您好,欢迎访问三七文档
第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计第三章桌椅设计第一节桌椅设计概述一、坐姿工作与座椅从生理学、解剖学等方面分析,坐姿有以下特点:①坐姿解除上身重量对两腿、足踝、膝、髋等关节的压力,减轻了全身及腿部肌肉的负荷,可降低体能量消耗。②腿部血管内静压降低,血液易于向心脏回流循环,能缓解疲劳。第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计③有利于身体和情绪的安定,对脑力劳动、对非脑力型的精细操作、视觉作业更适宜。④使腿脚能参与操作,还能利用靠背发挥腿脚的蹬力。⑤不利方面操作范围、动作幅度小,双臂操作力小于立姿,增加了人体对于环境振动的敏感性等。第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计二、桌椅的历史与现状古代桌椅在造型、装饰、审美、文化方面可供今人研究借鉴。但符合人体解剖学要求、能长时间坐着感到舒适自在的座椅却鲜如凤毛麟角。20世纪20年代,德国包豪斯学校的教师布劳耶(19021981)突破木制家具的传统,设计出第一把钢管椅,首开家具新材料使用的先河。第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计瑞典整形外科医生阿克布罗姆的《站与坐的姿势》一书1948年问世,奠定了用人体解剖学理论指导座椅功能设计的基础。他还于1954年发表了座椅靠背曲线设计。第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计1968年IEA召开了以座椅为主题的第一次国际学术研讨会,掀起了座椅研究的新高潮。随后,各国纷纷制定或修订新的座椅技术标准,如学校课桌椅、办公用椅、工作椅、飞机座椅、火车座椅等的工业标准。我国已发布了一批有关家具的技术标准,如:GB/T3976-1983《学校课桌椅功能尺寸》GB/T14774-1993《工作座椅一般人类工效学要求》GB/T3326-33281997(办公桌、文件柜、衣柜等第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计第二节坐姿生理解剖基础一、坐姿脊柱形态及其生理效应1.脊柱、椎间盘与骨盆结构第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计支撑头颅与全身的骨结构为脊柱、骨盆与下肢。•脊柱分4个区段,共24节椎骨,脊柱的下端是骶尾骨,脊椎骨之间的软组织称为椎间盘。全部椎间盘的厚度之和约占脊柱总长度的1/4。其中以腰椎段的椎间盘为最厚。•骨盆由脊柱最下端的骶尾段与髋骨等构成,上接脊柱,下连下肢。骶尾骨嵌插在左右髋骨形成的腔孔内,人的上身体重经由骶尾骨而传压在髋骨上。•人坐着,上身体重由坐骨直接作用于椅凳坐面上,腿脚不受上身体重的作用。•人站着,全身体重通过大腿、小腿和脚作用于脚底的支承面上。第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计2.坐姿脊柱形态的变化及其生理效应人直立时脊柱的正常生理弯曲状态,该形态下椎间盘承受的压力均匀且较小,应注意的形态特征,是腰椎段的为向前凸出的弧形,且曲度较大。坐姿引起的脊柱形态改变,坐着腰椎段由前凸趋于变直甚至略向后凸,对腰椎骨间压力的均匀分布、对坐姿舒适性产生不利影响。第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计不同靠背形式椎问盘压力明显不同。靠背仰角、支承点对腰椎椎间盘压力的影响见下图:a)坐姿脊柱形态分析对于座椅设计的非常重要。第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计二、坐姿下的体压(一)椅面上臀部与大腿的体压骨盆下两个坐骨粗大坚壮,局部皮肤厚实,由此处承受坐姿的大部分体压比均匀分布更加合理。但压力过于集中,阻碍微血管血液循环,局部神经末梢受压过重,也不好。因此,影响椅面上体压的主要因素是椅面软硬、椅面高度、椅面倾角及坐姿等。第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计1.椅面软硬与椅面体压人坐在硬椅面上,上身体重约75%集中两坐骨骨尖下各25平方厘米的面积上,体压过于集中。硬椅面上加一层薄软的垫子,坐骨下的压力峰值将大幅度下降,可改善体压分布情况。但坐垫太软、太厚,使体压分布过于均匀也不合适。第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计椅面的设计应当注意体压分布状况第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计2.座高与椅面体压下图是3种不同座高下椅面体压分布的等压线图:第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计二胭窝的压力胭窝是对压力敏感的部位,应避免受压。如下图所示:第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计三、坐姿下的股骨、肩部、小腿与背肌1.股骨与座面形状椅面(在冠状面内)设计成较大的弧凹形,会使股骨两册往上推移,髋部肌肉受压,造成不适。如下图b)所示:2.肩部与扶手高度左图分别表示扶手高度的适宜与否。3.小腿的支承与背肌小腿在地面获得承,可降低大腿的体压、背肌紧张,而且是轻松实现上身平衡稳定的条件。第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计四、平衡调节理论适时活动身体,使各部分体压状况得到调节,骨髂肌肉状态有所转换变更,才符合人的生理要求,这就是“人体平衡调节理论”。例子“翘二郎腿”的坐姿势如左图:第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计五、工作座椅的一般人类工效学要求GB/T14774-1993《工作座椅一般人类工效学要求》提出工作座椅的设计要点如下:①结构形式使操作者身体舒适、稳定,能准确进行操作。②座高和腰靠高方便于调节,并能进行可靠的紧固。调节范围从女子5百分位数到男子95百分位数座高360~480mm,无级或采用20mm一挡的有级调节,腰靠高165~210mm,无级调节。第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计③外露部分没有易伤人的尖角、锐边、突头。④结构材料无毒、阻燃、耐用,座垫、腰靠、扶手的覆盖层材料柔软、防滑、透气、吸汗、不导电。第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计第三节座椅的功能尺寸座椅功能尺寸和形态应随就坐的目的要求而异,可分为①工作座椅,简称工作椅,②休息用椅,简称休息椅,③办公室用椅、会议室用椅。本节着重分析工作椅的功能尺寸,兼及其他类型的椅子。第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计1.工作座椅工作椅座高的设计要点是①大腿基本水平,小腿垂直地获得地面支撑。②腘窝不受压。③臀部边缘及腘窝后部的大腿在椅面获得“弹性支承”。第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计符合上述要求的工作椅座高为:比坐姿人体尺寸的“3.8小腿加足高”(低10~15mm)。表可查得,P50男=413mm,P50女=382mm,加穿鞋修正量(男25mm,女20mm),穿裤修正量(-(-6mm),得到工作椅合适座高:50百分位数身高的男子:413+(25-6)-10=422(mm)50百分位数身高的女子:382+(20-6)-10=386(mm)第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计同样可查得,P95男=448mm,P5女=342mm,从而得到:95百分位数身高的男子:448+(25-6)-10=457mm5百分位数身高的女子:342+(20-6)-10=346mm把两个数据四舍五入为圆整的数值,得到:中国男女通用工作椅座高的调节范围:350~460mm。第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计3.座椅的设计要点腰部酸痛是日常生活和工作中的常见症状。基根(J.J.Keegan)博士借助X光拍片手段,研究了人们在多种姿势下脊柱形态变化(图5-49),探讨了引起腰部不适与疼痛的主要原因,还以解剖学、生理学和病理学知识为基础,对腰部不适的原因进行了剖析,对设计出满足舒适且有保护作用的基本要求的座椅,提出了若干设计要点及其重要程度(参见图5-54所示的编号和百分数值〔设计应用时,图中的坐垫高度、深度等值应如前面所述作适当调整)。值得注意的是,这些要点适用于所有类型的座椅,不论其外形和用途是什么。与图5-54中的编号对应,这些设计要点依次如下:①最为重要和效果显著的座椅特征是有腰靠。②第二重要的特征是保证躯干和大腿间具有至少105度的夹角。③合适的坐垫深度,使膝窝后面有足够空间,以便变换腿部位置。④座椅高度合适,使脚部能舒适地平放在地面上。⑤座椅下部应提供足够空间,便于坐着时放松脚部、站起时脚部好立足。⑥坐垫有5度的倾斜,以与腰靠一起维持良好的位姿。⑦坐垫的前缘向下弧曲或为软垫,以便于腿部放下、脚部着地。坐垫下的结构件应向后倾45度,以不妨碍放松坐着时脚放到座椅下〕其它一些设计要点是,当座椅的靠背倾角设计为可调时,转轴位置应与H点(髓关节点)对齐;坐垫与靠背间(骸骨和臀部后面)应留出适当空间二对于高靠背座椅,肩靠的作用仅次于腰靠,与坐垫最小成105度角度;对于有低的、直靠背的座椅,背靠上端的高度应完全低于肩脚骨,这使肩部可以完全向后放松。第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计关于工作椅座高的几点讨论:①身材高矮的影响甚大,通用工作椅高度应该可调节。②个人专用工作椅宜按个人情况确定座高。③综合生理解剖的分析来看,工作椅座高宁低勿高。第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计2.其他椅子非工作椅座高与工作椅的要求不同。大部分非工作椅为:了坐姿的舒适,座高宜于比工作椅低一些,从会议室用椅、影剧院座椅、候车室座椅、公园休闲椅、沙发、安乐椅、到躺椅,座高可以依次降低。特殊用途座椅应根据使用特性确定座高。如车辆驾驶室座椅的座高:以下面的计算式为基础进行设计座高=(“小腿加足高”+穿鞋修正量)×sina式中a——踩油门、刹车时小腿与地平线间的夹角第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计二、座面倾角1.工作座椅前缘翘起的椅子座面倾角a定义为正值,反之a为负。常见工作椅的a多为正值,但用于读、写、打字、精细操作等身躯前倾工作的工作椅,a若取正值,将使胭寓附近体压加大,实际上并不合适,使椅面上的体压相对集中在坐骨骨尖位置,椅面体压分布合理第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计工作椅的合理座面倾角可简要归结为3条①一般办公椅可取a一0度~5度。,推荐a一3度~4度。②前倾工作用座椅的a宜略取负值,前倾程度大者,应加大负值。为避免在上面坐不住、往下滑,可加一个软的“膝靠”,对膝部提供支承。③新式办公椅可顺应工作姿势在一定范围内自动地调节a和靠背倾角,使不同状态下部能较为舒适,座面倾角和靠背倾角可自动调节的工作椅第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第一章手持式作业工具设计坐姿与座椅设计三、靠背的形式及倾角(一)不同座椅的靠背功能靠背的形式、倾角和尺寸是座椅人机学重点内容。1.工作椅工作椅的靠背主要是腰靠,在第三、四腰椎的位置上,提
本文标题:人机工程学课件3
链接地址:https://www.777doc.com/doc-4895854 .html