桌椅設(shè)計(jì)工業(yè)設(shè)計(jì)人機(jī)工程

工業(yè)設(shè)計(jì)人機(jī)工程

——桌椅設(shè)計(jì)第一節(jié)桌椅設(shè)計(jì)概述一：坐姿工作與座椅從生理學(xué)、解剖學(xué)等方面分析，坐姿有以下特點(diǎn)：①坐姿解除上身重量對(duì)兩腿、足踝、膝、髖等關(guān)節(jié)的壓力，減輕了全身及腿部肌肉的負(fù)荷，可降低體能量消耗。②腿部血管內(nèi)靜壓降低，血液易于向心臟回流循環(huán)，能緩解疲勞。③有利于身體和情緒的安定，對(duì)腦力勞動(dòng)、對(duì)非腦力型的精細(xì)操作、視覺(jué)作業(yè)更適宜。④使腿腳能參與操作，還能利用靠背發(fā)揮腿腳的蹬力。⑤不利方面：操作范圍、動(dòng)作幅度小，雙臂操作力小于立姿，增加了人體對(duì)于環(huán)境振動(dòng)的敏感性等。二、桌椅的歷史與現(xiàn)狀20世紀(jì)20年代，德國(guó)包豪斯學(xué)校的教師布勞耶突破木制家具的傳統(tǒng)，設(shè)計(jì)出第一把鋼管椅，首開(kāi)家具新材料使用的先河。瑞典整形外科醫(yī)生阿克布羅姆的《站與坐的姿勢(shì)》一書(shū)1948年問(wèn)世，奠定了用人體解剖學(xué)理論指導(dǎo)座椅功能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。他還于1954年發(fā)表了座椅靠背曲線(xiàn)設(shè)計(jì)，見(jiàn)圖。1968年IEA召開(kāi)了以座椅為主題的第一次國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)，掀起了座椅研究的新高潮。日本1974年把原高度740mm的辦公桌改為高700mm(男用或男女臺(tái)用)，與高670mm(女用)的兩種新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。近年我國(guó)市場(chǎng)上的新型辦公桌已經(jīng)降到較為合適的高度。我國(guó)已發(fā)布了一批有關(guān)家具的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。第二節(jié)坐姿生理解剖基礎(chǔ)第二節(jié)坐姿生理解剖基礎(chǔ)一、坐姿脊柱形態(tài)及其生理效應(yīng)1、脊柱、椎間盤(pán)與骨盆結(jié)構(gòu)在坐姿狀態(tài)下，支持人體的主要結(jié)構(gòu)是脊柱、骨盆、腿和腳。脊柱位于人體背部中線(xiàn)處，由33塊短圓柱狀椎骨組成，包括頸椎、胸椎、腰椎、骶骨和尾骨，相互間由肌腱和軟骨連接。

正常坐姿下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨時(shí)則后凹。2、坐姿脊柱形態(tài)的變化及其生理效應(yīng)脊柱的正常生理彎曲狀態(tài)的特征是：頸椎為略向前凸的弧形，胸椎為略向后凸的弧形，腰椎是向前凸出的弧形，且曲度較大。2、坐坐姿姿脊脊柱柱形形態(tài)態(tài)的的變變化化及及其其生生理理效效應(yīng)應(yīng)從脊脊柱柱側(cè)側(cè)面面可可看看到到有有四四個(gè)個(gè)生生理理彎彎曲曲，，即即頸曲曲、、胸胸曲曲、、腰腰曲曲及及骶骶曲曲。其其中中與與坐坐姿姿舒舒適適性性直直接接相相關(guān)關(guān)的的是是腰腰曲曲。。圖不不同同姿姿勢(shì)勢(shì)下下的的腰腰曲曲弧弧線(xiàn)線(xiàn)1、椅椅面面上上臀臀部部與與大大腿腿的的體體壓壓骨盆盆下下兩兩個(gè)個(gè)坐坐骨骨粗粗大大堅(jiān)堅(jiān)壯壯，，局局部部皮皮膚膚厚厚實(shí)實(shí)，，由由此此處處承承受受坐坐姿姿的的大大部部分分體體壓壓比比均均勻勻分分布布更更加加合合理理。。但但若若壓壓力力過(guò)過(guò)于于集集中中，，會(huì)會(huì)阻阻礙礙微微血血管管血血液液循循環(huán)環(huán)，，局局部部神神經(jīng)經(jīng)末末梢梢受受壓壓過(guò)過(guò)重重。。影響響椅椅面面上上體體壓壓的的主主要要因因素素：：椅面面軟軟硬硬、、椅椅面面高高度度、、椅椅面面傾傾角角及及坐坐姿姿等。。第二二節(jié)節(jié)坐坐姿姿下下的的體體壓壓椅面面軟軟硬硬與與椅椅面面體體壓壓軟硬硬適適中中座高高與與椅椅面面體體壓壓圖三三種種座座高高下下椅椅面面體體壓壓等等壓壓線(xiàn)線(xiàn)圖圖(102Pa)2、腘腘窩窩的的壓壓力力腘窩窩是是對(duì)對(duì)壓壓力力敏敏感感的的部部位位，，應(yīng)應(yīng)避避免免受受壓壓。。小腿腿在在地地面面獲獲得得支支承承，，可可降降低低大大腿腿的的體體壓壓、、背背肌肌緊緊張張，，而而且且是是輕輕松松實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)上上身身平平衡衡穩(wěn)穩(wěn)定定的的條條件件。。圖造造成成腘腘窩窩受受壓壓的的兩兩種種原原因因a)座面面過(guò)過(guò)高高b)座面面過(guò)過(guò)深深a圖中中座座面面成成近近似似水水平平，，可可使使兩兩坐坐骨骨結(jié)結(jié)節(jié)節(jié)外外側(cè)側(cè)的的股股骨骨處處于于正正常常的的位位置置而而不不受受過(guò)過(guò)分分的的壓壓迫迫，，因因而而人人體體感感到到舒舒適適。。b圖中中，，座座面面呈呈斗斗形形，，股骨骨向向上上轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，，這這種種狀態(tài)態(tài)除除了了使使股股骨骨處處于于受壓壓迫迫位位置置而而承承受受載載荷外，，還造造成髖髖骨肌肌肉承受受反常常壓迫迫。2、肩部部與扶扶手高高度適宜的的扶手手高度度是略略低于于坐姿姿肘高高。3、小腿腿的支支承與與背肌肌小腿在在地面面上獲獲得支支承，，對(duì)于于降低低大腿腿與椅椅面前前緣之之間的的體壓壓，對(duì)對(duì)于降降低背背肌的的緊張張，都都很重重要。。在需要要前傾傾工作作時(shí)，，緩解解背肌肌緊張張的方方法是是讓小小腿獲獲得支支承，，在其其他情情況下下，讓讓上身身后仰仰倚靠靠在靠靠背上上即可可放松松背肌肌。四、平平衡調(diào)調(diào)節(jié)理理論座椅在在理論論上無(wú)無(wú)論怎怎么““合理理”，，坐的的時(shí)間間長(zhǎng)了了，也也會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生不不舒適適的感感覺(jué)，，需要要活動(dòng)動(dòng)一下下身體體，使使各部部分的的體壓壓狀況況有所所變動(dòng)動(dòng)、調(diào)調(diào)節(jié)，，使骨骨骼肌肌肉的的狀態(tài)態(tài)有所所轉(zhuǎn)換換、變變更，，這才才更符符合人人體的的自然然要求求。五、工工作座座椅的的一般般人類(lèi)類(lèi)工效效學(xué)要要求1）結(jié)構(gòu)構(gòu)型式式應(yīng)與與坐姿姿工作作操作作活動(dòng)動(dòng)相適適應(yīng)，，使操操作者者保持持身體舒舒適、、穩(wěn)定定準(zhǔn)確確的操作作。2）工作作座椅椅的座座高和和腰靠靠高是是可調(diào)調(diào)節(jié)的的。適宜的的人體體尺寸寸調(diào)節(jié)節(jié)范圍圍：從從女子子5百分位位數(shù)到到男子子95百分位位數(shù)，，座高高調(diào)節(jié)節(jié)范圍圍360～480mm之間；；調(diào)節(jié)節(jié)方式式為無(wú)無(wú)級(jí)的的或間間隔20mm有級(jí)調(diào)調(diào)節(jié)。。腰靠靠高度度為165～210mm間的無(wú)無(wú)級(jí)調(diào)調(diào)節(jié)。。3）零部部件的的外露露部分分不得得有易易傷人人的尖尖角銳銳邊。。4）工作作座椅椅的結(jié)結(jié)構(gòu)材材料和和裝飾飾材料料應(yīng)耐耐用、、阻燃燃、無(wú)無(wú)毒。。座墊墊、腰腰靠、、扶手手的覆覆蓋層層應(yīng)使使用柔柔軟、、防滑滑、透透氣性性好、、吸汗汗的不不導(dǎo)電電材料料制造造。第三節(jié)節(jié)座座椅的的功能能尺寸寸一、椅椅面（（前緣緣的））高度度1、工作作椅設(shè)計(jì)要要點(diǎn)：：a大腿基基本水水平，，小腿腿垂直直置放放在地地面上上，使使小腿腿重量量獲得得支撐撐b腘窩不不受壓壓c臀部邊邊緣及及腘窩窩后部部的大大腿在在椅面面獲得得彈性性支撐撐符合上上述要要求的的工作作座椅椅座高高設(shè)計(jì)計(jì)為：：比坐坐姿人人體尺尺寸中中的小小腿加加足高高低10~15mm根據(jù)數(shù)數(shù)據(jù)計(jì)計(jì)算，，得出出一個(gè)個(gè)工作作椅的的基礎(chǔ)礎(chǔ)數(shù)據(jù)據(jù)，即即中國(guó)國(guó)男女女通用用工作作椅座座高尺尺寸的的調(diào)節(jié)節(jié)范圍圍為350mm~460mm2、其他他椅子子大部分分非工工作椅椅為了了坐姿姿的舒舒適，，就座座時(shí)小小腿是是往前前伸出出而不不是垂垂直于于地面面的，，因此此座高高均宜宜于比比工作作座椅椅低一一些。。特殊用用途座座椅應(yīng)應(yīng)根據(jù)據(jù)使用用特性性確定定座高高。如如車(chē)輛輛駕駛駛室座座椅的的座高高，以以下面面的計(jì)計(jì)算式式為基基礎(chǔ)進(jìn)進(jìn)行設(shè)設(shè)計(jì)：：座高=(““小腿加加足高高”+穿鞋修修正量量)×sinααα———踩油門(mén)門(mén)、剎剎車(chē)時(shí)時(shí)小腿腿與地地平線(xiàn)線(xiàn)間的的夾角角圖前前傾工工作時(shí)時(shí)座面面傾角角與椅椅面體體壓的的關(guān)系系二、座座面傾傾角1、工作作座椅椅通常把把前緣緣翹起起的椅椅子的的座面面傾角角a定義為為正值值，反反之，，為負(fù)負(fù)值工作椅椅的合合理座座面傾傾角，，與工工作姿姿勢(shì)即即工作作中上上身的的前傾傾程度度密切切相關(guān)關(guān)。A.一般座座面傾傾角可可取a＝0°~5°°，常推推薦取取a＝3°～4°B.主要用用于前前傾工工作的的座椅椅，適適宜于于椅面面前緣緣低一一點(diǎn)，，即座座面傾傾角略略為負(fù)負(fù)值。。C.辦公椅椅應(yīng)提提供前前傾工工作和和后倚倚放松松兩種種可能能。2、休息息椅休息椅椅多為為椅面面前緣緣翹起起、a為正值值。三、靠靠背的的形式式及傾傾角（一））不同同座椅椅的靠靠背功功能1、工作作椅：：維持持脊柱柱的良良好形形態(tài)，，主要要在于于避免免腰椎椎的嚴(yán)嚴(yán)重后后凸。。靠背背主要要是腰腰靠，，以第第三、、四腰腰椎為為中心心的位位置上上。2、休息息椅靠背功功能主主要為為支承承軀干干的重重量、、放松松背肌肌。軀軀干的的重心心大約約在人人體第第八胸胸椎骨骨的高高度，，宜以以此位位置為為中心心提供供倚靠靠。3、辦公公椅采用以以支承承軀干干為主主的靠靠背，，若同同時(shí)提提供腰腰靠，，效果果較好好。第三節(jié)節(jié)座座椅椅的功功能尺尺寸三、靠靠背的的形式式及傾傾角1、不同同座椅椅的靠靠背功功能（（重點(diǎn)點(diǎn)）靠背形式功能位置工作椅腰靠維持脊柱良好形態(tài)，避免腰椎嚴(yán)重后突第三、四腰椎休息椅靠背支承軀干的體重、放松背肌第八胸椎骨辦公椅靠背、腰靠（二））四種種座椅椅靠背背形式式四、其其他功功能尺尺寸1、座深深座深比比坐姿姿尺寸寸中的的3.9座深小小一定定數(shù)值值，范范圍為為360～390mm，推薦薦為380mm。2、座寬寬單人椅椅坐寬寬宜大大于4.6坐姿臀臀寬。。國(guó)標(biāo)標(biāo)給出出的座座寬數(shù)數(shù)值范范圍為為370～420mm，推薦薦值為為400mm。3、扶手手工作椅椅一般般不設(shè)設(shè)扶手手，扶扶手常常用于于辦公公椅和和休息息椅。。座椅扶扶手高高度宜宜略小小于坐坐姿尺尺寸中中的3.5坐姿肘肘高。。扶手功功能主主要有有：①用手手臂支支撐起起座、、調(diào)節(jié)節(jié)體位位，尤尤其對(duì)對(duì)躺椅椅、安安樂(lè)椅椅，②支承承手臂臂重量量，減減輕肩肩部負(fù)負(fù)擔(dān)，，③對(duì)座座位相相鄰者者形成成身體體和心心理上上的隔隔離。。五、GB/T14774－1993《《工作作座椅椅一般般人類(lèi)類(lèi)工效效學(xué)要要求》》的推推薦值值第四節(jié)節(jié)坐坐墊與與靠墊墊第四節(jié)節(jié)坐坐墊墊與靠靠墊一、椅椅墊的的生理理學(xué)評(píng)評(píng)價(jià)要要素椅墊性性能生生理學(xué)學(xué)評(píng)價(jià)價(jià)的兩兩方面面要素素：①椅墊墊的軟軟硬性性能(也就是是力學(xué)學(xué)性能能或機(jī)機(jī)械性性能)，②椅墊墊材質(zhì)質(zhì)對(duì)于于體膚膚的生生理舒舒適性性。二、椅椅墊的的軟硬硬性能能椅墊材材質(zhì)的的生理理舒適適性a椅墊材材質(zhì)的的皮膚膚觸感感觸感應(yīng)應(yīng)柔軟軟、暖暖和、、粗糙糙而不不是硬硬挺、、僵冷冷、光光滑。。b