人机工程学分析--座椅设计

人机工程学课程设计——公共座椅的设计学院：艺术与设计学院班级：姓名：学号：指导教师：张博摘要随着我国经济的迅速发展，公共设施也趋于完善，不仅是现代家具还是公共设施如座椅连廊的设计正趋于技术上先进、工艺上可行、经济上合理、款式上美观等方向发展。

对他们的设计就是设计一种新的生活方式、休闲方式、娱乐方式。

设计正在朝着由物质上的到精神上的转变，现代公共设施正朝着由实用、结实向多功能、舒适、装饰、休闲等方向发展。

公共座椅首先是尺寸的确定，严格按照人机工程学来讲，休息和休闲座椅的各部分都在向着最佳尺寸的方向去发展和设计。

通过日常生活中我们的观察和体验，很明显其中有些数据并不符合人机工程学尺寸要求，因为考虑到座椅的使用环境，其功能是为来往的人暂时性的休息提供方便，，因此在设计上并没有严格按照人机工程学尺寸来确定其所有尺寸。

在色彩上，由于色彩对人的心理和生理产生影响，不同的消费群体对色彩的偏好(年龄差异，地域差异，性别差异等)均有所差异，具体使用环境以及设计形态的表达都是设计中色彩确定的影响因素。

公共座椅的受众人群较为宽泛，所以不能单纯的去迎合某一特定人群而确定，因此需要根据具体的使用环境来具体确定。

现代人的需求已不仅仅是停留在“实用”的层面上，人们更多追求的是具有丰富文化内涵和精神满足，他们需要的是有时代特征的并能满足自身心理诉求的产品。

人机工学是设计中的应用原则与尺度考量，随着现代生活方式的急速转变，人们对于时尚的态度和对潮流的把握使得家具等设施的设计有了更多发展的空间和变通的余地。

在设计中，我们应该把握好人机工学与设计的关系，建立起一种理性与感性相互融合、借鉴、协调的产品设计思想才是顺应时势与时俱进的正确应对法方法。

关键词：公共设施座椅人机工程使用环境目录摘要................................................... 错误！未定义书签。

目录. (1)第一章绪论 (4)1.1 公共座椅的研究现状 (4)1.2户外公共座椅功能尺寸设计 (4)第二章公共座椅的基础知识 (6)2.1公共座椅的分析 (6)2.1.1公共座椅的市场分类 (6)2.1.2公共座椅的分析划分 (6)2.1.3公共座椅的发展历史 (7)第三章产品分析 (9)3.1 产品形态分析 (9)3.2 产品的色彩搭配分析 (9)3.3产品结构分析 (9)3.4产品功能分析 (9)3.5产品人机工程学分析 (9)第四章产品设计说明 (15)4.1 尺寸图 (15)4.2 情景图 (16)4.3 效果图 (17)4.4爆炸图 (17)4.5软件建模图 (18)4.6 渲染图 (18)总结 (20)参考文献 (21)第一章绪论1.1公共座椅的研究现状现在的公共座椅为了在形态和情趣上寻求一种设计的新颖感，在创意上的突破已经使人们在潜意识中接受，但是对人机工程的的注重程度就更加需要在形态造型的基础上寻求符合了。

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。

⼈机⼯程学椅⼦分析
办公椅和休闲椅设计分析
14⼯设1 张嘉璇2014094543024
办公椅
该⼯作椅装有轮⼦，可以在⽔平⽅⾯上任意移动，并且它能绕轴作360度的旋转，能让使⽤者随意调整⾃⼰的⼯作⾓度。

除此之外，它的靠背也基本符合⼈的背部曲线，能带给使⽤者⼀定的舒适度。

但这款椅⼦也存在⼀定的缺点：这款椅⼦的腰撑不能向前移动，这样就不能保证直坐的坐姿，从⽽导致⼈的背部后倾或弯曲⽽失去理想坐姿。

休闲椅
该椅⼦⾓度完美的后脚⽀撑起了整个屁股的重量和摇椅与地⾯接触时的滑动平衡。

⼀般妇⼥在孕育时会⽐较偏爱摇椅，因为摇椅能缓解孕期渐次明显的背痛。

除此之外，摇椅有规律的律动摇晃能缓解⼈⼀天⼯作后的劳累，从⽽让⼈放松下来，让⼈更快
地进⼊梦乡。

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。

浅谈人机工程学与座椅设计“坐”与“座”, 因为要坐所以才会有了座,这是需求与诞生的关系。

看当今的座椅设计,已不再仅仅的满足其坐的功能性和造型的艺术性,对于无论是以休息为目的的安乐椅还是要求高效率的工作椅来讲，都需要与人机相结合,这样才能设计出舒适的座椅。

下面就浅谈一下人机工程学与座椅设计的联系.人体在正常的姿势下，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（见图一）。

而当人的身体处于非自然姿时，椎间盘内压力分布不正常，形成压力，压迫中枢神经,产生腰部酸痛、疲劳等不适感（见图二）。

图一图二前面讲到了不同的坐姿对人体脊椎的影响，众所周知，人们感知是否疲劳是源于肌肉活动的多少，那么不同的坐姿对人体的肌肉活动度有什么影响呢?有实验证明：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。

以上种种实验分析说明座椅的设计与人机工程学是分不开的。

下面就休息椅和工作椅来分别谈一下在考虑人机的情况下其座椅设计需要注意的细节。

一、座高适当的座高应使大腿保持水平，小腿垂直，双脚平放于地面。

具体来讲休息用休息椅座高在38—41cm左右，而工作椅是在43—50cm 之间，休息椅应使腿能向前方伸展，以放松肌肉，也有助于身体的稳定，而工作椅需要使人以较直立的姿势坐于其上，双脚平放于地面，故其座高比休息椅稍大。

因为工作椅的高度显然与作业面高度有关，工作椅最好高度可调，以适应不同作业者。

二、座宽座宽必须能容纳身材粗壮的人，一般设定为43—45cm。

对单人使用的座椅，参考尺寸是臀宽，以女性群体尺寸上限为设计根据；对成排相邻放置的座椅，如剧场观众椅，则座宽应以肘间距的群体上限位为设计基准，以避免拥挤压迫感。

当然座宽不宜太大，若座宽太大双臂得不到支撑，肩部会引起疲劳不适感（如图三）。

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。

座椅设计一、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：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。

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。

3.多用椅这类座椅以多种功能为设计重点。

它可能与桌子配合，可能是工作、休息兼用，也可能是作为备用椅可以折叠收藏起来。

二、座椅设计细则我国人体基本尺寸测量尺寸名称数据（mm）测量尺寸名称数据（mm）性别男女性别男女坐高958 809 肩宽469 363 坐姿颈椎点高641 518 坐姿臀宽355 310 坐深494 401 小腿加足高448 342根据《工作座椅一般人类工效学要求》给定的工作座椅主要参数参数数值座高（mm）360-480座宽（mm）370-420座深（mm）360-390腰靠长（mm）320-340腰靠宽（mm）200-300腰靠厚（mm）30-501.座高：休息用安乐椅38—45cm，工作椅43—50cm2.座宽：43—45cm3.座深：休息用椅40—43cm，工作用椅35—40cm4.座面倾角：休息椅19—20度，工作椅小于3度5.靠背的高度与宽度a.因为人体背部处于自然形态时最舒适，此时腰椎部分前凸，座椅设计要从座面与靠背之间的角度和适当的腰椎支持来尽力保证。

成年人腰椎部中心位置约在座位上方23—26cm处，腰椎支点应略高于此尺度，以支持背部重量。

b.靠背由肩靠和腰靠两部份构成，大部份工作场合，腰靠最主要。

c.靠背的最大高度可达48—63cm，最大宽度可达35—48cm。

靠背的尺寸主要由臀部底面到肩部的高度(决定靠背高)和肩宽(决定靠背宽)有关，确定高度时还必须计入座椅的有效厚度。

d.为了使背部下方骶骨和臀部有适当的后凸空间，座面上方与靠背下部之间应有凹入或留一开口部分，其高度至少为12.5—20cm6.靠背角度：103一112度7.扶手高：座垫有效厚度以上21—22cm8.椅垫a.人体在坐姿状态下，与座面紧密接触的实际上只是臀部的两块坐骨结节，其上只有少量的肌肉，人体重且的75％左右由约25cm2的坐骨周围的部位来支承，这样久坐足以产生压力疲劳，导致臀部痛楚麻木感。