基于人体静态尺寸的座椅设计
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基于人机工程学的汽车座椅摘要:目的研究汽车座椅和人体生理特性,让乘客在乘坐过程中减少疲劳,提高舒适度和安全性.方法通过对人体生理特性、汽车座椅的基本尺寸、安全和舒适相关特性的对比分析和研究,得出汽车座椅设计的参考性理论.结果得到了汽车座椅设计在尺寸设计、舒适度和安全性方面的基本理论.结论汽车座椅的尺寸符合人体自然生理状态时,越不容易产生疲劳,舒适度随之提高;反之,疲劳容易产生,舒适性以及安全性随之降低。
关键词:汽车座椅;人机工程学;舒适度;安全性Study on the car seats based on Ergonom ics Abstract:this paper studies the characteristics of the Car seat and Human Physiology ,Let he passengers reduce fatigue, improve the comfort and safety when sitting.We can draw a conclusion of the car eat design based on comparative analysis and research on human physiological characteristics, car seat basic size, safety and comfort. Finally,we get the basic theory of the car seat design in size design, comfort and safety aspects .In a word,when the size of the car seat match the body's natural physiological condition, the fatigue is less easy to produce, at the same time,the comfort will be improved, conversely, fatigue is easy to produce,and comfort and safety decreases.Key words:car seat;Ergonomics;Comfort ;security随着时代的发展,人们生活方式逐渐发生改变。
人体工程学椅子定义和背景
人体工程学椅子是根据人体工程学原理设计的椅子,旨在为用户提供舒适、健康和高效的就坐体验。
人体工程学是一门关注人体与环境之间相互关系的学科,它考虑了人体的生理特征、姿势、动作和舒适度等因素。
人体工程学椅子的设计目的是通过适应人体的自然曲线和姿势,减少身体的压力和疲劳,提高就坐的舒适度和健康性。
人体工程学椅子的设计背景可以追溯到20 世纪初期,当时人们开始意识到传统的椅子设计可能导致身体不适和健康问题。
随着对工作场所健康和人体工程学的关注增加,人体工程学椅子逐渐受到重视,并在办公、家居和医疗等领域得到广泛应用。
人体工程学椅子通常具有可调节的功能,如座椅高度、靠背角度、扶手位置等,以适应不同用户的身体需求。
它们还可能采用特殊的材料和支撑结构,以提供良好的支撑和通风。
总的来说,人体工程学椅子的目标是为用户创造一个符合人体工程学原理的舒适、健康和高效的工作或休息环境。
基于人机工程学的抗疲劳汽车座椅设计摘要:据不完全统计,每年世界上发生的数不胜数的交通事故很大一部分是由于驾驶员疲劳驾驶造成的,疲劳驾驶也因此成为造成交通事故的一大杀手。
汽车座椅作为与驾驶员接触最紧密的工具,它的设计科学与否直接影响了驾驶员的疲劳程度,这也在相当大的程度上决定了交通事故发生的几率。
本文将从汽车座椅对驾驶员疲劳的影响和从人机工程学方面对汽车座椅的设计两个方面做一些简单介绍。
关键词:汽车座椅抗疲劳人机工程学传统的汽车座椅设计因为没有充分考虑到对驾驶员疲劳的影响,所以极易导致驾驶员的疲劳驾驶,从而造成一次次的令人痛心的交通事故。
人机工程学作为一种新兴的交叉学科,它在充分掌握了人的心理和生理的基础上,对人、机和环境之间的相互作用规律做了深入研究。
把人机工程学的相关原理应用于汽车座椅的科学设计,不仅有益于驾驶员,而且使交通事故的发生率大大降低。
1 传统汽车座椅影响驾驶员疲劳的表现1.1 座椅没有合适的高度以及前后距离有些汽车座椅高度过高,因此当汽车在高低不平的路上行驶而使汽车上下颠簸时,这样驾驶员的头部就很容易碰触到车顶,不仅影响了驾驶员的人身安全,更影响到了汽车行车安全。
相反,倘若汽车的座椅高度太低的话,这样就容易使驾驶员的腿不能正常弯曲,这样就容易使驾驶员身体感到极不舒适,从而影响到汽车正常驾驶。
另一方面,汽车座椅的前后位置是否合适也是影响驾驶员产生疲劳感的一个因素。
如果汽车座椅的位置过于靠后,这样就需要驾驶员在操作时极力伸脚来踩踏板,这就增加了交通事故发生的概率;如果汽车座椅的位置过于靠前,这就使驾驶员在踩踏板时腿部感到过于憋屈,从而影响了驾驶效果。
1.2 汽车座椅缺乏科学合理的结构和尺寸汽车座椅的结构和尺寸不合理,一方面使汽车驾驶员的脊柱形态始终不能处于正常的自然状态,这样就会增加了驾驶员腰椎的负荷和背部肌肉群的负担,这样也就容易导致驾驶员的疲劳驾驶。
另一方面,不合理的座椅结构不能够科学承受来自坐垫和靠背上的人体的体压分布,从而使驾驶员在驾驶过程中很快感到疲劳。
人体工程学座椅设计方案一、设计背景随着现代社会生活水平的提高,人们对坐姿舒适度的要求也越来越高。
尤其是在办公室、车内、飞机等长时间坐姿的场合,一个合适的座椅设计是非常重要的。
因此,本设计方案旨在设计一款符合人体工程学原理的座椅,提供舒适的坐姿体验,减少长时间坐姿所带来的不适感。
二、设计目标1. 舒适性:提供舒适的坐姿体验,减少腰背疼痛和局部疲劳感;2. 支持性:提供良好的腰部和颈部支撑,减少长时间坐姿所带来的损伤;3. 可调节性:座椅设计具有可调节高度、角度等功能,以适应不同身高和体型的人群需求;4. 美观性:座椅设计外形简洁大方,美观大方;5. 耐用性:采用耐用材质,具有较长的使用寿命。
三、设计原则1. 人体工程学原理:根据人体工程学原理,设计符合人体曲线的座椅,并提供合适的支撑;2. 可调节性:座椅设计应具有可调节性,以适应不同身高和体型的人群需求;3. 耐用性:选择耐用的材质和结构,确保座椅具有较长的使用寿命;4. 环保性:座椅设计应选择环保的材质,减少对环境的影响。
四、设计方案1. 结构设计:座椅整体采用人体工程学设计,符合人体曲线,提供合适的支撑。
座椅背部设计成S型曲线,提供良好的腰部支撑,减少腰背疼痛和局部疲劳感。
座椅座面设计成凹凸曲线,提供良好的臀部支撑,减少长时间坐姿所带来的不适感。
2. 材质选择:座椅整体采用聚酯纤维材料,具有良好的弹性和耐磨性,提供舒适的坐姿体验,同时具有较长的使用寿命。
座椅面采用透气性好的布料,减少汗水积聚,保持坐姿清爽舒适。
3. 可调节功能:座椅设计具有可调节高度、角度等功能,以适应不同身高和体型的人群需求。
座椅座面可前倾后仰,以适应不同的坐姿需求。
座椅扶手可调节高度,提供良好的手臂支撑。
座椅靠背可前后调节角度,以适应不同的腰背需求。
4. 外观设计:座椅设计外形简洁大方,美观大方。
座椅整体色调采用舒适的中性色,符合现代人的审美需求。
五、设计效果经过以上方案的设计,所设计的座椅具有良好的舒适性、支持性、可调节性、美观性和耐用性。
汽车座椅的人体工程学设计在汽车的众多部件中,座椅或许是我们在驾驶和乘坐过程中接触最频繁、时间最长的部分。
一个设计合理的汽车座椅,不仅能提供舒适的驾乘体验,还能在一定程度上保障我们的行车安全。
而这一切,都离不开人体工程学的精妙应用。
人体工程学,简单来说,就是研究人在工作和生活中的各种身体活动与环境、工具等之间的关系,以达到高效、舒适和安全的目的。
在汽车座椅的设计中,人体工程学的考量主要集中在以下几个方面。
首先是座椅的形状和尺寸。
座椅的形状要贴合人体的自然曲线,特别是背部和臀部的曲线。
这样可以提供良好的支撑,减少身体的压力集中点,避免长时间驾乘导致的疲劳和不适。
座椅的宽度和深度也需要合适,过宽或过深可能会让身体难以找到稳定的支撑点,过窄或过浅则会让人感到局促和压抑。
对于驾驶员座椅来说,还要考虑到操作踏板和方向盘的便利性,确保座椅的位置调整能够满足不同身材驾驶员的需求。
座椅的材质也是影响舒适性的重要因素。
常见的座椅材质包括织物、皮革和人造革等。
织物座椅透气性较好,但在清洁和保养方面可能相对麻烦;皮革座椅质感较好,易于清洁,但透气性可能稍逊一筹;人造革座椅则在价格和性能上取得了一定的平衡。
除了表面材质,座椅内部的填充材料也至关重要。
优质的填充材料能够提供适当的弹性和支撑力,如记忆棉、海绵等。
这些材料能够根据人体的压力分布进行调整,从而减轻身体的负担。
调节功能是汽车座椅人体工程学设计的关键之一。
现在的汽车座椅通常具备多向调节功能,包括座椅的前后、上下、靠背的角度以及头枕的高度和角度等。
这样可以让驾乘人员根据自己的身体尺寸和驾驶习惯找到最舒适的坐姿。
例如,座椅的前后调节可以确保驾驶员的腿部能够自然伸展,轻松操作踏板;上下调节可以让驾驶员的视线保持在最佳水平;靠背的角度调节能够提供合适的腰部支撑,减轻腰部的疲劳;头枕的调节则可以保护颈部,减少在碰撞时受伤的风险。
腰部支撑是汽车座椅设计中一个不可忽视的细节。
由于长时间的驾驶或乘坐,腰部往往承受着较大的压力。
人体工程电脑座椅设计方案一、背部支持设计要设计出一款合理的电脑座椅,首先要考虑的是背部支持。
人的脊椎是由24个椎骨组成,受到长期久坐所带来的影响,会导致脊椎不平衡,甚至出现腰椎间盘突出的情况。
因此,电脑座椅的背部设计应该符合人体的工程学原理,能够有效支撑用户的脊椎,并减轻长时间坐姿所带来的不适。
1.1 脊椎曲线支撑座椅的背部设计应符合人体工程学原理,考虑到人体脊椎的曲线特点,应该分为颈椎区、胸椎区和腰椎区三部分来进行支撑。
颈椎部分应该有一定的弧度来贴合颈部曲线,胸椎部分应该能够提供适当的压力支撑背部,而腰椎部分则需要提供足够的支撑,以保证腰部的自然曲度。
可以在背部设计中加入一定程度的调节功能,能够根据用户的身体尺寸和曲线调整背部的支撑力度和位置,使得每个用户均能得到良好的支撑效果。
1.2 透气材料和按摩功能为了让用户在长时间使用中不感到背部的不适,背部应该采用透气性好的材料,以保持空气流通,减少汗水的积聚。
另外,可以在座椅背部设计上增加按摩功能,通过振动或者压力感应技术,为用户提供舒适的按摩体验,缓解长时间坐姿带来的背部疲劳。
二、座垫设计座椅的座垫设计同样也非常重要,它直接影响到用户的坐姿舒适度和腰部支撑情况。
一款良好的座垫设计应该考虑到以下几个方面:2.1 符合腿部曲线座椅的座垫应该能够贴合人体腿部的曲线,为用户提供舒适的坐姿感受。
通常座垫的前部会稍微倾斜,以使得腰部得到更好的支撑,而座椅的后部则可以设计成有一定的浅凹形状,用来贴合臀部的曲线。
这样的设计能够让用户在长时间坐姿中不会感到腿部和臀部的不适。
2.2 舒适的材料和结构座椅座垫的材料应该采用透气性好、有一定弹性的材料,比如高密度海绵或者记忆棉等,能够为用户提供柔软的坐感和良好的支撑。
座椅座垫的结构也应该考虑到坐姿压力的分布,保证腿部和臀部的压力得到均匀分散,避免因坐姿不良而导致的局部疼痛。
2.3 加热功能为了提高座椅的舒适度,在座垫上可以增加加热功能,通过加热线圈或者发热体,为用户提供冬季坐姿时的温暖体验。
视觉设计ART EDUCATION RESEARCH 人体工程学在现代家具设计中的运用----以椅类家具为例□张颖刘洪海摘要:随着社会的飞速发展,椅类家具成为人们工作、生活的重要工具,与人们的生活质量有着密切的关系。
人体工程学是研究人、物及环境之间相互作用的学科,被广泛地应用在不同的领域。
该文介绍了椅类家具设计的人体工程学要素,分析了椅类家具人体工程学评价要素的安全性、功能性及舒适性,旨在为椅类及其相关家具的产品设计提供参考。
关键词:家具设计椅类家具人体工程学椅类家具(图1、2)是现代家居的重要组成部分,设计优良的座椅可以使人们感到舒适,工作更加高效。
椅类家具与人们的生活质量有着密切的关系,因此,在设计椅类家具时,设计师要考虑人的生理特征与心理感受,并参照相关的理论知识。
人体工程学是研究人、物及环境之间相互作用的学科,以人体的基本结构为基础,运用专业理论、原理、数据及方法,优化整个系统能效。
进入21世纪以来,以人体工程学为基础的环境设计、设施设计及产品设计的必要性日趋凸显。
尤其是在公园、图书馆、老人生活空间中的无障碍设计以及标识设计、其他公共空间设计中广泛地运用人体工程学理论。
在家具产业飞速发展的今天,人体工程学被广泛应用于家具设计,并成为很多家具产品核心竞争力的重要体现。
运用科学的理论分析人体与家具的关系,精准地把握产品的功能、尺寸、造型、色彩搭配,可以保证家具的安全性、舒适性及功能性。
在工作和生活中,椅类家具主要为人的臀部、腰部、背部提供支撑,设计不合理的椅子会影响人的身体健康、生活状态以及工作效率。
文章以椅类家具为研究对象,分析椅类家具设计的人体工程学要素与评价要素,旨在为椅类家具设计提供相关的依据。
一、椅类家具设计的人体工程学要素1•椅类家具功能的确定在设计椅类家具前,设计师要确定其用途和功能。
椅类家具一般可分为工作座椅、休息座椅以及多功能座椅。
工作座椅要求稳定、舒适,与臀部接触的面要平坦、柔软度适中,靠背对于人的腰部和脊椎有一定的支撑。
20lO年7月沈阳建筑大学学报(自然科学版)第26卷第4期JournalofShenyangJianzhuUniversity(NaturalScience)Jul.20lOV01.26,No.4
文章编号:1671—2021(2010)04—0783—04
基于人体静态尺寸的座椅设计马广韬1,田炜1,孙海义2(1.沈阳建筑大学设计艺术学院,辽宁沈阳110168;2.沈阳建筑大学理学院,辽宁沈阳110168)
摘要:目的为使座椅设计更加科学、规范,研究人体坐姿的生理特点和生理尺度,为座椅设计提供科学合理的尺寸参考依据.方法运用人体测量学、数理统计学7L*机工程学,通过对沈阳地区高校大学生群体进行相关尺寸测量及数据统计分析,并结合座椅设计的特点,确定其主要尺寸的人体依据.结果分析总结了人体坐姿生理尺寸与座椅设计中主要尺寸间的关系;通过SPSS统计分析,建立了人体坐姿各项尺寸与身高的比例关系式.结论测量并统计分析了身高和人体坐姿各项尺寸的均值、标准差及P5、P50、P95等7个百分位数值;得出了10项人体坐姿尺寸与身高的比例关系式,为座椅设计提供了科学的人体尺寸依据.
关键词:人体测量;坐姿尺寸;座椅设计;人机工学中图分类号:TB47文献标志码:A
座椅设计是家具设计中的重要部分,座椅作为与人体接触最为密切的家具之首选,其设计的合理与否直接影响使用者的舒适、健康以及工作效率.因此,设计师应结合人体坐姿生理尺度和生理特征,牢牢把握人体尺度这一核,t5要素,为座椅设计提供科学的理论依据和设计标准.西方发达国家非常重视人体测量及其数据库的建立.目前,世界上已有90多个大规模的人体测量数据库,其中欧美国家占了大部分,并最终形成了现在的西方通用标准¨叫J.然而,我国自1988年颁布GBl0000--88《中国成年人人体尺寸》至今,还没有对人体尺寸数据进行更新,人体尺寸包括座椅尺寸标准显然已经不符合时代发展要求‘5I.笔者基于国家住房和城乡建设部的《基于室内空间设计的大学生人体尺寸的研究》,针对沈阳地区高校大学生群体合理选取了近l500个人体样本,科学选取人体尺寸多标识,进行调查和实测,对测量的数据开展统计分析,推导出以身高为基准的10项人体坐姿尺寸的关系式,最终为座椅设计提供科学的人体尺寸依据.1人体尺寸数据获取1.1人体测量标识人体测量一般包括形态测量、生理测量、运动测量三个方面帕J.根据座椅设计研究需要,采用抽样测量法将其中的形态测量和生理测量作为主要测试项目.根据座椅类家具设计所需人体尺寸作为测点和测量项目.身高是最基本的人体尺寸数据,选取这一基本尺寸作为基准,用H表示,建立H与人体坐姿各尺寸之间的比例关系.其中,人体坐姿尺寸包括:①坐高;②坐姿颈椎点高;③坐姿眼高;④坐姿肩高;⑤坐姿肘高;⑥坐姿大腿厚;⑦坐姿膝高;⑧小腿加足高;⑨坐深;①坐姿下肢长共10项标识¨J,见图1.1.2人体测量对象通过对沈阳地区近l500名大学生人体样本多项标识进行调查和实测,选取有效样本并将所采集的数据进行统计分析,按照测量项目列表,男女身高尺寸分布情况及数据分别如图2、图3所示.
收稿日期:2010—01—06基金项目:辽宁省教育厅基金项目(20082179);住房和城乡建设部攻关项目(2008一r2—39)作者简介:马广韬(1962一),男,教授,主要从事工业设计、人机工程、图学理论方面研究.
万方数据784沈阳建筑大学学报(自然科学版)第26卷图1人体坐姿尺寸示意图Fig.1Humanbodysittingposturesizes
身两/mm图2男性身高分布图
Fig.2Maleheightdistribution
2人体尺寸数据应用2.1座椅设计主要尺寸依据通过观察法发现,由于使用者在使用座椅的过程中座椅与人的关系是相对固定的,也就是说在使用家具的时候人基本上处于相对静止状态,仅仅是为了某些行为目的或者放松局部肌肉才进
行一定幅度的活动,而且活动的幅度不大.故通常情况下个体之间在关节转动角度幅度方面差别较小,况且在座椅类家具的设计中对身体部分关节活动预留了一定的活动余量,所以设计中可以只进行静态数据的采集.而常用到的主要尺寸有座高、座深、座面倾角等,其设计依据便是人体坐姿的坐高、小腿加足高、坐深等尺寸.
80
60趔*40啦
20
520.0560.0l600.0l640.0l680.0I720.0l760.0800.0身高/ram
图3女性身高分布图
Fig.3Femaleheightdistribution2.2人体尺寸数据统计分析平均值、方差、标准差、百分位数是数据统计处理的几个主要参数旧J,根据这些具体的人体尺度参数来进行统计分析.其中,人体测量的数据常以百分位数来表示人体尺寸等级,用P表示,例如P50表示第50百分位,常用的是P5、P50、P95这3个百分位数.但使用哪个百分位数还要根据人体工学的设计原则来决定,如设计休闲椅时一般情况下坐高以P50、坐宽以P99为基准.通过对获取的人体数据进行合理筛选并利用SPSS软件进行有效数据统计分析,得出以下总共11项标识的均值、标准差及Pl、P5、PIO、PSO、P90、1:95、P99统计结果,见表1、表2.表1男性身高及人体坐姿尺寸的统计结果Tab.1Maleheightandbodysittingsizesmm
万方数据第26卷马广韬等:基于人体静态尺寸的座椅设计785
2.3坐姿尺寸与身高的比例关系正常成年人人体各部分尺寸之间存在一定的比例关系一叫0I,因而按正常人体结构关系,以站立平均身高为基数来推算各部分的结构尺寸是比较符合实际情况的,而且随着时代的变迁,人们生活水平、健康水平也在不断增长,故以平均身高为基数的推断公式来计算各部分的结构尺寸,是能够适应人体结构尺寸的变化的,而且应用也方便灵活[11-12].根据实测的人体样本数据统计结果,对人体坐姿10项尺寸与平均身高建立了推导公式,作为座椅设计中主要尺寸的人体依据,适用于18~25周岁成年人,详见表3.例如,对于男性,坐高尺寸=0.533H;对于女性,坐高尺寸=0.531日,日代表身高.
表3人体坐姿尺寸与平均身高的比例关系Tab.3Proportionalrelationshipbetweenheightandsittingsizes
3结论(1)人体基本尺寸为座椅设计提供科学理论依据,是制定其尺寸设计标准的首要因素,而我国的人体尺寸数据不符合时代发展需要,亟待更新.在表l、表2中实验样本的男女身高比国家标准GBl0000--88《中国成年人人体尺寸》相应尺寸都提高了5—6em,其余每项尺寸也都有不同程度的增加.(2)运用表3,针对18—25周岁的成年人,通过人体10项坐姿尺寸和平均身高的比例关系式,可以建立座椅设计中主要尺寸的人体依据,也为
万方数据786沈阳建筑大学学报(自然科学版)第26卷人体静态尺寸在座椅设计中的应用提供了科学依据.[7]参考文献:[1]罗仕鉴,朱上上,孙守迁.人体测量技术的现状与发展趋势[J].人类工效学,2002,8(2):3l一34.(LuoShijian,ZhuShangshang,SunShouqian.Bodymeasurementtechnologystatusanddevelopmenttrend[J].Ergonomics,2002,8(2):31—34.)[2]RobertBridget.IntroductiontOergonomics[M].NewYork:Gl"aWHillEducation。1995:83—93.[3]YangJiping,PuYah.ResearchtechnologyofwoodenfurnitureCADsystem[J].CADDM,2002,12(2):58—76.[4]DavidMeister.Humanfactorstestingandevaluation[M].London:Elsevier,1986:62—74.[5]赵江洪.人机工程学[M].北京:高等教育出版社,2008:24—28.(ZhaoJianghong.Ergonomics[M].BeUing:HigherEducationPress,2008:24—28.)[6]阮宝湘,邵祥华.工业设计人机工程[M].北京:机械工业出版社,2005:33—37.(RuanBaoxiang,ShaoXianghua.Industrialdesign[8][9][10][11][12]humanengineering[M].Beijing:MachineryIndustryPress,2005:33—37.)李文彬.建筑室内与家具设计人体工程学[M].北
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