安全人机学生书房座椅设计Yb

1、1.设计题目：学生书房座椅设计2设计期限：自 2009年5月1日 开始至 2009年5月22日3设计原始资料：通过让学生调查、了解以及实地测量，抽样搜集到在校大学生的身高尺寸，结合学生心理和生理的特点，以及现在大学教室普遍存在的问题，再加以对比，做出记录，设计出最佳的方案。4设计完成的主要内容: 运用了人机工程学的基本原理和方法，全面考虑大学生的生理、心理因素，对普通大学教室的主要设备的人机关系和色彩搭配进行设计，使教室达到安全、舒适、合理、经济的效果。5提交设计形式（设计说明书与图纸、计算等）及要求： 提交一份学生书房座椅设计报告，语句通顺、层次清楚、推理逻辑性强，论点明确、论据真实充分、有

2、力；图纸部分：采用cad绘制，严格按照作图规范，用四号图纸绘制，采用国际统一标准符号和单位制；文字部分用小四号字体、a4号纸型打印。6发题日期： 2009 年 5 月 22 日 目 录1.背景介绍 （1）2.传统座椅的不足 （1）3. 对座椅的要求.（2） 4.理论基础（4）5产品设计特点 （6） 6设计结果讨论.(7)1.学生书房坐椅设计摘要：本设计结合人因工程的理论、方法，在充分研究传统学生书房坐椅的基础上，提出并设计了一种符合人因工程的、舒适实用的学生书房坐椅。其设计目标是让学生家长对该产品满意，设计的基础是人类工效学及对传统坐椅优缺点的归纳总结。关键字：人因工程 人类工效学 坐椅 椅子

3、一.背景介绍学生桌椅设计除考虑实用、经济、美观等要求外，必须应用人类工效学原理，使其设计尺寸符合青少年人体尺度和人体动作尺度，做到使用时保证人体有一个健康良好的坐姿，从而有利于提高学习效率，减少疲劳和不舒适感，保证青少年学生身心的健康成长。同时，普及人类工效学知识与设计科学合理的学生用家具同样非常重要。很多父母都认为儿童的不良坐姿是由于疲劳所引起，但很少有人知道不良的坐姿其实是由于椅子的不合理结构所造成的，普通椅子的结构基本是“h”型（直面直角型），就坐时人体的重量主要有臀部和大腿根部承受，在学习、工作时，上身与大腿之间的角度一般小于90 度，上体成“c”型，这种坐姿自然会使人的脊椎弯曲，腿部

4、、腰部、殿部负担加重，久坐腰酸背痛。对于每天长时间坐椅学习的少年儿童来说，确实是不堪忍受，不知不觉就弯腰趴到了桌面上，长此以往，孩子的背部就容易形成“c”型。可以说，普通椅子这种结构上的致命缺陷是造成儿童近视和驼背的真正元凶。二.传统书房坐椅的不足传统坐椅的不足之处可以归结为以下几点.1、没有考虑人体的生理特点，在靠背和坐垫的设计上没有很好地适应人体的曲线。2、靠背不可调或不可动，这样的靠背使学生不能很好地舒展身体，背部的压力集中在一定的部位，久而久之，就可能导致背疼甚至出现驼背。3、椅子的高度不可调。不同的人对椅子的高度等有不同的要求，只有在刚好满足个人的生理要求时，坐着才会最舒服。4、没有

5、踏板。当坐在椅子上时，身体的所有压力都集中在臀部和大腿上，如果椅子有一个踏板的话，可以把脚放在踏板上，一来可以减轻臀部和大腿的压力，二来有利于血液循环。5、椅子不可旋转。当坐在椅子上时，要经常转动身体，如果椅子可以旋转的话，可以减轻腰部压力，减轻疲劳，提高效率。6、坐垫和靠背太硬。传统的坐椅往往是硬邦邦的坐面和靠背，如果坐久了，臀部容易酸疼，- 2 -也不利于血液循环。三.学生对坐椅提出的特殊要求学生作为一个特殊的群体，有其特殊的要求。可归结为以下几点：1、 处于发育和成长的阶段。学生的身体特征随着时间有很明显的变化，尤其是身高。2、 学生需要长期地伏案学习，对椅子的舒适度要求比较高。3、 学

6、生需要较频繁地查阅资料，经常起身或转动身体。四.人类工效学理论基础一、正确的坐姿并不是自己感到舒服的坐姿就是好坐姿。正确的坐姿应是上身挺直、收腹、下颌微收，两下肢并拢。如有可能，应使膝关节略高出髋部。如坐在有靠背的椅子上，则应在上述姿势的基础上尽量将腰背紧贴椅背，这样腰骶部的肌肉不会疲劳。久坐之后，应活动一下，松弛下肢肌肉。另外，腰椎间盘突出症患者不宜坐低于20cm 的矮凳，尽量坐有靠背的椅子，这样可以承担躯体的部分重量，减少腰背劳损的机会。研究人员以仪器测量了不同坐姿对背部造成的压力，发现坐下时稍稍向后仰，身体与大腿成135角，才是最佳坐姿。研究结果发现，向后仰的坐姿对背部最有益，脊椎各部分

7、受压最均匀。保持良好的坐姿与选择适合自己的椅子一样重要。坐在椅子上应尽量做到腰背挺直，将重心分摊至左右臀部及大腿处。如坐在有靠背的椅子上，则应在上述姿势的基础上尽量将腰背部紧贴椅背，这样腰骶部的肌肉才不会疲劳。不要养成跷二郎腿的习惯，否则会给颈、背部造成持续的负荷，使背部肌肉、韧带长时间受到过度牵拉而受损，从而引起原因不明的腰痛，此外，跷二郎腿久坐，还会因双腿互相挤压，妨碍腿部血液循环。人坐在椅子上工作或学习的时候，人体的重心会往前移，重心前移拉紧了人体颈部和背部的肌肉群。长期保持这种坐姿，上述肌肉群会被拉长，收缩力减弱，逐渐造成人头颈部和胸部前倾，这种前倾又迫使颈背部肌肉群进一步拉伸，久而久

8、之，颈椎病和腰椎病也就找上门来了。二、椅子的局部形态和尺度对使用的重要影响椅子的局部形态和尺度对使用有很大影响。如：由它决定靠背和扶手的高度。从人体解剖特点考虑，人的臀部肌肉丰厚坚实，是人体最能耐压的部位之一。所以合适的坐具应当设计成使上体的重心落在臀部的骨骼上。坐面过高：坐面太高以致双腿悬空，则不但腿部肌肉受压，而且上腿、下腿和背部肌肉均呈受拉状态，用不了多久就会疲劳。椅面高度一般不能高二人体高度的1/4，以稍低为好。坐面过低：当坐面过低至膝角或小于90时人的体压过分集中，腹部肌肉产生挤压不能保证人的腰部胝部椎骨的适宜状态，牵动背部肌肉，增大了背部肌肉的负荷时间，会使人产生痛苦和不适导致疲劳

9、。坐面的宽度：坐面的宽度过窄，除了感到拘谨不能恰当的使用外，身体两侧的肌肉均会有受到挤压的感觉；坐面的宽度过宽，两臂必然向外伸张，使背阔肌和肩部三角肌等肌腱组织受到拉伸。这两者都容易产生疲劳。椅子的软硬度：椅子的软硬度也应该适中，太硬的椅子坐起来不舒服，太软的椅子对健康也不利。过于柔软的椅子比起硬的椅子来，使人大脑活动迟钝，因此，不宜供作业使用。三、椅子的设计原则- 3 -根据大量的研究结果, 椅子的设计要遵循以下原则：1. 座面高度座面高度应合适。若太高，两脚被悬空，使下肢和背部肌肉紧张，同时大腿的下表面受坐椅前缘的压迫而血流不畅，感到酸麻。但座面太低，则为了使人体重心落在支持面内，躯干势必

10、前倾，这样就不能保证脊椎的关节处于合适的夹角，而且增加了背，腰部肌肉的负荷。合适的座面高度应取略低于小腿高度，一般在40-45 厘米之间。设计通常满足较高的95%，而对余下的5%只要采用脚垫也会感到合适。如有可能，座椅的高度应能够调整最好。2. 座面纵长座面纵向太长，椅面的前缘会妨碍小腿活动，也无法有效地利用靠背，但太短显然也不好，座面应能保证臀部全部得到支撑，一般以臀膝距的3/4 为设计依据，通常取45 厘米左右。3. 座宽一般来说座宽宽些，人坐着要舒服些，但座椅的成本和占有的空间增加，显然座宽要满足臀部的宽度，对于有扶手的座椅更是如此，否则人便坐不下去。设计座宽时，要以臀部最宽的5%为依据

11、，一般为40 厘米左右，当然在成本和空间允许的情况下，座宽是高于这个最低要求的。4.座面研究表明，当座面向后倾时，人的腰椎受力要合理些。但倾多大最好呢？当座椅是休息用的椅子时，这个角度为与水平面成14-24 度为最好，但当座椅是工作用椅时，座面倾斜的角度应小些，以与水平面成5 度左右为宜。5. 座椅的靠背大量的研究表明，靠背是减少由于坐着工作带来的腰疼的最好方法，所以对于常年坐着工作的人，座椅一定要有靠背。靠背的高度应有48-52 厘米，这样不仅腰可以得到休息，肩也可以得到休息，靠背的宽度以32-36 厘米为宜，并应有弧形。靠背应向后倾斜15-20度(与垂直面)，靠背应用较柔软的材料做成。五.

12、产品设计及其特点针对以上的传统坐椅的明显不足，同时结合学生的特点，我设计了如下的学生书房坐椅。该学生坐椅的设计特点有以下几点。1、靠背。现在的人不会再老老实实的坐在椅子上，他们会呈现各种姿势，靠背给他们一个腰肌休息放松的机会，但是，要真正的放松就要看椅子的背部曲线设计是否合理。该设计的靠背由于装上了靠背弹簧，可以实现90 度至140 度的自活动调节，而且随着角度的增大，弹簧的弹力也显著增大，有效地支撑背部的重量。在较直立坐姿的时候，压力主要作用在脊柱的下半部分，此时靠背可以支撑脊椎下半部分的压力，在向仰时，压力主要作用在脊柱的上半部分，此时由于靠背弹簧的伸长，可以有效地支撑脊椎上半部分的压力。

13、这样无论是伏案作业还是后仰看书，都可以有很好的支撑和保护，有效地分散脊柱的压力，同时使背部、腰部的肌肉得到均匀地分压。同时，靠背的高度在40 厘米左右，宽度在35- 4 -厘米左右。2、坐垫。坐垫的设计注重简洁大方、舒适圆滑的风格。首先，将坐垫的平面设计成曲面，很好地配合人体的自然生理曲线，可以明显增大臀部的受压面积，压强分布均匀，使用户更加舒服，适合长时间坐着的人群。同时，坐垫使用有弹性、柔软的材料制成，使臀部不至于因为长时间坐着而疼痛。考虑到青少年体形与成人有差距，坐垫的宽在35 厘米左右，坐垫的深度在40 厘米左右。3、靠背和坐垫。靠背和坐垫整体上成略大约90 度的直角，这样的设计更符合

14、人体的体形。4、调节手轮。经过特别设计的调节手轮可以调节靠背前后距离，提高后背舒适度。可以增加臀部和脊柱的活动空间，缓解因久坐而产生的屁股疼痛及背部酸痛等症状。同时可以通过调节前后距离，改变臀部的受力区域，有利于血液循环。5、可调支杆。为了适应身高的不同和学生的特殊需要，把支杆设计成可调式的，随着身高的增长，可以轻易地调节坐椅的高度，既省钱又方便。其调节的最高高度为50 厘米左右，最低高度为35 厘米左右。6、定位气杆。特别设计的定位气杆，只升降不旋转，适合学生使用。7、可调式踏脚板。这种踏脚板不同于一般的踏板，它可以随着身高的变化，方便地调节踏脚板的高度。同时踏脚板的使用，也可以减轻大腿和臀

15、部的压力，调节血液循环，有效缓解肌肉酸痛，增加对体重的支撑。8、盘式椅脚。这种椅脚的设计充分考虑了学生的特殊需求，它不像一般的转椅一样可以滑动，它没有安装滑轮，这样可以很好地起到固定支撑的作用，使学生在伏案作业时可以减少脚掌压力及腰部、臀部及腿部肌肉的张紧力。9、无扶手设计。考虑到学生要经常起身查找资料，长时间伏案作业，为了增大其活动的范围，专门设计成无扶手的形式，这样还有利于学生伸展身体。 六.产品设计结果讨论该产品的优点： 灵活性。该坐椅的高度可以随着身高的增加而相应调整，坐深可以根据要求做相应的增减，因此，可以很好地适合青少年的需求。 舒适性。该坐椅根据人类工效学的原理来设计制造，能很好地符合人体的要求，使学生在使用该坐椅里不易疲劳，并减少由于坐椅的原因造成的一些疾病。 人性化。该坐椅完全按照学生这一特定对象的需要来设计，同时在设计时充分考虑到使用者的感受，在一些细节的设计上更是处处为使用者着想，因此，该