人机工程学教学课件PPT工作座椅设计.ppt

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1、安徽工业大学机械工程学院,人 机 工 程 学,之工作座椅设计,ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY,当人站立时，人体的足裸、腰部、臀部和脊椎等关节部位受到静肌力作用，以维持直立状态，而坐时，可免除这些肌力，减少人体能耗，消除疲劳，坐姿态比站立更有利于血液循环，而且有利于保持身体的稳定。目前，大多数办公室人员、脑力劳动者、部分体力劳动者都采用坐姿工作。但是由于座椅的不合理性给许多办公人员带来了困扰。脊椎问题成了办公人群的集体症状。,引言,有媒体报道，时下京城一些写字楼里流行“站着办公”，报道说“站着办公”可以缓解腰酸背痛的办公室症状。美国科学家也曾设计过未来办公室，“站着

2、办公”成为未来办公室的首要标志。,根据我国推荐性国标GB/T14774-93所提供的要求来看人机座椅标准：坐深：应小于坐姿时大腿的水平长度 坐宽：一般不小于380mm 坐面的倾斜度：水平最佳 椅靠背：一般不应高于肩胛骨 扶手的高度：距离坐面200mm250mm最佳,坐姿生理学,坐姿生物力学,坐姿人体测量尺寸,一、工作座椅设计主要依据,1.坐姿生理学 1.1 脊柱结构,5,12,5,腰曲,前,后,肩靠,脊柱的形状及组成,从坐姿生理学角度，应保证腰弧曲线正常。,各种不同姿势下所产生的腰椎曲度,1.2 腰曲弧线,腰椎后突;(b)腰椎前凸,1.3 腰椎后突或前突,腰椎后突和前凸,脊椎骨依靠其附近的肌肉

3、和腱连接，椎骨的定位借助于肌腱的作用力。一旦脊椎偏离自然状态，肌腱组织就会受到相互压力(拉或压)的作用，使肌肉活动度（活动量）增加，招致疲劳酸痛。实验结果表明，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；当躯干前倾时，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。,2.坐姿生物力学 2.1 肌肉活动度,2.2 体压分布,体压分布曲线,压力分布不均匀原则,单位：102Pa,2.3 股骨受力分析,座面对股骨的影响,2.4 椎间盘受力分析,从坐姿生物力学角度，应保证肢体免受异常力作用。,不同坐姿时椎间盘受力分析

4、,对座椅设计有用的人体尺寸,3.坐姿人体测量尺寸,1.一般工作场所坐椅 GB/T14774-93 工作座椅一般人类工效学要求座椅设计要点（1）使操作者在工作中保持身体舒适、稳定并能进 行准确的控制和操作。（2）座高（360480mm)和腰靠高(165 210mm)必须是可调节的。,二、工作座椅设计,（3）坐面和腰靠结构应使其感到安全、舒适。（4）腰靠结构应具有一定的弹性和足够的刚性，腰 靠倾角不得超过115度。（5）工作坐椅一般不设扶手，需设扶手的必须保证 操作人员作业活动的安全。（6）其结构材料应耐用、阻燃、无毒。坐垫、腰靠、扶手的覆盖层应使用柔软、防滑、透气性好、吸汗的不导电材料制造。,一

5、般工作座椅结构形式,坐面倾角：34度 腰靠倾角：110度,主要参数,2.办公室工作座椅,办公用座椅原型,(1)动态座椅(2)前倾式座椅(3)膝靠式座椅,3.座椅设计的新概念,动态座椅设计,座面前倾的写字、绘图椅,膝靠式座椅,作业用凳（a）立姿 岗位用凳；（b）坐姿 岗位用凳；（c）支承 旋转凳；（d）单边 支凳,4.其它工作座椅,(1)作业用凳(2)其它支撑物,作业用支承物（a）脚踏板 和搁臂垫 组合；（b）脚踏板 和支承凳 组合；（c）回跳凳；（d）带转动支架的转椅,Aeron座椅曾被美国国防部等机关大量采购,Herman Miller,案例：,设计师 bill Stumpf 和Don Ch

6、adwick为Herman Miller推出 Aeron,纽约现代艺术博物馆中的永久展品,高效率气压式升降，平均调节范围11.5公分左右，满足使用者最大范围的使用需求。,使用者在书写或打电脑时，最人性化功能设定,椅背往后倾仰角度设定：按钮扳至中间，仰角约110度；按钮搬至顶点，仰角就固定在90度，不能倾仰。,使用者对倾仰松紧度需求不同，调整椅背往后倾仰角度松紧的弹性。,根据最先进的研究显示，当尾椎的部分得到适当的支撑时，骨盆会微微的前倾，此时脊椎形成最自然的曲线，脊椎受力较平均，长久工作不易劳累。,Y字腰垫的支撑与保护,利用旋轴原理：外可调15度；内可调17.5度,多种可选的Pellicle织物图案和表面材料,利用空气动力学原理有效地通过空气在椅内的循环，从而将坐面及靠背所承受的重量进行了合理的分配。,Aeron 的设计师 William Stumpf 一生的最后几年一直致力于推出 Embody，直到2006年去世，之后由 Jeff Weber 继续改进。它的问世可以说是来自于几代人的努力和千百次的科学实验。,