人机座椅改良设计.docx
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人机座椅改良设计.docx
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人机座椅改良设计
人机座椅改良设计
体关节转动的关系。
2人体测量
人体测量与许多因素有关,而且随着时代的发展,人体尺寸也在慢慢的发生变化。
因此用测量仪器对人体各个部分的尺寸及各种动作尺寸进行测量,所测得的数据,需去掉两头的5%,取中间的90%的测量值来取平均值,这样得到的测量数据更具普遍性。
生理学的测量包括心电图、肌电图、脑电图、呼吸、脉搏、血压、神经反射电流和眼球运动等。
通过生理方面的测量,可以计算出人在活动时能量的大小和负荷。
这些数据都是客观和科学的,但在具体动用这些数据时,还应进行分析与综合,才能得出一个正确全面的结果。
3坐姿时的生理特征
坐下来是人的自然姿势,从能耗来看,当站立时,关节,膝部和臀部都是依靠静态的肌肉活动保持姿势的,血和体液趋于积聚在腿中;而坐下时,肌肉施力停止,能耗降低,腿的血管的静压力降低,对血液回流至心脏的阻力减少,因此坐比站更有利于循环。
坐的姿势可分为三种:
向前坐、笔直端坐、向后靠。
向前坐的姿势主要是工作的姿势,而向后靠是休息和放松的姿势。
当人向前坐时,人体骨盆旋转成倾斜状态,骶骨也做相应移动,并趋向水平,使骶骨和腰椎变平,引起脊椎在腰部以上成为脊椎后凸,看起来象个驼背。
当笔直端坐时,骨盆是竖直状态,骶骨的位置也较垂直,并在腰椎处形成脊椎的前凸。
由坐的姿势变形引起的脊椎病痛,近年来增加得很快。
专家们认为脊柱的最终形成取决于在成长过程中,所有姿势影响的积累。
长时间的坐使身体失去了改变压力和放松的机会,结果使得脊椎变形日益加剧。
研究人员曾测量了背部肌肉的电活动,结果表明,当人以一种过分挺直的姿势坐时,电活动增加,而采取向前坐的姿势后,电活动明显下降。
被试者宁愿选择后者,因为体重在脊柱得到平衡,上部躯体的重量由骨骼、椎间盘和韧带承受,不需要静态的肌肉活动,但向前坐时脊椎弯曲,其结果是椎间盘上的压力分布不均匀,这是产生椎间盘疾病的一个原因。
如图:
这种椅子算是比较常见的,这种椅子比较大,笨重,不好搬运,在环境中比较占地方,尤其是在工作的时候,椅面和桌面之间所保留的空间较小,还有就是其椅面比较平滑,人长时间坐在椅子上,会在腿部留下比较明显的红印,尤其在夏天的时候。
所以,在椅子的改良和设计方面,要考虑的方方面面,即是在空间上的布局,以及在使用方面的舒适,安全,轻巧。
根据所提供的一下数据作为参考:
依据人体大尺寸设计:
最小功能尺寸=人体尺寸分位数+功能修正量
最佳功能尺寸=人体尺寸分位数+功能修正量+心里修正量
座椅的尺寸设计
根据当前国内座椅设计现状,考虑人机工程学的要求,推荐座椅尺寸设计如下:
座面高度 座面高度指地面至就坐后座面上坐骨支承处的高度。
座面高度按我国人体尺度,可取为380~450mm。
工作椅最好设计成高度可调,以适应不同身材的操作者需要。
调节范围为工作台下方240~300mm之间。
座深 座深指座面前后距离。
正确的设计应使臀部得到全面的支撑,腰部得到靠背的支持座面前缘与小腿间留有适当距离,保证小腿可自由活动。
就工作椅来说,座深应按350mm~400mm来取,休息用椅可取400mm~430mm。
座宽 座宽应满足臀部就坐所需的尺度,使人能自如地调整坐姿。
一般可取400~50mm。
31214 座面倾角 座面与水平面夹角称为座面倾角。
工作椅座面倾角一般小于3°。
因为工作时身体前倾,若倾角过大,会因身体前倾而使脊椎拉直,破坏正常的腰椎曲线。
休息椅一般取14°~24°,有利于肌肉放松。
对于办公用椅,采取座面前倾,一般倾向为10°~15°。
靠背的高和宽 靠背的作用是保持脊椎处于自然形态的放松姿势。
靠背可分为腰靠和肩靠,作业场所的工作椅大部分属于腰靠。
靠背的最大高度可达480~630mm,最大宽度350~480mm。
支撑腰部以下的骶骨部分能增加舒适感,靠背下沿与座面之间最好留有一定的空间(70~80mm以上),以容纳向后挤出的臀部肌肉。
靠背的横截面可以是一个半径大于1000mm的圆弧。
靠背与座面夹角 靠背与座面夹角若小于90°,则腹部受压迫;夹角太大会降低人的警觉状态。
一般为115°比较合适。
实际设计中应视座椅用途不同采用不同值,工作椅可取95°~105°;学习读书用可取95°~100°;休息椅可取105°~110°。
座面硬度 一般座垫的高度是25mm。
太软太高的座垫,易造成身体不稳,反易产生疲劳。
结语:
利用人机工程学原理来进行座椅设计是座椅发展的必然。
座椅设计只有充分运用人机工程学原理,才能是设计的座椅真正成为以人为本的设计,符合人机工程学原理的人性化设计,同时也是最前言的潮流与趋势,是一种人文精神的体现,是人与座椅完美和谐的结合,是人性化的设计真正体现出对人的尊敬与关怀。
因此,我们必须加大对人机工程学原理在座椅设计中的应用研究。
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