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第4章作业器具设计4.1 手握式工具设计4.1.1. 手握式工具设计的生理学基础手是人类最重要的运动器官之一，日常生活、工作中的大多数活动需要通过手或者手的配合来完成。
人的双手能做复杂而灵巧的捏、握、抓、夹、提等的动作，有极其精细的感觉。
人手是由骨骼、肌肉、神经、韧带、血管等组成的复杂结构。
前臂内部包括尺骨、桡骨等主要的骨骼，其相互交错可完成手腕的旋转；手腕结构中主要是一快腕骨，其转动使人的手腕可做两个轴向的运动，在垂直面上为掌屈/背屈（Palmar flexion/Dorsiextension），其中背屈可达75°～80°，掌屈为85°～90°；在水平面上则为尺偏与桡偏（Unlnar deviation/Radial deviation），其中尺偏可达35°～37°，桡偏可达15°～20°（图4.1）；人的手掌主要由两组肌肉组成，一个是拇指屈肌和外展肌组成的肌群，一个是小指屈肌及展肌组成的肌群，在两个肌群指间有一条沟壑，这条沟内是人手主要神经和血管的通道；手指的结构则相对比较简单，每个手指包括三个指节，并在一定范围内可以作横向的展开。
图4.1 腕关节动作状态4.1.2. 手握式工具设计的基本原则（1）保持手腕处于顺直状态手腕顺直操作时，腕关节处于正中的放松状态。
但当手腕处于掌屈、背屈、尺偏等别扭的状态时，会使腕部酸痛、握力减小。
如长时间这样操作，会引起腕道综合症、腱鞘炎、肱骨外踝炎（网球肘）等症状。
把手弯曲式的工具可以降低疲劳，容易操作，对于腕部有损伤者特别有利。
（图4.2）一般认为，将工具的把手与工作部分弯曲10°左右效果最好。
（2）减轻掌部组织所受压迫操作手握式工具时有时需要施加相当的力，如果工具设计不当，会在掌部和手指处造成很大的压力，妨碍血液在尺动脉的循环，引起局部却血，导致麻木、刺痛感等。
手把设计应具有较大的接触面，使压力能分布于较大的手掌面积上，减少应力；或者使压力作用于不太敏感的区域，如拇指与食指之间的虎口位置。
作業空間與用具設計作業空間設計的基本要求一行動空間1.保證通行順利,過道的高度至少為1950MM,寬度至少應為630MM.2.操作聯繫方便.3.機器布置合理.4.信息交流暢通,視線暢通.二.心理空間1.人身空間:對接近程度采生及就的空間.2.領域性:固定的作業領域.三.活動空間作業中常用作業姿勢,立姿,坐姿,裝立姿,單腿跪姿以及臥姿等,其活動空間視各人肢體而定.工作區域設計水平工作區域最大工作區域是以肩峰點為軸,上肢完全伸直作回轉運動所包括的範圍.正常工作區域是上臂靠近身體,曲肘,前臂平伸作回轉運動所包括的範圍.五.垂直面作業區域最大工作區域定以為以肩峰點為軸,上肢伸直在矣狀面上移動時,手的移動軌跡所包括的範圍.正常工作區域為上肩自然下垂以撓骨點為軸,前臂在矣狀面上移動時手移動軌跡所包括的範圍..立體工作區域將水平面工作區域和垂直面工作區域結合,上肢在三維空間內運動所包括的立體工作區域圖,舒適工作區域一般介於肩與肘之間的空間範圍內,此時手臂活動路線最短.六.工作區域設計在確定最大工作區域和正常工作時應注意:A.由於人體測量數據是在裸,體體挻直條件下測得的,固定在設計時,必須加以修正.B.根據中指之尖所能達到距離必須在姿勢不同時加以修正.坐姿作業工作面高立姿工作面高度單位:MM坐椅的類型1.工作用椅.2.休息用椅.3.我功能座椅.七.座椅設計1.座椅設計:休息坐椅,可取380~450MM,工作座椅400~480MM,工作坐椅的設計就為要調使其與工作面保持適宜高度,辦公用椅調節範圍為330~530MM.2.椅面寬度:以寬為好,通常以女性臀部第95百分位數設計,一般可取400~450MM,對天扶手椅應不小於500MM.3.椅面深度:椅面深度指椅面的前後距離,通常工作桌椅可取350~400MM,休息椅取14~24度,工作坐椅4~6度.5.靠背的高和寬:工作坐椅,高低采用支撐在腰曲處中低靠背,寬度奇取320~360MM.休息用椅,應采用高靠背並加靠墊,寬度可取350~480MM.6.靠背傾角:工作用椅95~105度,學校用椅可取95~100度,休息用椅105~110度.7.扶手高度:休息用椅扶手設計由椅面壓下處計可取200~230MM,而扶手間距500~600MM,工作用椅一般不設扶手.八.座椅設計時應的問題.1.靠的作業在於支持軀干,而主要在於支持腰部,在靠背下部應留現高125~200M(由椅面計)的一段空隙.2.對於工作用椅,椅腳就設計成5個,並均勻分布在直徑為400~450MM賀固上.3.為減少坐姿時小腿的,應保證小腿有足夠空間對於頻繁起座的座椅,應設置小腳輪.4.椅面材料應透气性好且不打滑,椅面前緣應量弧曲面.九.手握式工具設計1.避免靜態肌肉負荷.2.保持手腕處於順直狀態3.避免掌部組織受過大壓力. 3.避免手指重復動作.十.把手設計1.直徑:著力抓握30~40MM,精密抓握8~16MM.2.長度:合適長度為100~120MM.3.形狀:圓形截面把手較好,但為防止打滑可彩三角形或距形,對於螺絲起子,采用丁字形最佳夾角為60度,把手彎曲最佳角度為10度左右.4.雙把手工具,主要因素是抓握空間,當抓握空間為45~80MM時,握力最大,若兩把手平行時為45~50MM,把手內彎為75~80MM,最大握力應限制在100N左右.5.用手習慣與性別差异.。
《简易木工工具我会用》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本课作业设计旨在通过实际操作，让学生掌握简易木工工具的基本使用方法，增强学生的动手能力和安全意识，为后续的木工制作打下坚实的基础。
二、作业内容1. 理论学习：学生需通过课堂讲解和观看视频，了解简易木工工具的种类、用途及安全使用注意事项。
2. 工具认识：学生需认识并熟悉各种简易木工工具，包括锯子、刨子、锤子等，了解其结构和使用方法。
3. 实践操作：学生需在教师指导下进行实践操作，学会正确使用锯子进行简单的木材切割。
操作过程中需注意安全，遵循正确的姿势和操作方法。
4. 作品制作：学生利用所学的知识和技能，制作一个简易的木制品，如小凳子、简易画架等。
在制作过程中，需注意材料的选取和工具的使用。
三、作业要求1. 理论学习要求：学生需认真听讲，观看视频并做好笔记，确保对工具的种类、用途及安全使用注意事项有充分的理解。
2. 工具认识要求：学生需在课后复习，熟悉每一种工具的名称、特点和使用方法，并能够正确区分不同工具。
3. 实践操作要求：学生在实践操作过程中需严格遵循教师指导，注意安全，保持正确的姿势和操作方法。
如遇问题，应及时向教师请教。
4. 作品制作要求：学生需按照教师提供的图纸或自己的设计，选用合适的材料和工具进行制作。
作品应符合安全标准，结构稳固，外观整洁。
四、作业评价1. 教师评价：教师根据学生的理论学习、工具认识、实践操作和作品制作情况进行评价，给予相应的指导和建议。
2. 同学互评：学生之间可进行互相评价，交流学习心得和经验，共同进步。
3. 自评反思：学生需在完成作业后进行自评反思，总结自己在本次作业中的收获和不足，为今后的学习提供参考。
五、作业反馈1. 教师反馈：教师将根据学生的作业情况，给予针对性的反馈和建议，帮助学生改进和提高。
2. 家长反馈：家长需关注孩子的作业完成情况，与孩子交流劳动技术的体验和收获，鼓励孩子积极参与劳动技术课程的学习。
《简易木工工具我会用》作业设计方案（第一课时）一、作业目标1. 掌握木工工具的使用方法，了解其基本功能和安全注意事项。
2. 培养实践操作能力和观察力，提高手眼协调能力。
3. 树立安全意识，养成良好的劳动习惯。
二、作业内容1. 任务一：制作简易木工工具展示架任务要求：（1）使用手锯（或锯子）将木板切割成合适大小，并拼接成展示架形状。
（2）使用木工凿子将展示架边缘修整光滑。
（3）使用木工榔头将展示架固定在桌面上。
（4）使用安全防护用品（如手套、口罩等）。
2. 任务二：制作简易木工工具收纳盒任务要求：（1）根据木工工具尺寸，设计合适的盒子形状。
（2）使用手锯将木条切割成合适的长度，拼接成盒子框架。
（3）使用木工锤子、凿子等工具将盒子框架修整光滑。
（4）使用胶水或钉子将盒子封口。
3. 注意事项：（1）确保使用安全，遵守安全操作规程。
（2）保持工作区域的整洁，避免木屑等杂物。
（3）记录所用工具和材料，以便老师检查作业完成情况。
三、作业要求1. 独立完成作业，家长不参与或协助制作。
2. 按时提交作业，作业质量应符合要求，无明显错误。
3. 作业完成后，整理好工具和材料，保持整洁。
四、作业评价1. 评价标准：（1）是否正确使用木工工具；（2）制作的作品是否符合要求；（3）安全意识是否到位；（4）完成作品的速度和质量；（5）作业态度是否认真。
2. 评价方式：学生自评、小组互评、教师评价相结合的方式进行。
其中，教师评价为主要依据，结合学生自评和小组互评结果，给出最终成绩。
五、作业反馈1. 学生提交作业后，老师将在课堂上进行作业展示和点评，让学生了解自己的优缺点。
同时，老师也会对学生的反馈进行总结，针对学生提出的问题进行解答和指导。
2. 学生根据老师点评和反馈，及时调整自己的学习方法和态度，进一步提高自己的劳动技能和素质。
同时，也鼓励学生相互交流和学习，共同提高自己的劳动技术水平。
3. 对于作业完成质量较差的学生，老师将进行个别辅导和帮助，确保每个学生都能掌握木工工具的使用方法，达到课程教学目标的要求。
《常见的工具》作业设计方案第一课时一、教学背景与目标本次作业设计旨在帮助学生加深对常见工具的了解，提升其日常生活中的实用技能。
通过本次作业，学生将能够熟练掌握如何正确使用各种工具，并培养他们的动手能力和解决问题的能力。
二、教学内容1. 培养学生认识各种类型的常见工具，如扳手、螺丝刀、榔头等；2. 学习如何正确使用这些工具，并掌握其基本功能和操作方法；3. 练习在实际生活中应用这些工具，解决日常生活中的问题。
三、教学流程1. 导入：通过图片、视频等多媒体形式展示各种常见工具的名称和外观，让学生对这些工具有一个初步的了解。
2. 学习：介绍每种工具的基本功能和使用方法，让学生逐步掌握各种工具的正确使用技巧。
3. 演示：老师现场演示如何正确使用这些工具，并让学生亲自动手尝试操作，纠正他们的错误做法。
4. 练习：让学生在教师的指导下进行练习，使用各种工具解决一些简单的问题，如拧螺丝、钉钉子等。
5. 总结：帮助学生总结这次练习的经验和教训，让他们明白使用工具需要注意的一些事项。
四、作业要求1. 观看示范视频，了解各种常见工具的名称和使用方法；2. 完成练习题目，使用指定的工具解决相应问题；3. 撰写实验报告，总结使用各种工具的经验和感受。
五、考核方式1. 练习成绩：按照学生的操作技巧和解决问题的能力评分；2. 实验报告：评分内容包括使用工具的方法是否正确、解决问题的效果如何以及对使用工具的感想等。
六、教学评价通过这次作业设计，学生将能够掌握各种常见工具的使用方法，提升其实用技能和解决问题的能力；同时，学生的动手能力和观察力也将得到有效的锻炼。
七、结语《常见的工具》作业设计方案旨在培养学生的实用技能和动手能力，帮助他们更好地适应现代社会的要求。
希望通过这次作业，学生能够收获知识和技能的同时，更重要的是提升他们的综合素质和解决问题的能力。
愿学生们在未来的学习和生活中能够更加自信、勇敢地面对挑战，展现出自己的才华和能力。
《简易木工工具我会用》作业设计方案（第一课时）一、作业目标1. 认识并熟悉简易木工工具，了解其基本使用方法。
2. 实践操作，尝试完成简单的木工作品。
3. 培养实践操作能力和创新意识。
二、作业内容1. 制作一个简易木工工具展示台，展示台上需摆放木工工具并注明名称。
2. 设计一份与家庭生活相关的木工小制作，如木制笔筒、桌面装饰等。
3. 在家长的协助下，尝试完成一件家庭小木工任务，如修理家具、制作简易桌面等。
三、作业要求1. 确保安全使用木工工具，严格按照使用说明操作。
2. 完成的作品需美观、实用，符合家庭生活需求。
3. 鼓励创新，发挥想象力，尝试使用不同的木工工具和材料。
4. 作业完成后拍照或录像，上传至班级微信群或提交电子版作业。
四、作业评价1. 评价标准：作品完成度、工具使用熟练程度、创新意识等。
2. 评价方式：学生自评、小组互评、教师评价相结合。
3. 教师评价后，将优秀作品在班级展示，并给予适当奖励。
五、作业反馈1. 鼓励学生提出作业中遇到的问题和困难，共同讨论解决。
2. 收集学生对课程的建议和意见，以便改进教学。
3. 通过班级群及时反馈作业评价结果，表扬优秀作品，鼓励进步者。
在本次作业中，学生将有机会亲手接触和使用简易木工工具，熟悉其基本操作方法，并在实践中锻炼自己的动手能力和创新意识。
作业要求部分着重强调了安全使用木工工具的重要性，以及作品的美观实用性和创新性，旨在培养学生的综合素质。
同时，作业评价将采用学生自评、小组互评和教师评价相结合的方式，确保评价的公正性和准确性。
此外，我们还鼓励学生提出作业中遇到的问题和困难，以便我们更好地了解学生的学习情况，及时调整教学策略。
同时，我们也将收集学生对课程的建议和意见，以便不断改进和完善我们的教学工作。
通过及时反馈评价结果，我们可以表扬优秀作品，鼓励进步者，同时也可以让未达标的学生了解自己的不足之处，明确努力方向。
希望通过本次作业，学生们能够更好地掌握简易木工工具的使用方法，提高自己的实践操作能力和创新意识，为未来的学习和生活奠定坚实的基础。
工位器具设计方案工位器具是指办公室、车间、实验室等工作场所中用来存放、支撑和操作办公用品和工作工具的设备和家具。
设计一个合理的工位器具方案可以提高工作效率，增加工作舒适度和安全性。
下面是一个700字的工位器具设计方案示范：工位器具设计方案为了提高员工的工作效率和工作环境的舒适性，我们设计出了一个合理的工位器具方案。
该方案涵盖了以下几个方面的设备和家具：1. 办公桌和椅子：我们选择了宽敞的办公桌和舒适的椅子。
办公桌采用了L形设计，以提供足够的工作区域。
椅子具有可调节高度和可倾斜背部的功能，以确保员工能够找到合适的工作姿势。
2. 文件柜：在每个工位旁边设置一个文件柜，方便员工存放和组织重要文档和文件。
文件柜采用了锁定功能，以保护机密信息的安全。
3. 台灯：每个工位上都有一个台灯，以提供额外的照明。
台灯具有可调节灯光亮度和灯色的功能，以满足不同员工的需求。
4. 监视器支架：为了使员工更方便地使用电脑和显示器，我们为每个工位设计了一个监视器支架，将显示器抬高放置，以提高视野。
5. 储物架：在工位侧面的墙上设置了储物架，用于存放员工的个人物品和办公用品。
储物架具有多层和可调节高度的功能，以适应不同尺寸和重量的物品。
6. 防护屏风：在每个工位之间设置了防护屏风，以提供一定的隐私性和噪音隔离。
7. 公共区域家具：为了员工能够放松休息和进行团队交流，我们设置了一个舒适的休息区和一个会议室。
休息区配备了柔软的沙发和咖啡桌，会议室配备了会议桌和椅子。
通过以上设计方案，我们可以提高员工的工作效率和工作环境的舒适性。
每个员工都能够找到合适的工作姿势，并且能够方便地存放和组织文件和个人物品。
公共区域的设施也能够满足员工的休息和团队交流的需求。
我们相信这个工位器具设计方案能够为员工创造一个舒适、高效的工作环境。
第4章作业器具设计4.1 手握式工具设计4.1.1. 手握式工具设计的生理学基础手是人类最重要的运动器官之一，日常生活、工作中的大多数活动需要通过手或者手的配合来完成。
人的双手能做复杂而灵巧的捏、握、抓、夹、提等的动作，有极其精细的感觉。
人手是由骨骼、肌肉、神经、韧带、血管等组成的复杂结构。
前臂内部包括尺骨、桡骨等主要的骨骼，其相互交错可完成手腕的旋转；手腕结构中主要是一快腕骨，其转动使人的手腕可做两个轴向的运动，在垂直面上为掌屈/背屈（Palmar flexion/Dorsiextension），其中背屈可达75°～80°，掌屈为85°～90°；在水平面上则为尺偏与桡偏（Unlnar deviation/Radial deviation），其中尺偏可达35°～37°，桡偏可达15°～20°（图4.1）；人的手掌主要由两组肌肉组成，一个是拇指屈肌和外展肌组成的肌群，一个是小指屈肌及展肌组成的肌群，在两个肌群指间有一条沟壑，这条沟内是人手主要神经和血管的通道；手指的结构则相对比较简单，每个手指包括三个指节，并在一定范围内可以作横向的展开。
图4.1 腕关节动作状态4.1.2. 手握式工具设计的基本原则（1）保持手腕处于顺直状态手腕顺直操作时，腕关节处于正中的放松状态。
但当手腕处于掌屈、背屈、尺偏等别扭的状态时，会使腕部酸痛、握力减小。
如长时间这样操作，会引起腕道综合症、腱鞘炎、肱骨外踝炎（网球肘）等症状。
把手弯曲式的工具可以降低疲劳，容易操作，对于腕部有损伤者特别有利。
（图4.2）一般认为，将工具的把手与工作部分弯曲10°左右效果最好。
图4.2 握柄弯曲的手握式工具（2）减轻掌部组织所受压迫操作手握式工具时有时需要施加相当的力，如果工具设计不当，会在掌部和手指处造成很大的压力，妨碍血液在尺动脉的循环，引起局部却血，导致麻木、刺痛感等。
手把设计应具有较大的接触面，使压力能分布于较大的手掌面积上，减少应力；或者使压力作用于不太敏感的区域，如拇指与食指之间的虎口位置。
（图4.3）如果没有特殊作用，把手上最好不留指槽，因为人体尺度不同，不合适的指槽可能造成某些操作者手指局部的应力集中。
图4.3 减轻掌部组织所受压迫的手握式工具（3）避免手指重复动作反复用食指操作扳机式控制器，会导致狭窄性腱鞘炎（扳机指）。
设计时应尽量避免食指做这类动作，可以用拇指或指压板代替。
（图4.4）拇指由局部肌肉控制，重复拇指动作比重复食指动作的危害性小一些。
对于拇指，应尽可能避免过度伸展，而多个手指则可分散用力。
图4.4 用拇指或多个手指控制的手握式工具4.1.3. 把手设计把手是手握式工具与手接触的部分，一般由掌面与手指周向抓握。
把手直径取决于工具的用途与手的尺寸。
一般而言，着力抓握的把手比较合适的直径是30～40mm，精密抓握的把手比较合适的直径是8～16mm。
把手长度主要取决于手掌宽度。
根据第5百分位女性到第95百分位男性数据，掌宽一般在71～97mm之间，合适的把手长度为100～125mm。
把手的截面形状也应根据作业性质考虑。
对于着力抓握，把手与手掌的接触面积越大，则压应力越小，因此圆形截面把手较好。
为了防止与手掌之间的相对滑动，可以采用三角形或矩形截面的把手，这样也可以增加工具放置时的稳定性。
为了增大摩擦，并使手感舒适，把手上经常会设置各种槽纹、凸起，还可以使用皮革、橡胶等质地较软的材料。
双把手工具（如剪刀、老虎钳）设计时还需要考虑抓握空间。
当抓握空间宽度为45～80mm时，抓力最大。
为适应不同的使用者，最大握力应限制在100N左右。
此外，人在使用工具时，用手有习惯性，约90％的人惯用右手，10％的人惯用左手。
男女使用工具的能力也有不同，女性约占人群的48％，平均手长约比男性短2cm，握力只有男性的2/3。
这些设计时都应加以考虑。
4.2 工作座椅设计座椅按照用途的不同可分为三类：简易座椅，如板凳；工作座椅，如办公室或操作场所座椅，多用于长时间就座；休息座椅，适用于客室、休息室及各种交通工具的乘客用椅。
以下以工作座椅为代表探讨座椅的人机工程设计。
4.2.1. 坐姿与工作座椅设计的生理学基础坐姿是经常使用的工作姿势，相对于站姿和其它工作姿势具有明显优点：坐姿可以减轻人体足踝、膝部、臀部和脊椎等关节部位所受的静肌力作用，减少人体能耗、消除疲劳；坐姿比站姿更有利于血液循环；坐姿还有利于保持身体的稳定，更适合静态作业、精细作业和脚操作场合。
工作座椅直接影响着坐姿，工作座椅的设计需要考虑以下人体生理学基础：（1）脊柱形态坐姿时人体的支撑结构为：脊柱、骨盆、腿和脚，其中脊柱最关键。
脊柱由33块脊椎骨靠复合韧带和介于其间的椎间盘连接组成，从侧面观察有四个生理弯曲，即颈弯、胸弯、腰弯及骶弯，保证腰弧曲线的正常形状是获得舒适坐姿的关键。
（图）分析腰椎的变形，可以发现当腰部支承在靠背上，使躯干与大腿间呈115°角时腰椎的弯曲与自然形态最接近，是最舒适的姿势；上体取铅直姿势时，不使用腰部支承反而比腰部支承有利，担长时间坐姿时，为了了能将腿前伸而得到休息，还是应有腰部支撑；为使坐姿下腰弧曲线变形最小，座椅应在腰椎部提供两点支承，第一支撑应位于第5、6胸椎之间，相当于肩胛骨的高度，称为肩靠，第二支承应位于第4、5节腰椎之间的高度上，称为腰靠，合理的腰靠应该使腰弧曲线处于正常的生理曲线。
图4.5 脊柱形态（2）肌肉活动度脊椎骨依靠肌肉和肌腱连接，一旦脊椎偏离自然状态，肌腱组织就会受到拉力或压力，使肌肉活动度增加，导致疲劳酸痛。
根据研究，在挺直坐姿下，因为腰椎前向拉直使肌肉组织紧张受力，腰椎部位肌肉活动度高，提供靠背支承腰椎后活动度则明显减小；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。
（3）体压分布人体结构在骨盆下方有两块圆骨，称为坐骨结构。
人体坐骨粗壮，能比周围的肌肉承受更大的压力；而大腿底部有大量血管和神经系统，压力过大会影响血液循环和神经传导而导致不适。
所以座垫上的压力应按照臀部不同部位承受不同压力的原则来设计，即在坐骨处压力最大，向四周逐渐减少，至大腿时压力渐至最低值。
（图4.6）图4.6 理想体压分布曲线（102Pa）（4）体态平衡人的坐姿并不是固定不变的方式，还包括通过改变坐姿来压力分布、缓解肌肉疲劳，同时根据坐姿的变化不断地保持身体平衡的动作。
坐姿的调节和自发稳定坐姿的动作同属体态平衡，即就座者达到变化和稳定时的中间过程。
由于坐姿有各种特征，所以由变化到平稳的活动类型就会不同。
因此，座椅的设计必须能够满足这种平衡要求，使就座者能灵活、平稳地进行体态自动调节。
4.2.2. 工作座椅设计的基本原则①座椅的样式和尺寸应适宜人体尺度和坐姿；②座椅要适于就座者的体位并保持其稳定；③座椅要适于就座者保持不同姿势和调节坐姿的需要；④靠背的结构和形状要尽可能减少就座者背部和脊柱疲劳；⑤座椅上应配有适当质地的座垫以改善臀部及背部的体压分布。
4.2.3. 工作座椅人机工程设计我国1994年7月1日开始实施的GB／T 14774－1993《工作座椅一般人类工效学要求》给出了一般工作场所（含计算机房、打字室、控制室、交换台等场所）坐姿操作人员使用的工作座椅的术语、结构型式、主要尺寸和一般人类工效学要求。
工作座椅设计需要考虑的重要因素包括座高、座宽、座深、腰靠等。
（1）座高座高又称座面高，是指坐骨下支点的臀部到地面的高度。
就座者穿着规定的工作服装和鞋子，就座后两脚平放于地板上，小腿与地板垂直，大腿下缘处处于与座面平行的位置，这时的座面高，即为工作座椅座面的恰当高度。
为了避免座面前缘压迫大腿导致血液循环不畅，座椅的高度一般不应超过小腿较短的人所适应的高度。
根据中国成年人人体尺寸，我国的工作座椅座面高a取360～480mm为宜。
为适应不同人体尺寸的需要，工作座椅可以设计为座高可调的结构。
（2）座宽考虑到男女肥胖者的需要，座宽一般依据女性中第95百分位的臀宽尺寸设计。
无扶手的工作座椅座宽b应在370～420mm之间，推荐值为400mm。
扶手座椅的座宽应不小于50mm。
（3）座深座深应保证就座者在各种坐姿下靠背能够支承腰部，避免座深太大导致弓腰才能靠到椅背，或座深太小导致大腿失去支承。
我国的工作座椅座深c应取360～390mm为宜，推荐值为380mm。
（4）座面倾角座面倾角是指座面前端翘高之后，座面相对于水平面的夹角。
座面向后倾斜的座椅会使就座者自然地后倚，通过靠背的支承减少背部肌肉承受的静负荷，还可以防止就座者从座面上滑落。
工作座椅的后倾座角α取0°～5°为宜，推荐值为3～4°。
（5）腰靠靠背可以帮助脊柱保持正常、轻松的姿态，其形状和角度是重要的参数。
根据GB／T 14774－93，腰靠长d应在320～340mm之间（推荐值330mm），腰靠宽e应在200～300mm 之间（推荐值250mm），腰靠厚f应在35～50mm之间（推荐值40mm），腰靠高g应在165～210mm之间，腰靠圆弧半径R应在400～700 mm之间（推荐值550mm），倾覆半径r应为195mm，腰靠倾角β应在95º～115º之间（推荐值110º）。
（以上参数所示意义见图4.7）图4.7 一般工作座椅结构形式此外，工作座椅的人机工程设计还要考虑坐面、腰靠、支架、扶手等各部分的要求，具体可参见GB／T 14774－1993。
4.2.4. 典型的工作座椅设计1. 古代的工作座椅设计对于座椅的人机工程设计，早在数千年前就不自觉地开始了。
古埃及的工匠们工作时使用的小凳，一般有三条外叉腿，坐面呈弧形凹陷，人坐在上面，后部翘起部分正好支在骶部，比较舒服（图4.8）；古希腊和古罗马继承并发展了古埃及坐具文明的成就，其代表作克里斯莫斯椅（klismos chair），优美的线条从力学的角度看是科学的，从舒适的角度看也是优秀的（图4.9）。
2. 适应人体尺度的工作座椅设计现代人机工程学后，座椅的设计开始建立在人体测量的基础上。
1948年瑞典整形外科医生阿盖布罗姆（Bengt Akerblom ）出版专著《站与坐的姿势》，系统地论述了人体不同姿态对肌肉及关节的影响，1954年他完成了著名的阿盖布罗姆座椅靠背曲线，并基于此展开了符合人机工程的座椅设计。
（图4.10）许多国家在上世纪70年代已经将座椅研究的成果制定成标准，指导工业生产，包括：学校课桌椅、办公用椅、工作座椅、飞机座椅、汽车座椅、火车座椅等，如我国的GB ／T 14774-1993《工作座椅一般人类工效学要求》、GB/T 3976-2002《学校课桌椅功能尺寸》等。
