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摘要:睡眠是生命中不可忽略的一个重要部分，舒适的床及相关器物不但能让我们拥有良好的睡眠，而且对于我们的身体也大有好处，现今的学生用床存在着各种缺陷，对学生的生活、学习产生了不可佰的影响，为此本论文将研究人体睡姿的生理特点和生理尺度，使设计的学生用床适合人的生理结构，使用舒适、安全。
方法以“人的因素”为主线，运用人体测量学、人机工程学，通过对学生用床存在的缺陷进行研究和分析，进而探讨学生用床的人机系统设计，改良设计方法。
关键词学生用床及相关器物人机工程目录1、调查分析 (3)2、床的长度的分析与改进 (4)3、床的宽度的分析与改进 (4)4、放置衣服位置的设计 (5)5、改进床与天花板间的距离 (6)6、爬梯的改进 (7)7、防护栏的改进 (8)8、床上电源的改进 (8)9、基于Autodesk Inventor软件的建模 (9)10、小结 (11)11、参与文献 (12)正文1、调查分析为了研究现在的床及其用具的缺陷，我对学校华山区的宿舍进行了抽样调查，通过调查我了解到学校宿舍大多数是六人间，床铺均为下层是书桌，上层是床铺（如图1）。
图1根据抽样调查结果，我得到了以下宿舍床位及其相关器具的缺陷：1、床的长度不足够，特别是冬天被子都放在床上时摆放位置不够，夏天摆放风扇时长度不够而造成脚容易碰到风扇。
2、床的宽度不够，不能满足翻身的要求和人体睡姿的生理特点。
3、床上缺少摆放衣服的地方。
4、学生比较喜欢把手机放在床上当作闹钟使用，但是却缺少一个摆放手机的地方，有时睡觉的时候容易把手机压到身体下面而损坏手机，更对身体造成伤害。
有时小物品会从床与墙之间的间隙中掉到地上。
5、床与天花板的距离较少，容易碰到头，缺少提醒提示标语和防护措施。
6、床爬梯竖直设计，爬上床去要花费一定的力气，对于力气少的女生，受伤的人和有生理障碍的人造成了极大的不便。
7、防护栏其高度过低，被子和其他的床上用品容易掉下来。
8、床上缺少使用电源，风扇等电器产品使用起来不方便。
基于人体工程学的床品造型及面料的配套设计随着人们生活的富足和社会文明的发展,人们对床上用品的造型、美感和舒适性的要求也大大提高。
现代床上用品的设计理念也重新注入了健康因素,基于人体工程学的床品消费成为新时代的一个主要特征。
本论文重点研究床上用品在使用中与人体的生理关系,根据人体工程学的原理,总结了一些定量的理论数据,进行了一系列床上用品(主要是抱枕靠枕)的造型创新设计,包括一个睡枕、一个靠枕、一个头靠及一个抱枕。
睡枕的造型是符合人体工程学的S型曲面,靠枕在使用时能使人体背部形成110°倾斜角,靠枕略倾斜与头靠组合使用时能使人体背部达到127°左右的倾斜角,这些角度均符合人体工程学对背部舒适度的要求,大大提升了使用的舒适性。
以“回归本真”为主题,进行了面料图案色彩的配套设计。
图案的表现形式来自于自然界的树叶,简洁的图案配上清新的颜色,创作出严谨而生动的花纹,体现了古典主义风格。
面料用高档舒适的全真丝织造,再配以相应的工艺规格设计,开发了一整套造型符合人体工程学原理的床上用品。
基于人机工程学的儿童家具设计摘要：随着社会的发展，孩子在家庭中占据着中心位置，儿童用品的需求量与日俱增。
然而目前市场上的儿童产品大部分却并不利于儿童的成长。
针对这一现象，以儿童家具设计研究为例，基于人机工程学理论的设计评价标准，通过对儿童的生理、心理特征的剖析，论述了人机工程学的核心思想和相关理论在儿童家具设计中的应用，进而通过人机工程学中的“人——机——环境”三方面因素对儿童家具设计研究中存在的问题进行了探讨，试图为今后儿童家具设计提供借鉴和指导。
关键词：人机工程学儿童儿童家具设计1 引言现代家庭多为两代、三口之家或者三代、五口之家，孩子占据着中心位置，成为家庭物质生活和精神生活的重要消费者。
随着工业时代的发展，信息时代的飞跃，人们的住房水平有了显著的提高，家长都要划分出独立的房间给孩子作为儿童房，于是与这一空间相配套的儿童家具也就在从家长和孩子殷殷期盼中孕育而生。
最近的一项国内城市家具市场调查表明，我国16岁以下儿童有3亿多，其中6岁以下的1.71亿，7岁～16岁的达1.71亿，占全国人口的四分之一。
可以预见，儿童家具将在今后的几年至几十年中成为家具市场中的消费热点之一，其市场的发展空间将十分广阔。
但是目前国内儿童家具在家具市场中却存在如下严重问题：一是产品结构不合理。
市场上以中童家具、大童居多，婴儿家具、幼童家具、小童家具以及青春期家具均以偏少的局面出现，造成了细分市场不充分，消费者选择范围较低窄。
二是产品设计水平良莠不齐。
近年来大多儿童家具产品风格依然雷同，差异化不明显。
共同的特点是外观略有差异，但家具内部功能单一。
色彩过于鲜艳，不符合色彩的科学适用原则。
只注重了色彩的视觉冲击力，而不懂得色彩对人的危害性，尤其是对儿童的视力和神经发育以及情绪的不良影响。
安全性不够，在设计中重视了造型，而忽略了安全性和便利性，产品的科学性不够，尤其在尺度方面和操作方便性方面，没有得到细致的考虑。
三是研究水平低。
基于人机工程学的宿舍家具改进机制5班201230510518 林海明摘要：在学生宿舍中，主要的家具就是床及桌椅。
本文采用人机工程学的方法，针对宿舍桌子的采光问题，对宿舍的结构进行了设计，针对上下床的梯子存在的一下问题，提出了一种能够安装在梯子上的脚踏结构，针对书柜的空间利用率和桌子的一些设计矛盾，提出了一种新的书桌及书柜结构。
关键词：床桌椅人机工程学1 引言在学生宿舍中，主要的家具就是床及桌椅。
而床是影响学生睡眠质量的重要因素，是学生得到充分休息的关键。
而桌椅则是学生平时在宿舍学习的场所，其尺寸及采光环境直接影响学生的身体。
因此，本文的重点是对床及桌椅的优缺点评价及其提出一些基于人机工程学的改进意见。
2 目前的现状及存在的问题以华南农业大学华山区的宿舍为例，所用的家具为新型组合式宿舍家具——上面为学生休息的床铺，而床下的空间放置书柜、衣柜、桌子和椅子，是学生学习的空间。
床及椅子在宿舍的布局如图1所示。
白天宿舍内的采光主要是来自阳台，而宿舍的形状偏长，因此对于位于宿舍深部的床位4和床位6下的桌子来说，采光效率较差。
在晚上时，由于灯光布置在宿舍走廊中部，因此学生都是背光而坐，桌面的光线基本被人体所遮盖，所以显得比较暗淡。
对于一些懒得买台灯凑合着过的学生，在暗淡的环境下看书学习，不利于眼睛的健康。
图1除上述提到的采光问题外，还有上下床的梯子相对于地面过于垂直，使上下十分不方便；除此之外，每一阶的梯子过于细小，脚踩上去受力大，压强小，而且梯子过于光滑，脚底有汗下床容易摔下来，宿舍内的梯子如图2所示。
图2宿舍的插座基本布置于桌子后，平时把插头插进插座十分麻烦。
而网线接口有时候会位于衣柜的正后方，插个网线需要把衣柜挪出来再插。
桌子的设计也没有与时俱进，现在的学生基本很少使用台式电脑，就算使用台式电脑，由于液晶显示屏的普及，就算把键盘放在桌子上也不会有位置不够用的情况存在，因此桌子设计中的键盘托盘是个没必要的纯在，而且没有清理的话如图3所示，容易积尘。
宿舍4人间的人机工程学分析及改进设计对宿舍的人机工程学的分析及改进设计1 引言大学被称为“象牙塔”、“自由的天堂”，很大一部分原因在于有更多的自由时间，就有更多的时间呆在宿舍。
在一天二十四个小时里，大学生有超过12个小时在宿舍度过，这说明大学宿舍的重要性，同时也侧面说明对宿舍作深入研究的必要性。
在中国人的观念中，大学应为学生包办一切，当然包括解决宿舍问题，而这一状况正面临着越来越多的挑战。
伴随着高校的扩招，每所大学都感受到宿舍供应不足的压力。
而我校的22栋学生公寓楼，均已住满学生，连新建的2套女生宿舍楼也已经变成男生宿舍楼……对此，学校的领导也相当重视，所以就有了辅导员搬进学生宿舍楼的景象了……在此大环境下，我们对宿舍进行人机分析已经显得尤为重要了。
适逢，我们对《人机工程学》的学习，为了能够更加深入地了解与学习这门学科，加之我们对于我们的宿舍环境有更加完美的期望，所以我们进行了这次人机分析与改进设计。
2 前期调研2.1 问卷调查为了给评析相应的依据，更好地发现问题，进行了问卷调查，调查问卷如下所示。
对淮工女生宿舍环境的问卷调查表：亲爱的同学你好，就我们女生宿舍居住环境进行调查，感谢您的配合！1、您觉得宿舍的硬件条件与相应的收费相比，满意吗？A.非常满意B.比较满意C一般D比较不满意E非常不满意F没想过2.你希望住的那个价位的宿舍？A 700元B 950元C 1200元D 1800元3.你希望住的是几人间的宿舍？A单人 B 2人 C 4人 D 6人 E 8人4、您喜欢的床位：A上铺 B下铺C无所谓5、如果你住在上铺，你觉得安全吗？A安全B不安全C说不清6、你碰到过衣柜的柜门吗？A总是B经常C偶尔D从不7、在公寓的写字台上，你更趋向于A电脑操作B自习C都不是8、你需要个人照明吗？A需要B不需要C无所谓9、你觉得宿舍的卫生死角在哪里？A床下B门后C桌下D阳台E物件底部F衣柜下面G盥洗台下H其他10、你希望鞋子放在哪里？A床下B公共鞋架C柜子D阳台E其他11、请问你对宿舍房间的格局满意吗？A、很喜欢B、喜欢C、比较喜欢D、一般E、较不喜欢12、你觉得活动空间大吗？A、很大B、比较大C、一般D、较小E、很小13、你觉得宿舍有隐私空间吗？请讲一下感受A很大 B比较大 C一般 D比较小 E很小 F没有14、你觉得宿舍安全吗？A很安全B比较安全C一般D不太安全E很不安全15、请问你们宿舍的学习氛围怎么样？A很好B比较好C一般D差E很差16你一般在宿舍自习吗？A总是B经常C偶尔D从不17、你理想中的宿舍墙面是什么颜色的？A粉蓝色B白色C粉红色D米黄色E淡绿色F其他18、写在台的隔板一般放什么？A书籍B生活用品C都有19、床旁边的插座使用的频率怎么样？A经常B偶尔C从不D没注意过有插座20、你希望电话线、网线、电源线、闭路线的布置方式？A、现有方式B、集成到一块板上C、其他21、请问你认为你们宿舍的储藏空间大吗？A、很大B、大C、比较大D、一般E、较小22、你觉得洗手间洗漱区与卫生区有必要彻底区分开吗？A有必要 B 没必要 C无所谓23、你觉得阳台的排水效果如何？A好 B 不好 C一般24、宿舍的电风扇实际作用大吗？A、很大B、大C、比较大D、一般E、较小F、小G、很小25、你对洗手间的地板砖满意吗？A.非常满意B.比较满意C一般D比较不满意E非常不满意F没想过2.2 调查结果统计问卷调查结束后，我们对其进行了相关的统计，并把多数意见列举例如下，从统计结果中我们可以了解到大学生对公寓现状比较关注的方面。
人机工程学在室内家具的应用设计人机工程学在室内家具的应用设计人机工程学，又称人因工程学，是指以人为中心，通过对人的心理、生理、感性、认知等方面的研究，以人与物、人与环境的适应性为原则，对产品、设备、工作环境等进行优化设计的一门学科。
它的应用领域非常广泛，包括航空、电子、医疗、交通、体育、家具等多个领域。
本文将重点论述人机工程学在室内家具的应用设计方面。
室内家具是人们日常生活不可或缺的一部分，其设计不仅仅是为了美观、实用，更是为了让用户在使用过程中获得更好的舒适度和便利度。
因此，人机工程学的应用在室内家具设计中显得尤为重要。
首先，要考虑人的身体尺寸和运动机能。
家具的尺寸、高度和角度应该符合人体结构，使人在使用时不会感到不适。
例如，一个办公椅的高度应该能让人的脚平放在地面上，手臂应该能自然放置在扶手上，避免长时间使用造成颈椎、腰椎等问题；电视柜和书桌也应该有人体工程学的设计，让人在长时间使用时，眼睛、脖子等不会感觉疼痛，能够保持良好的姿势。
其次，要考虑人的视觉和感官。
家具的设计应该符合人类的视觉习惯和感知能力，美观不失实用。
例如，沙发和床的设计应该具有柔和的曲线和流线型，以消除尖锐的棱角和边缘，避免发生危险；餐桌和桌椅的设计应该具备简单的形状和适当的线条，以避免刺眼的色彩和复杂的设计对人造成视觉疲劳。
最后，要考虑环境因素。
室内家具设计应该与室内环境相适应，与室内灯光和气氛相匹配。
例如，沙发和窗帘的设计应该与室内墙面和地面的颜色相协调，以达到和谐、自然的效果；桌子和床的摆放也要符合室内布局和通风要求，以达到舒适的环境效果。
综上所述，人机工程学在室内家具的应用设计上起到了至关重要的作用。
在设计中考虑人体工程学、视觉和感知、环境因素等多方面因素，才能够使家具极致的发挥其功能和舒适度，让人们在家庭生活和工作中得到全面的体验。
大学宿舍床铺、桌椅组合的人机工程学分析及改造随着大学教育的普及，住宿也开始成为学生生活中重要的一部分。
而大学宿舍中最基本的设施之一就是床铺和桌椅组合。
这些设施的人机工程学因素至关重要，它们需要满足学生的需求，提高学习和休息的体验。
本文将分析大学宿舍床铺和桌椅组合的人机工程学因素，并提出改善建议。
一、床铺的人机工程学因素1. 床铺的高度和大小床铺的高度和大小是影响学生舒适度和健康的重要因素。
如果床铺太高或太小，学生容易感到不适。
一般来说，床底板距离地面的高度应该在50-60厘米之间，床的长度和宽度应该能够容纳一个学生身体的长度和宽度，以保证睡眠过程中学生有充分的自由活动空间。
2. 床垫和枕头的舒适度和支撑性床垫和枕头的舒适度和支撑性对学生的睡眠质量有着至关重要的影响。
床垫应该有一定的软硬适度，能够支撑学生的身体，同时适当减轻身体压力。
枕头应该有一定的高度和软硬度，能够支撑学生的颈部，并能够实现颈部的自然弯曲。
3. 床铺的储物设计储物是大学宿舍中重要的问题之一。
一些床铺会提供床下储物空间，这能够有效地增加宿舍的存储空间。
在人机工程学方面，应该注意床下储物的高度和宽度，以保证储物空间的充分利用，同时避免床下储物造成学生腰部和背部的过度负担。
二、桌椅组合的人机工程学因素1. 椅子的高度和大小椅子的高度和大小对学生的坐姿和体验有着重要影响。
椅子的高度应该能够适应学生的身高，同时能够让学生的双脚平稳地放在地面上。
椅子的大小应该能够容纳学生的一定的背部宽度和臀部大小，以充分支撑学生。
2. 桌子的高度和倾斜度桌子的高度和倾斜度是影响学生书写和使用电脑的重要因素。
桌子的高度应该能够适应学生的身高和坐姿，同时能够让学生的手臂自然地放在桌子上。
如果需要使用电脑，桌子的倾斜度应该在合适的范围内，以便学生的视线能够自然地看向电脑屏幕。
3. 桌面和储物设计桌面和储物是学生进行学习和存储物品的重要场所。
桌面应该有一定的坚硬度和光滑度，以便学生书写和处理文档。
基于人机工程学的床上书桌使用方式设计综述摘要：本文从人机工程学设计原理出发，分析当前市场上的床上书桌在现实生活中使用时的不足之处，结合作者的设计课题，具体论述了产品的结构以及形态。
同时，通过人机工程学原理分析产品主要尺寸的确定方法和依据;进行操纵装置和电源装置的设计;重视产品细节部分的设计,如产品的支架、颜色以及桌面上的照明装置等。
通过本课题的设计研究，提高了目标人群，即行动不便但是热爱学习和工作的人群，在使用床上书桌时的舒适度，提高他们的学习和工作效率。
关键词：人机工程使用方式设计课题设计综述1、引言目前，床上书桌的使用普遍存在于那些行动不便但热爱学习和工作的人群当中，也正因如此，长久的坐姿与操作方式可能会对他们的身体产生影响，相关的疾症也由此产生，还可能会加重其中一些消费者原有的病情，所以利用人机工程学的研究，对产品进行设计就显得尤为必要，合理地对书桌尺寸、造型、使用方式等进行设计可以改变人们的使用姿态，改善消费者学习和工作的环境。
2、人机工程学原理人机工程学又称人机工效学(Ergonomics)，是研究并优化人机系统的新兴的边缘学科。
人机系统是指由人、机构成的系统，而影响人机系统的环境条件也属于此范围，一般认为人机系统是人-机-环境系统的简称。
那么，人机系统的构成可以分为三个子系统：人、机、环境。
这三个子系统相互两两交叉，又构成三个系统：人-机系统，人-环境系统，机-环境系统，这三个系统又交叉，则构成人-机-环境系统。
因此，从人机工程学的构成体系来看，这是一门综合性的边缘学科，其研究的领域是多方面的，主要可分为以下几个方面：2.1 人体特征方面人机工程学中的人是指作业者、使用者，人体特性主要分两个方面的研究。
2.1.1人体结构方面对于人体结构方面的研究，这一方面主要运用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可以触及的范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、活动范围、动作速度、动作频率、重心变化以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。
人机工程学在设计中的应用---以床的设计为例摘要:利用人机工程学原理来进行家具的设计是家居设计发展的必然.家居设计只有充分运用人机工程学原理,才能使其真正成为以人为本的设计.以人体卧姿、床的尺度、造型、材料等几个方面系统的分析人机工程学原理在床类家具中的应用. 关键词:人机工程学、睡眠、床具、舒适现代社会,随着人们生活方式及所承受社会压力的不断增加,睡眠质量成为衡量人们身体健康与否的重要标志,而床类家具的设计、选用与布置直接影响着人们的睡眠质量.1.睡眠机制睡眠是一种生理调节机制,也是一种人的行为习惯.它是由神经系统和生物钟所控制的,是人体的一种自然现象,以防止人因活动过量而衰竭.睡眠的作用,重要的是消除疲劳,恢复体力和脑力,将劳作和活动消耗的能量补偿回来,也为新的劳作和活动准备新的能量.睡眠不足,对机体是有害的. 睡眠,既要保证足够的时间,又要保证睡眠的质量,有时质量比数量更重要.2.人体卧姿我们从制造寝具的方面来讲,是需要相当难的技术.理由是要支撑面过硬,可以保证正确的睡眠姿势,但肌肉会疼痛,无法入睡;要使支撑面过软,肌肉会舒适,而睡眠姿势不合适,人体脊柱呈w形弯曲,以致造成睡眠不好.健康的人站立时,脊椎骨的s 形弯曲一般为4cm~6cm;w形睡姿是不自然的,难以安眠,因为站立时人体脊柱是最自然的姿势,此时脊柱呈s形,睡眠感到舒适时的脊柱弯曲相当于它的1/2,即2cm~3cm,坐在沙发或骑车座椅上时,1cm~1.5cm时最舒适.3.床的设计3.1床的长度在长度上,考虑到人在躺下时的肢体的伸展,所以实际比站立的尺寸要长一些,再加上头顶和脚下要留出部分的空余空间,所以床的长度要比人体的最大高度要多一些.3.2床的宽度到底多宽的尺度合适,在床的设计中并不像其他的家具那样以人的外廓尺寸为标准.其一是,人在睡眠时的身体活动空间大于身体本身.研究发现,人出于将要入睡的状态时床宽需要50cm,由于熟睡后需要频繁的翻身,日本学者通过摄像机对睡眠时的动作进行过调查研究发现,翻身所需要的幅宽约为肩宽的2.5倍~3.0倍.通过脑波观测睡眠深度与床宽的关系,发现床宽的最小界限应是70cm.比这宽度再窄时,翻身次数和睡眠深度都会明显减少,影响睡眠质量,使人不能进入熟睡状态.床宽小于50cm时,翻身次数减少约30%,睡眠深度受到明显影响.3.3床的高度床高是指从地面至床面的静态距离。
基于人体工程学的家具设计研究随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，家居环境也得到了越来越多的关注。
然而，在家具设计中，还有许多问题需要解决。
例如，许多家具并不符合人体工程学原理，造成了人们日常生活中的许多不便和不舒适。
因此，本文将讨论基于人体工程学的家具设计，以改善我们的生活质量。
I. 人体工程学的基本原理首先，我们需要了解人体工程学的基本原理。
人体工程学是一门研究人体和物体之间关系的学科，其目的是改善工作和生活环境，使人们更加舒适、安全和有效率。
在家具设计中，人体工程学原理主要包括以下几个方面：1. 人体尺寸和构造：不同人群的身高、体重、手臂长度、腿部长度等存在差异，因此家具设计应考虑到不同人的需要，以满足他们的工作和生活要求。
2. 姿势和动作：人们在不同的工作环境下需要采取不同的姿势和动作，家具设计应考虑到这些因素，尽量使人们的动作自然舒适。
3. 疲劳和压力：工作和生活压力会给人带来疲劳感，长时间不合理的姿势和动作也可能导致身体疲劳。
因此，家具设计应该尽量减少这些疲劳和压力，以提高人们的工作效率和生活质量。
II. 基于人体工程学的家具设计针对人体工程学原理，我们可以进行基于人体工程学的家具设计。
下面分别从椅子、桌子和床这三个家具的角度，讨论其如何基于人体工程学进行设计。
1. 椅子椅子是人们日常生活中使用频率最高的一种家具。
然而，很多椅子的设计并不符合人体工程学原理，如椅面太硬、椅背过高或过低等，会造成人们的背部疲劳和不适。
因此，基于人体工程学的椅子设计应该考虑以下几个方面：1. 椅子高度和角度：椅子的高度应该适合人群的身高，椅子的角度应该能够使人们的背部和腰部得到良好的支撑，尽量减少疲劳和不适。
2. 椅背：椅背应该与人类脊柱的生理曲度相吻合，以保持人体自然姿势并减少背部疲劳。
3. 椅面：椅面应该适合人类臀部的曲线，分散身体的重量，减少对臀部和腰部的压迫。
2. 桌子桌子是人们工作和学习的重要场所，因此需要考虑人因素进行设计。
基于人机工程学的床具设计
左洪亮,裴学胜,武瑞之
0 前言对
床具的研究和设计,国外已有30多年的历史,形成了比较完整的设计理论,并有广泛的应用。
对于居室环境和家具的研究必须总结人的生理、心理和解剖学特性,而这些特性各个民族之
间既有共性又有差异性(民族性和地区性)。我国在室内与家具的人机工程学研究方面几乎是
一个空白,既然人机工程学具有较强的民族性和地区性,因此必须开展自己民族自己国家的研
究,形成符合本国本民族的人机工程学理论和应用技术。
图1 影响睡眠的物质条件
人的一生约1 3的时间在睡眠中度过[1],因此睡眠质量与人们的健康和精神状态息息相关。
长期以来人们从生理学、心理学方面对人的睡眠进行了许多研究。但要保证高质量的睡眠,
仅对睡眠的生理和心理进行研究是不够的,还要研究寝具等物质方面的条件。归纳起来,影响
睡眠的物质条件有温度、湿度、通风、照明、安静程度(噪声)以及床具的功能等[1],如图1。
其中床具是影响睡眠的重要因素,它的设计要符合人机工程学原理。人机工程学是研究人及
其与人有关的物体(机械、家具、工具等)、系统及其环境,使其符合人体的生理、心理及解剖
学特性,从而改善工作与休闲环境,提高舒适性和效率的边缘学科[1]。本文主要通过利用人机
工程学原理,以及结合对床具设计中的床具的结构、尺度、材料等进行研究,以提高床具的舒
适性。
1 人体构造与寝卧姿势分析
人们可能会认为把人体水平地支撑起来是件很简单的事,实际上,通常要保证人体卧姿的舒适
性是相当困难的,人体上半身分头、胸和臀部,站立时,以上三部分的重力方向基本上是重合
的。但通过分析发现,卧姿时,三重力方向则是平行的,如图2ａ,分别对脊柱产生弯曲作用。如
果支撑人体的垫子很软时,背部的接触面积大,如图2ｂ左,重的身体部分(臀部)下陷就深,轻的
部分则下陷小,这样使腹部相对上浮造成身体呈Ｗ形,使脊柱的椎间盘内压力增大,结果难以
入睡。如果床垫太硬,背部的接触面积减小,如图2ｂ右,局部压力增大,背部肌肉收缩增强,也会
使人不舒适。因此,床垫软硬必须合理。
Ｗ形睡姿是不自然的,难以安眠,因为站立时人体脊柱是最自然的姿势,此时脊柱呈Ｓ形
脊柱处下凹一般4～6ｃｍ,睡眠感到舒适时的脊柱弯曲相当于它的1 2,即2～3ｃｍ,如图2ａ,
坐在沙发或汽车座椅上时,1～1.5ｃｍ时最舒适[2]。由此可知,床垫不是越软越好,为了实现舒
适的卧姿,必须在床垫和垫褥的设计上下功夫。笔者认为,床具设计主要应从床垫的软硬度、
缓冲性等构造因素上着手。
2 床具设计 (1)结构:床具的生命在于缓冲性。其缓冲性构造以三层构造为好,如图3
所示,最上层Ａ层是与身体接触的部分,必须是柔软的,Ｂ层是相当硬的,以保证人体水平移动,
Ｃ层要求受到冲击时起柔和的缓冲作用,满足以上条件的床垫才是好床垫。
卧姿状态下,与床垫接触的身体部分受到挤压,其压力分布状况是影响睡眠舒适感的重要
因素。因为有的部位感觉灵敏,而有的部分感觉迟钝,迟钝部分的压力应相对大一些,灵敏部分
的压力应相对小一些,这样才能使睡眠状态良好。图2ｂ的等高线图中,软床(左侧)时的身体接
触面大,硬床(右侧)的接触面小(压力大)。床的软硬程度对睡眠姿势也有影响,调查发现,使用
过软的床时约8%的时间处于仰卧状态,软硬适中时45%时间仰卧,偏硬的床30%时间仰卧。
仰卧是脊柱最佳的状态,一般情况下仰卧的睡眠质量最佳,因此,过软的床还不如硬板床。当然
软硬适度的床最好,也就是
3床垫材料的选用
(1)材料的缓冲性:目前关于床垫缓冲性对人的舒适性的影响较少。人的舒适感与材料的许多
因素有关,一般情况下,加载与还原曲线差异越小,缓冲性越好。材料混和后可改变缓冲性,单一
材料很难获得好的缓冲性。由图6ａ[5]可以看出,床垫Ａ层(软的部分)可用棉质等混和材料来
制造。Ｂ层也可由木棉、羽毛等压制而成。但Ｃ层一般由弹簧、棕垫等缓冲吸振性较好的材
料制作。(2)床垫材料的振动特性:材料的振动特性是缓冲材料的重要评价指标。如图6ｂ[6]
所示的3种材料,振动衰减曲线比较平缓的弹簧是较好的缓冲材料,泡沫材料次之,泡沫橡胶最
差。利用材料的复合(复合材料)能改善缓冲性能。
4结束语
本文利用人机工程学的研究方法和人机工程学的原理,通过对人体的构造与睡姿的分析,得出
在床具设计时结构最好为符合人生理要求的三层结构,床宽为人体肩宽的2.5～3.0倍以上,床
垫应选择一些振动衰减曲线平缓的材料制作等结论,以满足睡眠时人体的最佳舒适性。
