学生座椅的人因工程设计

学生座椅的人性化工程设计南京财经大学营销与物流管理学院广告081何建亚教员：朱建平摘要：为了适应生活舒适性的发展趋势，基于坐姿下静态舒适性的生理机制，分析了学生座椅的结构形式和适合人体特征舒适性的座椅结构几何参数，得出了学生座椅设计参数与人体高度的关系。对设计人员在设计学生座椅时参数的确定具有一定的指导意义。关键词：人体生理学，学生座椅，设计参数，舒适度抽象：为了适应生活舒适性方向发展的趋势，本研究基于静态舒适生理机制下的坐姿，分析了学生座椅的结构形式，并适合人体特征的舒适座椅结构几何参数，得出了学生座椅设计变量与人体高度的关系。设计时学生座椅参数的确定对设计者有一定的指导意义。关键词：人体生理学，学生座椅，设计变量，舒适性目录第一章导言1第二章学生坐姿舒适的生理效应第三章座椅设计中舒适坐姿的要求2第四章舒适座椅的设计理念3第五章座椅设计的几何参数3第六章结论4参考文献5第一章导言自从工业设计诞生以来，座椅一直是设计师们的热门话题。同时，还有无数不同风格和流派的椅子。然而，真正遵循人机工程学原理的优秀设计并不多。座椅的形式似乎超越了它最基本的功能：舒适。座椅设计是否符合人机工程学原理不仅是一个方便的问题，它还与使用者的健康密切相关。根据数据，在工业化国家，三分之二的工作是坐姿。随着工业化的发展和社会竞争的加剧，人们坐的时间越来越长。长时间静坐引起的生理问题：如下肢静脉压增高、下肢肿胀等。尤其是坐姿引起的腰部问题在设计师面前越来越明显。根据1996年德国的统计，85%的腰痛患者是由长期静坐引起的。目前，除了提倡偶尔站起来的健康工作方法外，座椅的人体工程学设计也越来越受到重视。设计师从人机工程学的角度出发，依靠新材料、新工艺和新技术，使座椅的功能和外形以不同的方式结合在一起。人性化的座椅不断被赋予新的含义。根据人机工程学原理，确定座椅静态舒适性参数给设计人员带来了极大的方便和参考价值。通过确定座椅表面的高度、靠背和座椅表面之间的夹角、扶手的高度等。它能使不同的人获得对腰部的支撑，并尽可能保持脊柱的自然弯曲，从而减轻背部肌肉和腰椎的压力。第二章学生坐姿舒适的生理效应一、坐姿分析在坐姿中，支撑人体的主要结构是脊柱、骨盆、腿和脚1。坐着时，腰椎、骨骼、椎间盘和软组织承受着上身的大部分负荷，还会弯曲和扭转。这两个部分对于座椅设计来说是最重要的。在正常姿势下，脊柱的腰部是脊柱前凸，但当涉及到骨骼时，它是凹的。在良好的坐姿下，压力适当地分布在每个椎间盘上，肌肉组织承受均匀的静载荷。人体本身的坐姿是一对矛盾体。坐直腰时，身体保持“A”，椎间盘内压力小，但肌肉负荷大；弯腰坐着时，可以减轻背部肌肉的负荷，使全身感觉舒适，有助于身体平衡，但会增加椎间盘的内压，容易形成佝偻病。二。身体压力分布根据人体组织的解剖特点，坐骨结节是人体最抗压的部位，适合承重，而靠近表面的大腿下部由于下肢动脉的分布，不适合承重。因此，类比部分的合理压力分布应该是，身体重量的一半以上由骨盆下的坐骨结节承担，因此向外的压力最小。因此，座椅不仅应该有合适的高度，而且座椅表面应该紧密和平坦，以确保臀部压力的合理分布。研究表明，2，椅子表面太软，使臀部和大腿肌肉受压面积增加，不仅增加躯干的不稳定性，而且不容易改变坐姿，容易产生疲劳。当一个人坐着的时候，覆盖着坐骨结节的皮肤可以更好地承受持续的压力3。因此，坐面上的髋部压力分布在坐骨结节处应该是最大的，因此逐渐向外减小，直到接触坐面边缘的大腿下部具有最小的压力。座椅靠背上的压力分布应该在肩部和脚部骨骼以及腰部骨骼中最高，这是靠背设计中的“两点支撑”标准。没有腰部支撑只会依靠肌肉来维持腰部的弯曲，这将不可避免地导致腰部肌肉的疲劳和损伤。当一个人长时间保持坐姿时出现肌肉紧张时，身体位置的轻微旋转可以促进生物电活动，放松肌肉，恢复身体休息。第三章舒适坐姿对座椅设计的要求首先，保持脊柱正常的生理曲度舒适坐姿生理特点4，应保证腰部弧形处于正常自然状态，腹肌和背肌处于放松状态，从上身到大腿的血管不受压迫，并保持正常的血液循环。因此，最舒适的坐姿是从靠背稍微向前移动臀部，使上身稍微向后，保持身体和腿之间的角度在90-150度之间，将小腿向前延伸，并且设计座椅，使得乘客的脊柱尽可能处于生理位置，并且保持正常的生理弯曲。肌肉的每个部分都处于放松状态。身体的弯曲和伸展部分与压力部分的角度应该有利于维持正常的血液循环。保持脊柱正常的生理曲度是减少疲劳的主要因素。人们应该靠在椅背上，水平向后靠。150.如果靠背角度可以调节，调节范围最好是95-135 5。为了达到舒适的坐姿，人体的背部和腰部应该给予合理的支撑。为了确保乘客的舒适，还应在座椅靠背的适当位置提供头枕。一方面，应保持正常的颈部形状，另一方面，应防止因头部严重后倾(如突然加速和火车启动)而造成的颈椎损伤。第二，合理分配身体压力，保证肌肉放松和血液循环正常舒适坐姿的压力分布在臀部，重量应该落在较大的承重面上，但不是平均分布。坐骨结节处的压力应该是最高的，从坐骨结节向外逐渐减小，直到与坐骨结节接触的大腿下面的压力最低5-100是合适的。此外，为了防止腹部和大腿之间的血管受压，血流顺畅，躯干和大腿之间应保持钝角，大约105-115度，以保持舒适。这种生理需求要求座椅靠背略微向后倾斜。但是，如果靠背角度过大，也会使乘客上下坐不方便，向窗外倾斜，使颈部向前弯曲和抬起，这不仅会造成颈部疲劳和心理不适和疲劳，还会影响车内有效区域的合理使用。座椅表面不应太高，但应短于腿的长度，以便腿可以踏在地面上支撑大腿的部分重量。此外，坐着时，大腿略微向下倾斜，小腿略微向前，这也使得静脉血易于回流，从而减少疲劳的发生。椅子的扶手还可以起到促进上肢静脉血回流的作用。扶手的高度应适当匹配，人体肌肉不应被迫适应扶手的高度而产生屈曲或拉伸的感觉。因此，舒适座椅设计的主要原则如下：A.待排泄的人体重量应分别由坐骨、臀部和脊柱按适当比例承担，主要部分应为坐骨结节性事业。B.上身应该保持稳定。人类腰椎的下部(在第4和第5腰椎之间)应该由适当的腰部支撑。座椅表面的高度应确保大腿肌肉和血管不会受压。E.坐着的人应该能够轻松自如地改变姿势。F.座椅的位置和尺寸应与工作台、显示装置和控制装置相适应，并具有方便性。第四章舒适座椅的设计理念座椅的设计必须首先满足人们的舒适要求，充分利用人体工程学原理，使乘客在乘坐时不会有理性的压迫，并且在人体处于直立状态时尽量保持脊柱的S形曲线，因为在这种状态下脊柱的重量很小，乘客不易疲劳。舒适的座椅应该稍微支撑乘客的腿，完全支撑骨骼和关节，完全支撑腰部，稍微支撑背部中间。如果座椅设计不合理，背部太硬，腰部太弱，腿部太硬，臀部下沉太多，会限制人体运动，给乘客造成生理压力。一般来说，当我们考虑座椅各部分的尺寸、座垫表面和靠背表面的弯曲形状、扶手的形状、踏板装置、茶几等时。我们必须满足以下要求：人体应该在不同的坐姿下进行一定范围的活动。B.内垫材料硬度适宜，能充分支撑身体，身体压力分布合理。C.侧面有支撑和扶手，支撑和扶手的高度和形状应满足坐卧时手臂无压力的要求。第五章座椅设计的几何参数一.座椅表面和靠背之间的夹角座椅表面和靠背之间的角度是确保舒适姿势的必要条件。座椅表面和靠背之间的角度为115。用于左右调节的靠背通常为95-135。这样，靠背和座椅表面符合人体背部、臀部和大腿形成的曲线，使人感觉舒适6。二、座椅设计几何参数推荐值上述对人体坐姿的全面系统的人机分析考虑了产品是否符合学生的人体尺度，是否符合学生的人体功能，是否符合学生大众的心理需求。座位设计是否符合学生的认知模式等因素。根据以上分析并结合实际参数，给出了学生座椅设计的几何参数推荐值。参数名称参数值座椅高度40厘米座椅宽度50厘米座椅深度45厘米靠背高度75厘米靠背宽度50厘米扶手高度16厘米座椅靠背角度115座垫倾斜度7第六章结论本文分析了人体