第6章-作業(yè)空間的設(shè)計(II)座椅

6.6座椅的設(shè)計

DesignofSeatHowtomakeusworkcomfortable理想的座椅是使人體重能均衡分布，大腿平放，兩足著地，肌肉放松。減少疲勞，提高勞動效率，使人感到舒適。座椅設(shè)計應(yīng)考慮座椅的結(jié)構(gòu)形式、幾何參數(shù)和人體坐態(tài)生理特征、體壓分布的關(guān)系問題，它將直接關(guān)系作業(yè)的舒適感。GeneralPrinciplesofSeatDesignPromotelumbarlordosis,preventkyphoticpostureMinimizediscpressureMinimizestaticloadingofbackmusclesReduceposturalfixityandprovideforeasyadjustabilityFromM.S.Sandersetal《HumanfactorsinEngineeringandDesign》6．6．1人體坐態(tài)的生理特征人坐著時，身體主要由脊柱、骨盆、腿和腳支承。脊柱位于人體的背部中央，是構(gòu)成人體的中軸。其上端承托顱骨，胸段借肋骨與胸骨連結(jié)構(gòu)成胸廓，骶、尾骨與髖骨共同連成骨盆。脊柱的作用在于支持身體、保護脊髓，并使人體作廣泛運動。6．6．1人體坐態(tài)的生理特征1．脊柱結(jié)構(gòu)和腰曲變形脊柱由24節(jié)椎骨和骶骨、尾骨組成，其中頸椎7節(jié)、胸椎12節(jié)、腰椎5節(jié)。CervicalVertebrae(C1toC7)ThoracicVertebrae(T1toT12)LumbarVertebrae(L1toL5)Sacrum(S1toS5)[Hall,1999]腰椎承擔(dān)著人上體全部重量，同時還要實現(xiàn)人體運動時彎腰、扭轉(zhuǎn)等活動，最容易產(chǎn)生損傷和腰曲變形。日常中挺直坐者和彎腰最容易疲勞，并引起各種不舒適和病變。不同姿勢的腰曲變形2舒適的坐態(tài)生理舒適的坐態(tài)生理保證腰曲弧形處于正常狀態(tài)，從上體通往大腿的血管不受壓迫，保持正常的血液循環(huán)。因此最舒適的坐姿是臀部稍離靠背向前移，上體略向后傾斜，保持體腿夾角在90~115度之間。同時，小腿前伸，大腿與小腿、小腿和腳掌之間也達到一定的角度。人體側(cè)面數(shù)學(xué)模型構(gòu)成圖舒適的坐姿關(guān)節(jié)角度

10°<θ1<20° 15°<θ2<35°

80°<θ3<90° 90°<θ4<115°

100°<θ5<120° 85°<θ6<95°DiscForce[Anderssonetal.,1974b]OfficeDeskandDiscForce6．6．2人體坐態(tài)體壓分布人坐著時，人體重量作用在靠背和座位上的壓力分布，叫做坐態(tài)體壓分布。體重均衡分布在較大的支撐面上，但不是平均分配。座位上臀部壓力分布應(yīng)是坐骨部分壓力最大，從坐骨以外，壓力逐漸減少，直到與坐面前緣接觸的大腿下，壓力最小，為零。舒適的體壓分布圖（單位:pa）不同坐面高度下的體壓分布座椅靠背壓力分布應(yīng)該是肩胛骨和腰椎骨兩個部位的壓力最大（兩點支撐）。肩胛骨提供的支撐為肩靠，位于第5~6節(jié)胸椎高度；下面的支撐點為腰曲部分提供依靠，稱為腰靠，腰靠位置一般相當(dāng)于第4~5節(jié)腰椎的高度。6．6．3座椅的幾何參數(shù)座椅的主要幾何參數(shù)1座高 a2座面深 c3座寬 b4座靠背 d5座與靠背的夾角β座椅的類型座椅根據(jù)其使用目的可分為以下三類：第一類為工作用椅。這類座椅用于辦公室及各種坐姿操作場所。設(shè)計時應(yīng)將舒適性與操作效率一并考慮?？勘掣鶕?jù)工作性質(zhì)，可上下調(diào)節(jié)或前后調(diào)節(jié)，最好支撐在４～5節(jié)腰椎處。座面應(yīng)近似于水平。高度應(yīng)可調(diào)，使其與工作面高度配合恰當(dāng)。第二類為休息用椅，這類座椅適用于休息室及各種交通運輸工具中，如飛機、汽車、火車、輪船中的乘客座椅。這類座椅應(yīng)以舒適性作為設(shè)計重點。第三類為多功能座椅。適用于多種場所，既可就餐時使用，也可作為工作用椅或備用椅，故應(yīng)便于搬動和堆貯。座椅側(cè)面輪郭(每格100×100mm)(a)休息用椅；(b)多功能座椅座椅參數(shù)設(shè)計原則座椅設(shè)計應(yīng)以符合人的生理特性，使人感到舒適為前提，因此，應(yīng)遵循如下設(shè)計原則：座椅尺寸應(yīng)與就坐者人體測量尺寸相適宜，并應(yīng)使尺寸可調(diào)；座椅應(yīng)使就坐者保持舒適坐姿，靠背結(jié)構(gòu)和尺寸應(yīng)給予腰部以充分的支撐，使脊柱接近于正常自然彎曲狀態(tài)；座椅應(yīng)能支持就坐者的體位并保持其穩(wěn)定；座椅應(yīng)能使就坐變換坐姿，靈活平穩(wěn)地進行體態(tài)自動調(diào)節(jié)。座椅尺寸座椅的尺寸設(shè)計包括三個方面：椅面的高度、寬度、深度和椅面傾角；靠背的高度、寬度和傾角；扶手的高度和面積。1)椅面高度。椅面高度應(yīng)使就坐者大腿近似水平，小腿自然垂直，腳掌平放在地面上。座高一般可取人體腓骨高度（人體總高的1/4），或略低于小腿高度1cm這是為了使下肢著力于整個腳掌，并利于兩腳前后移動?？扇?30～450mm。

2)椅面深度椅面深度指椅面的前后距離。應(yīng)能保證臀部得到全部支持。一般相當(dāng)于臀部至大腿全長的3/4，可取450mm.座面光滑平整，前緣沒有棱角，座面可后斜6°左右，最好有與臀部適應(yīng)的凹槽，一般加彈性墊座。3)座寬滿足臀部尺寸50mm左右4)座靠背的高和寬?？勘车母吆蛯捙c座姿肩高和肩寬有關(guān)，肩靠高度到達肩胛骨下角；腰靠高度適應(yīng)脊柱彎曲和腰彎曲的高度?？勘掣叨纫话?00mm左右。座椅側(cè)面輪郭(每格100×100mm)(a)休息用椅；(b)多功能座椅高靠背辦公座椅、工作面、擱腳板的配合尺寸(mm)

中靠背辦公座椅、工作面、擱腳板的配合尺寸(mm)5)靠背傾角?？勘硟A角是指靠背與椅面之間的夾角。多為100°~110°，這樣靠背和座面與人體背部、臀部、大腿形成的曲線吻合，使人感到舒適。各類座椅的大概尺度(mm)3.座椅設(shè)計中應(yīng)注意的其它問題1)靠背的作用在于支持軀干，而主要在于支持腰部。因此，其形狀和角度，對于保持良好坐姿，使脊柱接近于正常自然狀態(tài)，減少疲勞具有重要意義。2)對于工作用椅，其穩(wěn)定性極為重要。為防止座椅的滑動和翻倒，椅腳應(yīng)設(shè)計成5個，并均勻分布在直徑為400～450mm的圓周上。4)椅面材料應(yīng)透氣性好且不打滑(例如毛料)，以增加臀部的舒適感。椅面前緣應(yīng)呈弧曲面。座椅設(shè)計示例Mreuer設(shè)計的鋼管椅鋼管椅動態(tài)座椅前傾式座椅膝靠式座椅作業(yè)用凳和其他支撐物兒童汽車座椅GrammerA