，它以挤压辊孔型半径或成品管半径为边缘弯曲半径，将钢带边缘弯曲到某一变形角，并在以后各成型架次基本保持不变，而带钢中间部分的弯曲成型则按圆周弯曲成型法进行变形分配。该方法成型过程较稳定，变形均匀，边缘相对伸长小，成型质量好。4.W 成型法粗成型段第 1 架或前几架采用 W 反弯弯曲成型，带钢边缘部分正向弯曲，中间部分反向弯曲，增加了边缘部分弯曲弧长，使边缘变形充分，管坯在成型过程中高度差较小，使边缘相对延伸大为减小，避免了边缘纵向伸长引起的鼓包，同时缩小了圆周速度差。5.排辊成型为了避免一般连续式成型机组上带钢成型时发生的带钢边缘相对延伸和纵向回弹变形，在水平成型辊之间连续配置许多小辊，以代替一般的水平成型辊，使带钢边缘能 - 16 - 够沿一条平滑的自然变形路程进行。这些装在一个笼式框架里的小辊就成为排辊。一般排辊式成型机由 1 架预弯辊、1 套排辊装置、2 架精轧辊组成。适用于较薄壁钢管的成型。6.CTA 成型是排辊成型的一种。1987 年由奥地利钢铁联合公司研制。圆管成型系统由 2个通用的预弯机架、1 个弯边机架和 1 个专门的 CTA 装置 4 部分组成。CTA 装置由许多排辊连续作用，钢带穿过成型机后被连续、光滑的轧制成开口约为 32的开缝管，即排辊成型工艺，最后再进入精轧机架，在上辊带有导向环的精轧孔型中完成精成型。机架调整自动化程度高，是直缘成型技术的一种方法。前三部分均可共用，可节省换辊时间，减少轧辊消耗，提高生产效率。7.FF 成型20 世纪 80 年代中期，由日本中田机械制造所研制开发。其粗成型段永一套共用冷弯成型辊即可完成机组所生产的各种规格。精成型段与传统精成型机架相同。粗成型 1.单半径成型法单半径辊式成型法有圆周弯曲成型法、边缘弯曲成型法和中心弯曲成型法三种，单半径成型法是：孔型由一个单半径组成，成型机水平辊、立辊交替布置，带钢从水平辊、立辊中间经过，逐渐将平板弯曲成圆管。2.圆周弯曲成型法带钢整个宽度方向上同时弯曲变形，各架成型的弯曲半径逐渐减小；边缘弯曲成型法是从带钢边部开始弯曲，弯曲半径恒定，逐步增加变形角，以减小带钢中间部分的宽度，直到钢带成圆封闭；中心弯曲成型法是从带钢中心部分开始弯曲变形，弯曲半径恒定，逐渐向两侧边缘扩展，直到成圆封闭。3.双半径成型法（综合弯曲成型法）采用两种以上的基本变形法进行组合变形，但应用较多的是边缘成型法+圆周成型法。管坯边缘与圆周综合变形的成型法，它以挤压辊孔型半径或成品管半径为边缘弯曲半径，将钢带边缘弯曲到某一变形角，并在以后各成型架次基本保持不变，而带钢中间部分的弯曲成型则按圆周弯曲成型法进行变形分配。该方法成型过程较稳定，变形均匀，边缘相对伸长小，成型质量好。4.W 成型法粗成型段第 1 架或前几架采用 W 反弯弯曲成型，带钢边缘部分正向弯曲，中间部分反向弯曲，增加了边缘部分弯曲弧长，使边缘变形充分，管坯在成型过程中高度差较小，使边缘相对延伸大为减小，避免了边缘纵向伸长引起的鼓包，同时缩小了圆周速度差。5.排辊成型为了避免一般连续式成型机组上带钢成型时发生的带钢边缘相对延伸和纵向回弹变形，在水平成型辊之间连续配置许多小辊，以代替一般的水平成型辊，使带钢边缘能够沿一条平滑的自然变形路程进行。这些装在一个笼式框架里的小辊就成为排辊。一般排辊式成型机由 1 架预弯辊、1 套排辊装置、2 架精轧辊组成。适用于较薄壁钢管的成型。6.CTA 成型是排辊成型的一种。1987 年由奥地利钢铁联合公司研制。圆管成型系统由 2 个通用的预弯机架、1 个弯边机架和 1 个专门的 CTA 装置 4 部分组成。CTA 装置由许多排辊连续作用，钢带穿过成型机后被连续、光滑的轧制成开口约为 32的开缝管，即排辊成型 - 17 - 工艺，最后再进入精轧机架，在上辊带有导向环的精轧孔型中完成精成型。机架调整自动化程度高，是直缘成型技术的一