座椅人机工程学

1、人体工程学与座椅设计一、坐姿分析1 .坐姿的优势和缺点(1)优点a.可免去站立时人体的足踝、膝部、臀部和脊椎等关节部位受到静肌力，减少人体能耗，排 除疲劳b.坐姿比站立更有利于血液循环c,有利于维持躯体的稳固，这对精细作业更适d.在脚操作场合，坐姿维持躯体处在稳固的姿势，有利于作业。(2)缺点a.限制了人体活动范闱，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 替也会致使废劳。b.长期维持坐姿也会阻碍人体健康，招致腹肌松弛，脊椎非正常弯曲，和对某些内脏器官造 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，引发不适感。2

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 至怅计时则后 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。(2)当处于非自然姿时，椎间盘内压力散布不正常，形成的压力梯度，严峻的会将椎间盘 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 椎严峻弯曲，因椎间盘上压力不能正常散布，躯体上部的负荷加在腰椎部，引发不适，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乃至反向后凹，这 种姿势因此也极不舒畅，阻碍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

3、135度，腰椎部有支撑""F E D C B A3.肌肉活动度脊椎卅依据其周围的肌肉和腱连接，椎卅的定位正是借助于肌腱的作使劲。一旦脊椎偏离自 然状态，肌腱组织就会受到彼此压力（拉或压）的作用，使肌肉活动度增加，招致疲劳酸痛。3组不同坐姿的2-3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，以桌而作为前倾时手臂的支承并不能降低活动度,根据矫形学原理和肌肉活动度分析可得出下列结论:A躯干挺直或前倾的坐姿很容易引起疲劳B设置适当的靠背可使疲劳降低C大于90度的

4、靠背可防止骨盆的旋转，增加坐姿稳定性 且使坐姿更接近自然状态二.座椅设计（一）设计原则和分类1 .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3 .身体的主要重量应由臀部坐骨结行承担4 .座椅前缘处，大腿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，使其有助于体重压力均匀地分布于坐竹结节区域（二）当考虑坐姿动机时，座椅大体分为三类：L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。2 .作业场所的工作椅稳定性是主要因素，腰部应有适

5、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。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。（三）设计细那么L座高：休息用安乐椅38T5cm,工作椅4350cma.适当的座高应使大腿维持水平，小腿垂直，双脚平放于地面。b.座面不能太高，不然小腿悬空时，大腿受椅眼前缘压迫，使坐者感到不适，长时刻如此 坐着血液循环受阻，小腿麻木肿张。因此，座高一样按低身材人群设计，建议座眼前缘应比 人体膝窝高度低35cm,且有半径为一5cm的弧度。C.座而亦不能太低，不然腿长的人骨盆后倾，正

6、常的腰椎曲线被拉直，致使腰酸不适。d.休息椅应使腿能向前方伸展，以放松肌肉，也有助于躯体的稳固e.工作椅令人以较直立的姿势坐于其上，双脚平放于地面，故其座高比休息椅稍大£看成业而固按时，椅高上限应依照身材较矮的作业者的要求来确信，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，以适应不同作业者2 .座宽：4345cma.座宽必需能容纳身材粗壮的人。对单人利用的座椅，参考尺寸是臀宽，以女性群体尺寸上 限为设计依照，b.对成排相邻放置的座椅，如剧场观众椅，那么座宽应以肘间距的群体上限位为设计基准， 以幸免拥堵压迫感。c座宽亦不能太大，如长时刻坐姿作业，双臂应取得应有的支承，如

7、座宽太大，那么肘部必 需向双侧伸展以寻求支承，如此会引发肩部疲劳。3 .座深：休息用椅40T3cm,工作用椅3540cma.指椅眼前缘至后缘的距离，该尺寸不能太大。正确的座深应使靠背方便地支持腰椎部位 b.如座深大于身材矮小者的大腿长（臀部至膝窝距），座眼前缘将压迫膝窝处压力灵敏部位, 如此假设要取得靠背的支持，那么必需改变腰部正常曲线：不然，坐者必需向座缘处移动以 幸免压迫膝窝，却得不到靠背的支持c.为适应绝大多数利用者，座深应按较小百分位的群体设计，如此身材矮小者坐着舒适，躯 体高大的人只要小腿能取得稳固的支持，也可不能在大腿部位引发压力疲劳。4 .座面倾角：休息椅1920度，工作椅小于3

8、度a.座面倾角指座而与水平而所夹角度b.座而后倾的作用有两点：是由于重力，躯干后移，使背部抵靠椅背，取得支持，能够降低背肌静压。是避免坐者从座缘滑出座而。后者在振动颠簸的环境中尤其重要，如汽车鸳驶用座椅及远 程汽车的乘客座椅c.从座椅的功能来区分：休息椅座面倾角大，有利于身心松弛，大座面倾角与靠背倾角组成近于平躺的休息姿势。 对工作座椅而言，因作业空间一样在躯体前侧，如座而过份后倾，脊椎因躯体前屈作业而 会被拉直，破坏正常的腰椎曲线，形成一种费力的姿势，因此倾角不能太大，一样为3度以 下d.研究还说明：采纳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，比如对写字和画图用 椅的设计，

9、当要求座高较高时，关于倾斜式画图桌用椅，前倾角应达到15度以上，若是背 靠角为90°,那么相当于座面与靠背夹角为105度，这是坐姿的最小舒适角度，靠背关于脊 椎部还能起适度的支持作用，肌肉紧张较小，背部压力在椎处上散布也较均匀。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，现在腰椎部份前凸，座椅设计要从座而与靠背之间 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组成，大部份工作场合，腰靠最要紧。c靠背的最大高度可达4863cm,最大宽度可达318cm。靠背的尺寸要紧

10、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，确信高度时还必需计入座椅的有效厚度。 d.为了使背手下方舐骨和臀部有适当的后凸空间，座而上方与靠背下部之间应有凹入或留一 开口部份，其高度至少为一20cm6 .靠背角度：103 112度指座面与靠背的夹角，其目的与座面角度相似从脊柱正常形态来看，该角为115度较为合适。实际应用中，建议取：阅读用椅101104 度，休息椅105108度7 .扶手高：座垫有效厚度以上2122cma.在不妨碍执行某些待定作业的情形下，一样座椅应考虑设置扶手。扶手的要紧功用是使手 臂有所依托，减轻手臂下垂重力对肩部的作用，令人体处于较稳固的状态。它也能够

11、作为起 身站立或变换坐姿的起点。b.扶手不能太高，不然迫使肘部举高，肩部与颈部肌肉拉伸：但如太低那么事实上使臂部得 不到支撑，或躯干必需偏斜，以寻求一侧的支承8 .椅垫a.人体在座姿状态下，与座面紧密接触的事实上只是臀部的两块坐竹结节，共上只有少量的 肌肉，人体重且的75%左右由约25cm2的坐骨周围的部位来支承，如此久坐足以产生压力 疲劳，致使臀部痛楚麻木感。b.测试研窕说明，坐于座垫上的臀部压力值大为降低，而接触支承而积也由900cm2增大到 1050cm2,使压力分散。c.椅垫的另一优势是能使躯体采取一种较稳固的姿势，因为躯体能够适应地陷入座垫。产生的压力kg40 45 座面上的距离cm

12、座椅设计实例（多功能座椅）座椅侧面轮廓（每格100 X 100 mm）息slTIsli茸善办公座椅、工作面、搁脚板的配合尺高靠背办公座椅、工作面、搁脚板的配合尺寸（mm）表8 - 14菁驶员、集客座椅尺寸单位：m名断驾航员座埼类别乘客座椅类别轿车粒21货车中型货车（长头）裁重货车（平头）汽车高速运输机椅面高30 3434-3840 474Kl48454438.1横面宽48 5248 5248 5248 52(4445)一(4748)一一4955) 一50.8傕面深4g4240-4240 4240-4240 4543.2椅面后帧角12*10*9T74豁背底45SO4s 5045 5045 5053 5696.5行背宽