座椅人机工程学的分析.ppt

人机工程学分析-座椅设计座椅设计要求座椅设计要求座椅分类座椅分类工作椅的人机工程学分析工作椅的人机工程学分析内容要点内容要点2021/10/102基于人机工程学的座椅设计人们在生活和工作时，离不开座椅，特别是以坐姿进行工作的人，每天都有以上的时间在与座椅打交道。因此座椅设计除了材料运用得当及造型大方美观以外，更重要的是要符合人体工学设计原则，即进行座椅设计时必须充分考虑人体的坐态生理特征。让坐在其上的人可以得到更好的状态。现代座椅的设计要可靠、耐用、安全，更重要的是要满足它的使用功能与舒适度。各类座椅都应根据人机工程学的基本法则，结合人体的生理和心理需求，设计出合理的座椅尺度和空间距离，给使用者设计与制造出最大限度的自由活动空间以及更多的方便和安全感、视觉美感等。座椅的实用程度，是通过人们的反复使用，接触与鉴别加以验证的，座椅作为一种居室文化的载体发展到今天，它已经是现代人类生活中调剂居室环境的艺术品、装饰品，是融艺术与实用于一体的全新消费品。2021/10/103座椅分类休息为目的的安乐椅作业场所的工作椅其他功能椅2021/10/104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。2021/10/105各种舒适型座椅各种舒适型座椅2021/10/106作业场所的工作椅作业场所的工作椅工作座椅应尽可能使操作者保持舒适、稳定工作座椅应尽可能使操作者保持舒适、稳定的坐姿同时能进行正确的工作操作。的坐姿同时能进行正确的工作操作。2021/10/107各种工作椅2021/10/108其他功能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。2021/10/109各类功能椅2021/10/1010座椅设计的要求汇总座椅的型式和尺度与坐的目的或动机有关；座椅的尺度必须与相对的人体测量值配合；座椅的设计必须能提供坐在其上的人体有足够的支撑与稳定作用；座椅的设计必须能使坐在其上的人体改变其姿势；靠背，特别是在腰部的支撑，可降低脊柱所产生的紧张压力；座垫必须有充分的衬垫和适当的硬度，使之有助于将人体重量的压力分布于坐骨结节附近。2021/10/1011工作座椅的人机工程学分析一、坐姿与座椅设计的人机工程学一、坐姿与座椅设计的人机工程学二、工作椅的设计要求二、工作椅的设计要求三、工作椅的人机工程学分析三、工作椅的人机工程学分析2021/10/1012一、坐姿与座椅设计的人机工程学坐姿是一种人体的自然姿势。它有很多的优点，可免除肌力疲劳，减少人体的耗能，比立姿更有利于血液的循环，也有助于操作者采取更为稳定的姿势，以进行各种精巧精细动作的任务，而且它也是操作足踏式控制装置的较佳姿势。但其也限制了人体的活动性，尤其是在需要用手或手臂进行较大的出力或从事具有旋转动作时，坐姿较立姿不方便。此外，长期的坐姿对人体健康也有许多的不利，脊柱的不正常弯曲、人体主要支撑面上的压力等将产生不舒适感。2021/10/1013 F E D C B AG2021/10/1014肌肉活动度脊椎骨依据其附近的肌肉脊椎骨依据其附近的肌肉和腱连接，椎骨的定位正和腱连接，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。2021/10/1015三组不同坐姿的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。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。2021/10/1016正确的坐姿才能使坐在其上的人体容易地寻求到合适的腰椎支撑。正确的坐姿就是臀部距离靠背稍远一点，上正确的坐姿就是臀部距离靠背稍远一点，上身向后倾斜，双腿之间保持身向后倾斜，双腿之间保持90-11590-115间，间，大、小腿之间保持大、小腿之间保持100-120100-120之间，小腿之间，小腿与脚掌保持在与脚掌保持在85-9585-95之间，处于这种状之间，处于这种状态之下，人会感到舒适、轻松。态之下，人会感到舒适、轻松。腰椎支撑点2021/10/1017工作椅的设计要点1 1、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、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，稳定并能进行准确地控制和操作。能进行准确地控制和操作。2 2、工作座椅的坐高和腰靠必须是可调节的。坐高调节范围在、工作座椅的坐高和腰靠必须是可调节的。坐高调节范围在GB10000GB10000中中“小腿加足高小腿加足高”，即，即360-480mm360-480mm之间；工作座椅坐面之间；工作座椅坐面高度的调节方式可以是无极的或间隔高度的调节方式可以是无极的或间隔20mm20mm为一档的有级调节。为一档的有级调节。工作座椅腰靠高度的调节方式为工作座椅腰靠高度的调节方式为165-210mm165-210mm间的无级调节。间的无级调节。3 3、工作座椅可调节部分的结构构造，必须易于调节，必须保证、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调节好的位置并不得松动在椅子使用过程中不会改变已调节好的位置并不得松动4 4、工作座椅各零部件的外露部分不得有易伤人的尖角锐边，各、工作座椅各零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。部结构不得存在可能造成挤压，剪钳伤人的部位。2021/10/1018工作椅的设计要点5 5、无论操作者坐在座椅前部，中部还是往后靠，工作座椅坐面、无论操作者坐在座椅前部，中部还是往后靠，工作座椅坐面和腰靠结构均应使其感到安全，舒适。和腰靠结构均应使其感到安全，舒适。6 6、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、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，腰靠承受固定不动的情况下，腰靠承受250N250N的水平方向作用力，腰靠的水平方向作用力，腰靠倾角倾角b b不得超过不得超过115115度。度。7 7、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、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。作业活动的安全性。8 8、工作座椅的结构材料和装饰材料应耐用，阻燃，无毒。坐垫，、工作座椅的结构材料和装饰材料应耐用，阻燃，无毒。坐垫，腰靠，扶手的覆盖层应使用柔软，防滑，透气性好，吸汗的腰靠，扶手的覆盖层应使用柔软，防滑，透气性好，吸汗的不导电材料制造。不导电材料制造。2021/10/1019工作椅的主要参数数据2021/10/1020坐姿人体主要尺寸2021/10/1021座高座高即座椅的高度，是座前沿中至地面的垂直距离。座高是影响坐姿座高即座椅的高度，是座前沿中至地面的垂直距离。座高是影响坐姿舒适程度的主要因素之一，座高不合理会导致坐姿的不正确，而且容舒适程度的主要因素之一，座高不合理会导致坐姿的不正确，而且容易使人体腰部产生疲劳。座面过高，则两腿悬空碰不到地面，体压有易使人体腰部产生疲劳。座面过高，则两腿悬空碰不到地面，体压有一部分分散在大腿部分，使大腿血管受到压迫，妨碍血液循环。座面一部分分散在大腿部分，使大腿血管受到压迫，妨碍血液循环。座面过低，膝盖拱起，体压过于集中在坐骨上，时间久了会产生疼痛感。过低，膝盖拱起，体压过于集中在坐骨上，时间久了会产生疼痛感。人体工程学研究表明，合理的座高应等于小腿加足高再加上人体工程学研究表明，合理的座高应等于小腿加足高再加上 25-30mm 25-30mm 的鞋跟厚再减去的鞋跟厚再减去 10-20mm10-20mm的活动余地，即的活动余地，即:椅子高度椅子高度 =小腿加足高小腿加足高 +鞋跟厚鞋跟厚 -适当空间。适当空间。其中小腿加足高一般应适合所有第其中小腿加足高一般应适合所有第 5 5 百分位以上的人百分位以上的人.就办公座椅就办公座椅而言，其座高应比休息座椅稍高，且宜设计为可调节的以适应多数人而言，其座高应比休息座椅稍高，且宜设计为可调节的以适应多数人使用，一般取使用，一般取 400-440mm400-440mm，如果是可调节的，可取，如果是可调节的，可取 380-480mm380-480mm。2021/10/1022座面人体的骨盆下面有两块坐骨结节，在坐姿状态下，当座面呈近似水平时，可使两坐骨结节外侧的股骨处于正常的位置而不受过分的压迫，人体会感到舒适。当坐面呈斗形时，会使股骨向上转动，这种状态除了使股骨处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。因此，座面的设计应该呈近似水平，避免斗形设计。2021/10/1023座面宽度座面宽度是由人体臀部尺寸加适当的活动范围而定的。办公座椅的座面宽度要尽可能宽，因为必须要适合于身材高大的人，其相对应的人体测量尺寸是臀宽。因此，座宽的设计通常以女性臀宽尺寸的第95百分位为依据进行设计。座宽一般不小于380mm，国标GB/T3326规定:靠背椅座位前沿宽380mm。2021/10/1024座面深度座面深度是指椅子座面前沿至后沿的距离。在办公座椅设计过座面深度是指椅子座面前沿至后沿的距离。在办公座椅设计过程中，座面不可过深，否则背部支撑点悬空，靠背失去作用，程中，座面不可过深，否则背部支撑点悬空，靠背失去作用，同时膝窝处会受到压迫，使小腿产生麻木感同时膝窝处会受到压迫，使小腿产生麻木感;座面也不可过浅，座面也不可过浅，否则大腿前部悬空，重量会全部压在小腿上，会很快产生疲劳。否则大腿前部悬空，重量会全部压在小腿上，会很快产生疲劳。人体工程学研究表明，座深以略小于座姿时大腿水平长度为宜，人体工程学研究表明，座深以略小于座姿时大腿水平长度为宜，即即:座深座深 =坐深坐深 -60mm(-60mm(间隙间隙)国标国标 GB/T3326 GB/T3326 规定靠背椅座深为规定靠背椅座深为:靠背椅座深靠背椅座深 =340-420mm=340-420mm2021/10/1025座面倾角通常椅子座面稍向后倾，首先防止臀部逐渐滑出座面而造成坐姿稳定性差;其次使背部能有所支撑，减轻坐骨结节点处的压力，使整个上身重量由下肢承担的局面得到改善，减小疲劳度。人体工程学研究表明，工作用座椅座面倾角为0-5，推荐工作用座椅的座面倾角为3。2021/10/1026扶手扶手的功能是减轻两臂负担，有助于上肢肌肉的休扶手的功能是减轻两臂负担，有助于上肢肌肉的休息，增加舒适感，在起身站立或变换姿势时也可以息，增加舒适感，在起身站立或变换姿势时也可以支撑身体和帮助身体稳定。扶手的高度应设计合理，支撑身体和帮助身体稳定。扶手的高度应设计合理，过高或者过低都容易引起上臂的疲劳。设计时应依据过高或者过低都容易引起上臂的疲劳。设计时应依据第第 50 50 百分位的坐姿肘高来确定椅子扶手的高度，一百分位的坐姿肘高来确定椅子扶手的高度，一般般扶手与座面的距离以扶手与座面的距离以 200-250mm200-250mm为宜为宜，同时扶手前，同时扶手前端略高，随着坐面倾角和靠背斜度而倾斜。端略高，随着坐面倾角和靠背斜度而倾斜。2021/10/1027靠背的最大高度可达靠背的最大高度可达48634863cmcm，最大宽度可达最大宽度可达35483548cmcm。靠背的尺寸主要由臀部底面到肩部的靠背的尺寸主要由臀部底面到肩部的高度高度(决定靠背高决定靠背高)和肩宽和肩宽(决定靠背宽决定靠背宽)有关，确有关，确定高度时还必须计入座椅的有效厚度。定高度时还必须计入座椅的有效厚度。由由肩靠肩靠和和腰靠腰靠两部份构成，大部份工作场合，两部份构成，大部份工作场合，腰靠最主要。腰靠最主要。为了使背部下方为了使背部下方骶骨骶骨和和臀部臀部有适当的后凸空间，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，其高度至少为分，其高度至少为12.52012.520cmcm。靠背2021/10/1028腰靠腰靠是在第腰靠是在第 4-5 4-5 腰椎之间的高度上，腰靠是由人体脊柱腰椎腰椎之间的高度上，腰靠是由人体脊柱腰椎部分构成的生理曲线即腰曲组成的，也是与坐姿舒适性直接相部分构成的生理曲线即腰曲组成的，也是与坐姿舒适性直接相关的曲线。正常的腰弧曲线是微微前凸的，办公座椅如果无腰关的曲线。正常的腰弧曲线是微微前凸的，办公座椅如果无腰靠或者腰靠不明显将会使正常的腰椎呈后凸形状，导致腰椎变靠或者腰靠不明显将会使正常的腰椎呈后凸形状，导致腰椎变形。而腰靠过分突出也会使腰椎明显前凸，时间长了也会发生形。而腰靠过分突出也会使腰椎明显前凸，时间长了也会发生腰椎变形。所以，腰椎后凸和过分前凸都是非正常状态，合理腰椎变形。所以，腰椎后凸和过分前凸都是非正常状态，合理的腰靠应该是使腰弧曲线处于正常的生理曲线，这样可以降低的腰靠应该是使腰弧曲线处于正常的生理曲线，这样可以降低椎间盘压力，减轻肌肉负荷。因此，腰靠的设计成为办公座椅椎间盘压力，减轻肌肉负荷。因此，腰靠的设计成为办公座椅设计的必要组成部分。设计的必要组成部分。2021/10/1029肩靠肩靠是在第肩靠是在第 5-6 5-6 胸椎之间高度上，由于第胸椎之间高度上，由于第 5-65-6胸胸椎高度相当于肩胛骨的高度，肩胛骨面积大，可承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，当人体长期处于坐姿工作时，肩部会受较大压力，当人体长期处于坐姿工作时，肩部会感觉不适或酸痛，因此，办公座椅必须设计肩靠，感觉不适或酸痛，因此，办公座椅必须设计肩靠，让肩靠来分解肩部压力，缓解人体疲劳。让肩靠来分解肩部压力，缓解人体疲劳。2021/10/1030靠背倾角靠背倾角是指靠背与座位之间的夹角。靠背倾角可以靠背倾角是指靠背与座位之间的夹角。靠背倾角可以影响椎间盘压力和背部肌肉，靠背倾角的增加能增强影响椎间盘压力和背部肌肉，靠背倾角的增加能增强人体的舒适感，因为身体后仰时，身体的负载移向背人体的舒适感，因为身体后仰时，身体的负载移向背部的下半部和大腿部分。人体工程学研究表明，当座部的下半部和大腿部分。人体工程学研究表明，当座面与靠背夹角在面与靠背夹角在 110110以上时，倾斜的靠背支承着身以上时，倾斜的靠背支承着身体上部分的重量，从而减少椎间盘内压力。所以人体体上部分的重量，从而减少椎间盘内压力。所以人体上身向后倾上身向后倾 110-120110-120为佳。为佳。2021/10/1031坐垫坐垫也是办公座椅设计的重要组成部分。根据人体工坐垫也是办公座椅设计的重要组成部分。根据人体工程学可知，人体坐骨粗壮，与周围肌肉相比能承受更程学可知，人体坐骨粗壮，与周围肌肉相比能承受更大压力，而大腿底部有大量血管和神经系统，压力过大压力，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神经传导而感到不适。所以坐垫大会影响血液循环和神经传导而感到不适。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。此外，坐垫的材料应透气而腿部位时压力降至最低。此外，坐垫的材料应透气而且不打滑，以增加座面的舒适感。且不打滑，以增加座面的舒适感。2021/10/1032产产生生的的压压力力 kg 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正常的坐姿正常的坐姿双腿交叉时双腿交叉时2021/10/1033办公座椅与工作台配合尺寸2021/10/1034参考文献1程瑞香.室内与家具设计人体工程学M.北京:化学工业出版社，2008.2 丁玉兰，郭钢，赵江洪.人机工程学M.北京:北京理工大学出版社，2003.3 裴继刚.人设计艺术中的人体工程学定位J.包装工程，2004(3):87-91.4 史喜珍.人体工程学在工业产品设计中的应用J.机械工程与自动化，2004(1):23-26.5 李强，肖杨.浅谈人体工程学在现代设计中的应用J.科技创新导报，2010(28)：2362021/10/1035谢谢观看！谢谢观看！2021/10/1036学习动物精神学习动物精神11、机智应变的猴子：工作的流程有时往往是一成不变的，新人的优势在于不了解既有的做法，而能创造出新的创意与点子。一味 地接受工作的交付，只能学到工作方法 的皮毛，能思考应 变的人，才会学到 方法的精髓。2021/10/1037学习动物精神学习动物精神12、善解人意的海豚：常常问自己：我是主管该怎么办才能有助于更好的处理事情的方法。在工作上善解人意，会减轻主管、共 事者的负担，也 让你更具人缘。2021/10/1038