人因工程之座椅分析完整版

1、 座椅设计 坐姿分析坐姿分析 座椅设计座椅设计 座椅设计实例座椅设计实例 作业作业 坐姿分析坐姿分析 坐姿的优点和缺点坐姿的优点和缺点 坐姿矫形学生理坐姿矫形学生理 肌肉活动度肌肉活动度 坐姿的优点和缺点坐姿的优点和缺点 可可免除免除站立时人体的足踝、膝部、臀部和脊椎等站立时人体的足踝、膝部、臀部和脊椎等 关节部位受到关节部位受到静肌力静肌力，减少减少人体人体能耗能耗，消除疲劳消除疲劳 坐姿比站立更坐姿比站立更有利于血液循环有利于血液循环 有利于有利于保持身体的稳定保持身体的稳定，这对精细作业更适，这对精细作业更适 在脚操作场合，坐姿保持身体处在在脚操作场合，坐姿保持身体处在稳定稳定的的 姿势

2、，有利于作业。姿势，有利于作业。 优优 点点 缺点缺点 限制了人体活动范围限制了人体活动范围，尤其是需要上肢出力的场，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合，往往需要站立作业，而频繁的起坐交替也会 导致废劳。导致废劳。 长期维持坐姿也会影响人体健康长期维持坐姿也会影响人体健康，招致腹肌松，招致腹肌松 弛，脊椎非正常弯曲，以及对某些内脏器官造弛，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成损害，如消化器官与呼吸器官 坐姿太久也会坐姿太久也会造成下肢肿胀造成下肢肿胀，静脉压力增，静脉压力增 加大腿局部受到压力，增加血液回流阻力，加大腿局部受到压

3、力，增加血液回流阻力， 引起不适感。引起不适感。 坐姿矫形学生理坐姿矫形学生理 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。盘上，肌肉组织上承受均匀的静负荷。 坐姿矫形学生理坐姿矫形学生理 2. 当处于非自然姿时，椎间盘内压力分布不正常，形成当处于非自然姿时，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 中枢神中枢神,产生腰

4、部酸痛、疲劳等不适感。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，因此部，引起不适，因此90度角的靠背椅是不良的设度角的靠背椅是不良的设 计计 良好的坐姿：腰与大腿成良好的坐姿：腰与大腿成135度，腰椎部有支撑度，腰椎部有支撑 躯干前倾的姿势躯干前倾的姿势会使本来前凸的腰椎拉直甚至反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

5、疲劳和颈椎的正常弯曲，使颈、背部疲劳 F E D C B A G 肌肉活动度肌肉活动度 脊椎骨依据其附近的脊椎骨依据其附近的肌肉肌肉 和和腱腱连接，椎骨的定位正连接，椎骨的定位正 是借助于肌腱的作用力。是借助于肌腱的作用力。 一旦脊椎偏离自然状态，一旦脊椎偏离自然状态， 肌腱组织就会受到相互压肌腱组织就会受到相互压 力力(拉或压拉或压)的作用，使肌的作用，使肌 肉活动度增加，招致疲劳肉活动度增加，招致疲劳 酸痛。酸痛。 3组不同坐姿的组不同坐姿的23腰椎背棘直肌肌电图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

6、组织紧张受力。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；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。前倾时手臂的支承并不能降低活动度。 C 大于大于90度的靠背可防止骨盆的旋转，增加坐姿度的靠背可防止骨盆的旋转，增加坐姿 稳定性稳定性 且使坐姿更接近自然状态且使坐姿更接近自然状态 根据矫形学原理和肌肉活动度分析可得出根据矫形学原理和肌肉活动度分析可得出 下列结论：下列结论： A 躯干挺直或前倾的坐姿很容易引起疲劳躯干挺直或前倾的坐姿很容易引起疲劳

7、 B 设置适当的靠背可使疲劳降低设置适当的靠背可使疲劳降低 座椅设计座椅设计 设计原则和分类设计原则和分类 设计细则设计细则 设计原则和分类设计原则和分类 6. 椅垫必须有足够的垫料和适当的硬度，使其有助于体重压椅垫必须有足够的垫料和适当的硬度，使其有助于体重压 力均匀地分布于坐骨结节区域力均匀地分布于坐骨结节区域 1. 座椅的形式与尺度及其功用有关座椅的形式与尺度及其功用有关 2. 座椅的尺度必须参照人体测量学数据确定座椅的尺度必须参照人体测量学数据确定 3. 身体的主要重量应由臀部坐骨结节承担身体的主要重量应由臀部坐骨结节承担 4. 座椅前缘处，大腿与椅子之间压力应尽量减小座椅前缘处，大腿

8、与椅子之间压力应尽量减小 5. 腰椎下部应提供支承，设置适当的靠背以降低背部紧张度腰椎下部应提供支承，设置适当的靠背以降低背部紧张度 当考虑坐姿动机时，座椅基本分为三类：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休息为目的的安乐椅 作业场所的工作椅作业场所的工作椅 多用椅多用椅 休息为目的的休息为目的的娱娱乐椅乐椅 设计重点在于使人体得到最大的舒适感，消除身体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的紧张与疲劳。合理的设计应使人体的压力感减至 最小。最小。 作业场所的工作椅作业场所的工作椅 稳定性是主要因素，腰部应有适当的支持，重

9、量要均匀稳定性是主要因素，腰部应有适当的支持，重量要均匀 分布于座垫分布于座垫(或座面或座面)上，同时要适当考虑人体的活动性，上，同时要适当考虑人体的活动性， 操作的灵活性与方便等。操作的灵活性与方便等。 多用椅多用椅 这类座椅以多种功能为设计重点。它可能与桌子配合，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。收藏起来。 设计细则设计细则 座高座高 靠背的宽度与高度靠背的宽度与高度 座宽座宽 靠背角度靠背角度 座深座深 扶手高扶手高 座面倾角座面倾角 椅垫椅垫 1. 适当的座高应使

10、大腿保持水平，小腿垂直，双脚平放适当的座高应使大腿保持水平，小腿垂直，双脚平放 于地面。于地面。 2. 座面不能过高，否则小腿悬空时，大腿受椅面前缘压座面不能过高，否则小腿悬空时，大腿受椅面前缘压 迫，使坐者感到不适，长时间这样坐着血液循环受阻，迫，使坐者感到不适，长时间这样坐着血液循环受阻， 小腿麻木肿胀。因此，小腿麻木肿胀。因此，座高一般按低身材人群设计座高一般按低身材人群设计，建，建 议座面前缘应比人体膝窝高度低议座面前缘应比人体膝窝高度低35cm，且有半径为，且有半径为 2.55cm的弧度的弧度。 3. 座面亦不能太低，否则腿长的人骨盆后倾，正常的腰座面亦不能太低，否则腿长的人骨盆后倾

11、，正常的腰 椎曲线被拉直，致使腰酸不适。椎曲线被拉直，致使腰酸不适。 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 27 18 10 座面上的距离座面上的距离 cm 产生的压力产生的压力 kg 正常的坐姿正常的坐姿 双腿交叉时双腿交叉时 休息椅应使腿能向前方伸展，以放松肌肉，也休息椅应使腿能向前方伸展，以放松肌肉，也 有助于身体的稳定有助于身体的稳定 工作椅工作椅使人以较直立的姿势坐于其上，双脚使人以较直立的姿势坐于其上，双脚 平放于地面，故其平放于地面，故其座高比休息椅稍大座高比休息椅稍大 当作业面固定时，椅高当作业面固定时，椅高上限应根据身材较矮的上限应根据身材较矮的 作业者的要

12、求来确定作业者的要求来确定，因为工作椅的高度显然，因为工作椅的高度显然 与作业面高度有关，工作椅最好高度可调，以与作业面高度有关，工作椅最好高度可调，以 适应不同作业者适应不同作业者 座宽必须能容纳身材粗壮的人。对单人使用的座椅，座宽必须能容纳身材粗壮的人。对单人使用的座椅， 参考尺寸是臀宽，参考尺寸是臀宽，以女性群体尺寸上限以女性群体尺寸上限为设计根据，为设计根据， 对成排相邻放置的座椅，如剧场观众椅，则座宽应以对成排相邻放置的座椅，如剧场观众椅，则座宽应以 肘间距肘间距的群体上限位为设计基准，以避免拥挤压迫感。的群体上限位为设计基准，以避免拥挤压迫感。 座宽亦不能太大，如长时间坐姿作业，双

13、臂应得到应座宽亦不能太大，如长时间坐姿作业，双臂应得到应 有的支承，如座宽太大，则肘部必须向两侧伸展以寻有的支承，如座宽太大，则肘部必须向两侧伸展以寻 求支承，这样会引起肩部疲劳。求支承，这样会引起肩部疲劳。 研究还表明：研究还表明： 采用座面适当前倾设计的工作椅会更适合于工作采用座面适当前倾设计的工作椅会更适合于工作， 尤其是办公室工作，比如对写字和绘图用椅的设尤其是办公室工作，比如对写字和绘图用椅的设 计，当要求座高较高时，对于倾斜式绘图桌用椅，计，当要求座高较高时，对于倾斜式绘图桌用椅， 前倾角应达到前倾角应达到15度度以上，如果背靠角为以上，如果背靠角为90。，则。，则 相当于座面与靠

14、背夹角为相当于座面与靠背夹角为l05度，这是坐姿的最小度，这是坐姿的最小 舒适角度舒适角度，靠背对于脊椎部还能起适度的支持作，靠背对于脊椎部还能起适度的支持作 用，肌肉紧张较小，背部压力在椎骨上分布也较用，肌肉紧张较小，背部压力在椎骨上分布也较 均匀。均匀。 座椅设计实例（座椅设计实例（休息用椅休息用椅） 座椅侧面轮廓（每格座椅侧面轮廓（每格100 100 mm） 座椅设计实例（座椅设计实例（多功能座椅多功能座椅） 座椅侧面轮廓（每格座椅侧面轮廓（每格100 100 mm） 靠背的高度与宽度靠背的高度与宽度 因为人体背部处于自然形态时最舒适，此时腰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