人机工程学座椅分析

座椅人机工程分析座椅人机工程分析是一种综合研究方法，它将人类认知心理学、工程学、人体工学、运动学、生物力学等多个学科有机结合，以人为基础，以座椅作为载体，通过科学的手段探究人与座椅之间的相互作用及其对人的影响，从而为座椅的设计和开发提供科学依据。

座椅人机工程分析的研究内容主要包括：人体形态与运动特征、人体生理计量学、座椅体验感和舒适度、座椅的支撑力和稳定性、座椅的调节可靠性和可操作性等。

1. 人体形态与运动特征人体形态与运动特征是座椅人机工程分析研究的重要组成部分。

通过对人体形态、肌肉组织等方面的研究，可以为座椅的设计提供重要参考。

例如，不同身高的人在坐姿时需要的座椅高度、座椅前沿的扶手高度等都不同，设计合适的座椅角度和高度能够使人在长时间的使用过程中感到轻松和舒适。

2. 人体生理计量学在座椅人机工程分析中，人体生理计量学是指研究人体各项参数和生理反应的科学方法。

例如，对人的身体负荷进行量化可以获得不同体型和运动方式下各种身体部位所承受的负荷大小和部位，进而为座椅的设计提供科学依据。

另外，还可以通过生理学测试，获得关于人体反应的详细信息，例如人的视觉反应时间、手部反应能力等，这些信息可以帮助设计师优化座椅的设计，以适应用户的个体差异。

3. 座椅体验感和舒适度座椅体验感和舒适度是座椅人机工程分析的重要研究内容。

通过对座椅的体验感和舒适度进行分析，可以了解人体的感觉和满意程度，以便制定更好的座椅设计方案。

例如，座椅表面的材料和织物的质量和平稳性可以影响人们的感受，粗糙表面给人以不适的感觉，容易让人产生瘙痒等不适感。

而各类座垫、椅背的设计，更是提高座椅的基础舒适度的原因。

4. 座椅的支撑力和稳定性座椅的支撑力和稳定性，主要是指座椅的支撑力和稳定性，座椅的支撑力可以是人体重量在座椅上分布均衡，以减少人体在座椅上产生不适的感觉。

而座椅的稳定性则是指座椅在使用中的平衡性，以及座椅在众多动态能力的负载瞬间内，保持安全、平稳和运动平衡。

人体工程学与座椅设计一、坐姿分析1.坐姿的优势和缺点（1）优点a.可免去站立时人体的足踝、膝部、臀部和脊椎等关节部位受到静肌力，减少人体能耗，排除疲劳b.坐姿比站立更有利于血液循环c.有利于维持躯体的稳固，这对精细作业更适d.在脚操作场合，坐姿维持躯体处在稳固的姿势，有利于作业。

(2)缺点a.限制了人体活动范围，尤其是需要上肢出力的场合，往往需要站立作业，而频繁的起坐交替也会致使废劳。

b.长期维持坐姿也会阻碍人体健康，招致腹肌松弛，脊椎非正常弯曲，和对某些内脏器官造成损害，如消化器官与呼吸器官c.坐姿太久也会造成下肢肿胀，静脉压力增加．大腿局部受到压力，增加血液回流阻力，引发不适感。

（1）正常的姿势下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨时则后凹。

在良好的坐姿状态下，压力适当地分布于各椎间盘上，肌肉组织上承受均匀的静负荷。

（2）当处于非自然姿时，椎间盘内压力散布不正常，形成的压力梯度，严峻的会将椎间盘从腰椎之间挤出来，压迫中枢神,产生腰部酸痛、疲劳等不适感。

躯干完全挺直的坐姿使脊椎严峻弯曲，因椎间盘上压力不能正常散布，躯体上部的负荷加在腰椎部，引发不适，因此90度角的靠背椅是不良的设计,躯干前倾的姿势会使本来前凸的腰椎拉直乃至反向后凹，这种姿势因此也极不舒畅，阻碍了胸椎和颈椎的正常弯曲，使颈、背部疲劳➢故良好的坐姿：腰与大腿成135度，腰椎部有支撑F E D C B AG3.肌肉活动度脊椎骨依据其周围的肌肉和腱连接，椎骨的定位正是借助于肌腱的作使劲。

一旦脊椎偏离自然状态，肌腱组织就会受到彼此压力(拉或压)的作用，使肌肉活动度增加，招致疲劳酸痛。

3组不同坐姿的2－3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；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。

根据矫形学原理和肌肉活动度分析可得出下列结论：A躯干挺直或前倾的坐姿很容易引起疲劳B 设置适当的靠背可使疲劳降低C 大于90度的靠背可防止骨盆的旋转，增加坐姿稳定性且使坐姿更接近自然状态二．座椅设计（一）设计原则和分类1. 座椅的形式与尺度及其功用有关2.座椅的尺度必须参照人体测量学数据确定3. 身体的主要重量应由臀部坐骨结节承担4. 座椅前缘处，大腿与椅子之间压力应尽量减小5. 腰椎下部应提供支承，设置适当的靠背以降低背部紧张度6. 椅垫必须有足够的垫料和适当的硬度，使其有助于体重压力均匀地分布于坐骨结节区域（二）当考虑坐姿动机时，座椅大体分为三类：1.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。

椅子人机工程学分析看影椅数据：坐面高度44 坐面深度42 坐面角度6 靠背角度112 靠手高度24使用体验：后靠，姿势自然。

分析：仅提供背垫，而无腰垫。

然而在坐满坐面的情况下，腰部抵到背垫的下缘。

虽然，因为背垫为柔软的铺垫，未感到明显不适，这样的设计不很适合。

靠背角度虽然小于休息椅的建议，但根据“以相对于坐面的角度和靠背的角度来表示的第四和第五节腰椎间的角度”，当坐面角度为6度，靠背角度为112度时，脊柱达到中性姿势。

坐于该座椅，感觉腰背放松。

靠背角度虽然小于休息椅的建议，靠背与坐面采用柔软的铺垫和饰面。

增大人体与椅面间的摩擦，避免使用者为防止滑动而产生的肌肉紧张。

更大的益处是，虽然它各参数与休息椅的建议参数有一定的出入，该座椅即使长时间持续使用，使用者也不会感到明显不适。

总结：这把座椅之较好的坐面角度与靠背角度的相对关系，以及柔软的铺垫和饰面，是其最大的优势，使其得到了较好的舒适评价。

美中不足是它出于造型的考虑，未设腰垫，然作为观看电影的需长时间使用的座椅，建议设置腰垫。

教室椅子数据：坐面高度42 坐面深度44 坐面宽度45 坐面角度1 靠背角度96 使用体验：根据“以相对于坐面的角度和靠背的角度来表示的第四和第五节腰椎间的角度”，当坐面角度为1度，靠背角度为96度时，脊柱的弯曲相对中性姿势有约50％的偏离。

导致不利健康的脊椎形状。

大多采用的姿势为：坐一半坐面；腿或者弯曲交错，或者向前伸直（偶也交叠）。

也有其他姿势，但持续时间都极短。

很少有人使用靠背。

主诉腰、背、肩疼痛。

分析：保持前坐姿势一定时间后，使用者便希望能够后坐，以舒缓腰背部的疲劳，然而当座椅靠背不能满足缓解疲劳的要求时，使用者会感到异常疲劳。

但座椅厚重而结实，有着良好的稳定性，前坐时不致于翻转。

总结：建议根据人体工程学，加宽靠背的横杆成横板条，并考虑一定的弧度和曲线。

办公椅1数据：坐面高度40-42 坐面宽度40-48 坐面深度47 靠腰长575 坐面角度1.5 靠背角度95-135使用体验：坐面较为舒适，靠手舒适，背直是靠背舒适，但靠背塑料较硬，有不适感，调节方便。

人机工程学论文座椅的人机工程分析赵亚辉2012/12/9座椅在人们生活中工作中扮演着极其重要的角色，但是你对每一种座椅的设计合理性又了解多少呢？你是否思考过不同的座椅设计会对你的健康带来不一样的影响呢？摘要本文从人体坐姿生理学和生物力学的角度出发，分析了座椅对于人们身体的影响，同时介绍了现有的一些新式座椅，旨在让人们更加了解座椅对人们健康的影响，启发人们发挥想象力发明出更加健康舒适的座椅。

关键词健康座椅新式1、座椅与人体健康1.1 座椅设计的主要依据坐姿时人体比较自然的姿势，它有很多优点。

当人站立时，人体的足踝、膝部、臀部和脊椎等关节部位受到静肌力的作用，以维持静立状态；而人坐着时，可免除这些肌力，减少人体消耗，消除疲劳。

坐姿比站姿更有利于血液循环，站立时血液和体液会向下肢积蓄；而坐着时，肌肉组织松弛，使腿部血管内血液静压降低，血液流回心脏的阻力减小。

坐姿还有利于保持身体的稳定，这对精细作业更加适合。

在脚操作场合，坐姿保持身体处在稳定的姿势，有利于作业，因而坐姿时最常采用的工作姿势。

目前大多数办公室工作人员、脑力劳动者、部分体力劳动者都采用坐姿工作。

随着技术的进步，愈来愈多的体力劳动者也将采用坐姿工作。

1.2 坐姿生理学1.2.1脊柱结构在坐姿状态下，支持人体的主要结构是脊柱、骨盆、腿和脚等。

脊柱位于人体背部中线处，有33块短圆柱状椎骨组成，包括7块颈椎、12块胸椎、5块腰椎和下方的5块骶骨及四块尾骨组成，相互间由肌腱和软骨连接，腰椎、骶骨和椎间盘及软组织承受坐姿时身上大部分负荷，还要实现弯腰扭转等动作。

对着及而言这两部分最为重要。

正常的姿势下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨时则后凹。

在良好的坐姿状态下，压力适当地分布于各椎间盘上，肌肉组上承受均与的静载荷。

当处于非自然姿势时，椎间盘内压力分布不正常，产生腰部酸痛、疲劳等不适感。

1.2.2腰曲弧线脊柱侧面有四个胜利弯曲，颈曲、胸曲、腰曲、骶曲。

其中与坐姿舒适性直接相关的是腰曲。

汽车中的座椅是影响驾驶和乘坐舒适程度的重要设施，而驾驶员的座椅就更为重要。

舒适而操纵便利的驾驶座椅，可以削减驾驶员乏累程度，降低故障的发生率[1]。

汽车驾驶员座椅设计优劣和否干脆关系到驾驶质量。

本文以人因分析为手段，以设计出公道的驾驶座椅来满足驾驶员人体平安、舒适为设计目标，得到结论：驾驶座椅平安性设计应着重考虑人（驾驶员）坐姿生理特性及人体对车内振动、微天气的反应等两大方面。

并从主动平安性设计、被动平安性设计两个方面详尽分析了驾驶座椅平安性设计的思路。

1. 人—座椅系统平安性设计中人的因素分析任何系统事实上都是人机系统，人机系统包括人、机、环境三个方面[2]。

明显驾驶员-座椅也属于人机系统探讨的范畴。

人机系统的平安模式多以人的行为为主体，即以人为本。

对人机系统的探讨始于其次次世界大战。

在设计和运用高度困难的军事装备中，人们逐步熟悉到必需把人和机器作为一个整体，在系统设计中必需考虑人的因素。

1.1 人（驾驶员）坐姿生理特性分析（1）坐姿时脊柱形态人坐着时，身体主要由脊柱、骨盆、腿和脚支承。

脊柱位于人体的背部中心，是构成人体的中轴。

人处于不同的坐姿时，脊柱形态不同，只有座椅的结构和尺寸设计使驾驶员的脊柱形态接近于正常自然状态，才会削减腰椎的负荷以及腰背部肌肉的负荷，防止驾驶乏累发生。

（2）坐姿体压分布当座椅上的人处于坐姿状态时，人的身体重量作用于座垫和靠背上的压力分布称作坐姿的体压分布[3]。

可见，坐姿体压分布包括座垫上的体压分布和靠背上的体压分布两部分。

①座垫上的体压分布依据人体组织的解剖学特性可知，坐骨结节处是人体最能耐受压力的部位，适合于承重，而大腿下靠近表面处因有下肢主动脉分布，故不宜承受重压。

据此座垫上的压力应依据臀部不同部位承受不同压力的原则来分布，即在坐骨处压力最大，向四周慢慢削减，自大腿部位时压力降至最低值，这是座垫设计的压力分布不匀整原则。

图1为坐姿时座垫上的体压分布[4]。

图 1坐姿时座垫上的体压分布②靠背上的体压分布靠背上的体压分布也以不匀整分布，压力相对集中在肩胛骨和腰椎两个部位。

座椅设计1、通过在网上调查，经过整理椅子的种类，按照坐姿动机可以将椅子分为三类：2.作业场所的工作椅稳定性是主要因素，腰部应有适当的支持，重量要均匀分布于座垫(或座面)上，同时要适当考虑人体的活动性，操作的灵活性与方便等。

1.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。

二、座椅设计细则我国人体基本尺寸测量尺寸名称性别坐高尺寸（mm）三、我的设计下面是我设计的一款多用椅，可以是书房里用的椅子，也可以是休闲椅。

上面是椅子本身，虽然考虑了人机工程学的因素，但是造型过于僵硬，所以一般是搭配着坐垫腰靠来使用。

考虑到运输成本问题，这里将这个椅子设计成可拆卸的，所以在运输时降低了成本。

椅子的尺寸图为：设计说明：这款椅子是书房里用的椅子。

材料为花梨木和钢化玻璃。

黄花梨是中国家具（特别是明清家具）的主要材料，能很好地展示出中国传统家具的风格。

钢化玻璃的厚度是1.5厘米，材料本身不易碎，所以不用担心会被坐碎。

座椅的造型上很大程度上沿用了明清时期的座椅，但是融合了古香古色的雕窗镂空元素。

就材料造型来讲，这款椅子走的是中国风。

但是，还是有现代风格在其中的。

现在比较流行在网上购物，这样使搬运的成本增多，所以我设计了一个可以拆卸拼装的椅子。

椅子分为四个部分，彼此靠榫连接在一起。

这样会降低搬运的成本。

座椅的尺寸都是参考人机工程学图表进行设计的，书房里的椅子可以划分为休息用的椅子，座高为38—45cm，这里的尺寸为39cm。

座宽为40cm,座深为30cm,座高加上腰靠的高度为78cm,这里设计的高度为79cm。

按照人机工程学参数，座面倾角：休息椅19—20度，6.靠背角度：103一112度，但是这里没有设计座面倾角，因为考虑木质材料、玻璃材料加工成曲面成本会增高。

现在的腰靠坐垫U型枕等做得也不错，并且保暖，所以这款椅子应该和腰靠坐垫搭配使用。