人机工程学座椅分析
基于人机工程学的汽车座椅设计研究
基于人机工程学的汽车座椅设计研究【摘要】本文探讨了基于人机工程学的汽车座椅设计研究。
在介绍了研究背景和研究目的。
正文部分分析了人机工程学在汽车座椅设计中的应用，以及人体工程学在汽车座椅设计中的重要性。
同时讨论了汽车座椅设计中的关键因素和现有问题，并提出了改进建议。
结论部分强调了基于人机工程学的汽车座椅设计的重要性，并探讨了未来发展方向。
本文旨在引起人们对汽车座椅设计的重视，以提高驾驶者的舒适感和安全性。
通过结合人机工程学原理，可以为汽车座椅设计带来更好的体验和效果。
【关键词】人机工程学、汽车座椅设计、人体工程学、关键因素、问题、建议、重要性、发展方向、总结。
1. 引言1.1 研究背景汽车座椅作为汽车的重要部件之一，在人类日常生活中扮演着至关重要的角色。
随着汽车行业的快速发展和人们对驾驶舒适性的不断追求，汽车座椅的设计变得越来越重要。
目前市场上的许多汽车座椅设计并没有充分考虑到人体工程学的原理，导致了许多用户在长时间驾驶过程中出现腰痛、脊柱不适等问题。
基于人机工程学的汽车座椅设计变得尤为重要。
人机工程学是一门研究人与工作环境之间相互适应关系的学科，其原理在汽车座椅设计中的应用，可以有效提高驾驶员和乘客的舒适性，减少驾驶过程中的疲劳感和身体不适症状。
通过深入研究人体工程学在汽车座椅设计中的重要性和关键因素，可以为汽车制造商提供更科学、更人性化的座椅设计方案，促进汽车产业的发展和用户体验的提升。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨基于人机工程学的汽车座椅设计在提高驾驶员和乘客的舒适性、安全性和健康性方面的重要性，分析人体工程学在汽车座椅设计中的具体应用及其对座椅设计的影响。
通过研究不同人群的体型、姿势和习惯对座椅设计的影响，进一步优化汽车座椅的设计，提高座椅的适用性和舒适性。
本研究旨在深入了解现有汽车座椅设计存在的问题，并提出相应的改进建议，为汽车座椅设计提供更科学、更人性化的方向。
通过本研究，可以为汽车制造商和设计师提供宝贵的参考，推动汽车座椅设计领域的发展和进步，更好地满足消费者的需求和期待，提升汽车产品的竞争力和市场占有率。
人机工程学分析--座椅设计
座面
人体的骨盆下面有两块坐骨结节，在坐姿状 态下，当座面呈近似水平时，可使两坐骨结节外侧 的股骨处于正常的位置而不受过分的压迫，人体 会感到舒适。当坐面呈斗形时，会使股骨向上转 动，这种状态除了使股骨处于受压迫位置而承受 载荷外，还造成髋部肌肉承受反常压迫，并使肘部 和肩部受力，从而引起不舒适感。因此，座面的设 计应该呈近似水平，避免斗形设计。
工作椅的主要参数数据
坐姿人体主要尺寸
座高
座高即座椅的高度，是座前沿中至地面的垂直距离。座高是影响坐姿 舒适程度的主要因素之一，座高不合理会导致坐姿的不正确，而且容 易使人体腰部产生疲劳。座面过高，则两腿悬空碰不到地面，体压有 一部分分散在大腿部分，使大腿血管受到压迫，妨碍血液循环。座面 过低，膝盖拱起，体压过于集中在坐骨上，时间久了会产生疼痛感。 人体工程学研究表明，合理的座高应等于小腿加足高再加上 25-30mm 的鞋跟厚再减去 10-20mm的活动余地，即:
FE
D CB A
G
肌肉活动度
脊椎骨依据其附近的肌肉 和腱连接，椎骨的定位正 是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 肉活动度增加，招致疲劳 酸痛。
三组不同坐姿的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。
正确的坐姿才能使坐在其上的人体容易地寻
求到合适的腰椎支撑。
座椅人机工程学
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。
人机工程学与寝室座椅
基于人机工程学设计的寝室座椅
对比：
坐面高度 靠背角度 坐面高度 座位深度 座位宽度 靠背高度
实物
1 96 420 385 380 875
差值
0 2 -50 -5 20 -115
重新设计
1 98 370 380 400 770 单位：mm；°
报告总结：
日常生活中，时时处处都存在着人机问题， 有合理的也有不合理的，在做了这次寝室 座椅调研报告后，我们大概的了解到，原 来有那么多人机工程设计应该关注和解决 的问题。大学生生活环境中的人机问题比 比皆是：床柜、桌椅、寝室、水房、浴室、 餐厅、超、市、网吧、学习工厂、银行、 邮局、学习文具、计算机、手机、实验室、 图书馆、运动场、公共汽车......无处不 在。作为未来的工业设计师，我们更有责 任让这个世界变得更加美好。“别有佳处 惬人意”，在进行课程设计时我们才真真 正正体会到人机工程学是门综合性的应用 型学科。
1，该座椅一定程度上考虑了坐面角度和靠背角度，和较大面积的面状 靠背，使之在短时间的使用下，未有明显不适。 2、无铺垫与饰面无根据人体工程学凹凸的硬质靠背与坐面，无腰部支 托，较小的靠背角度，较大的坐面到桌面距离，是该椅子长时间使用导 致不适的主要原因。
3、建议加铺垫和饰面，加大靠背角度，提高坐面高度。
分析：
1、不适感主要由于靠背角度过小（小于休息椅建议值7度）， 且未能支托腰部。
2、坐面无铺垫与饰面，于是为保持身体不致在椅子上滑动， 会导致额外的肌肉紧张。 3、使用电脑本身也是导致不适的一大原因。
座 椅
①大腿基本水平，小 腿垂直地获得地面支 撑。
座
高 的
②腘窝不受压。
设 计
③臀部边缘及腘窝后 部的大腿在椅面获得
人机工程学座椅的设计-资料
靠背椅:脊柱托扶人体工学椅
人机Er工g程on学omics
一经推出，即被誉为“结合 设计界与医学界的超经典人 体工学椅”。
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5.靠背角（α）
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• 靠背角指的是靠背与座面之间的夹角。建议座 椅的靠背角在90°-110°范围内选取。
• (一)对椅子功能的忽视
•
椅子对生活的重要意义被人们普遍忽
视。少年儿童的近视发生率异常高，脊柱
侧弯症日益增多，这才逐渐开始引起人们
的重视，诱发儿童病症的原因之一是和不
适宜的桌椅有关的 。
(二)椅子的两副面孔
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•
从发明以来，椅子即有两副而孔，一个是象征
身分，另一个是支持人体的辅助工具。
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座椅设计分类
当考虑坐姿动机时，座椅基本分为三类： • 1.休息为目的的安乐椅 • 2.作业场所的工作椅 • 3.多功能椅
1. 休息为目的的安乐椅
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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
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• 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.多功能椅
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• 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。
人机工程学椅子分析
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—工作椅
此座椅的腰靠角为95度， 符合标准
5 腰靠
靠背可以帮助脊柱保持正 常，轻松的姿态，一般座 椅的腰靠长应为320mm340mm，腰靠宽应为 200mm-300mm，腰靠高 应为165mm-210mm。
此座椅的腰靠长为：445mm，腰靠高为：345mm。 这些都不在范围之内，数值都比较大。
2.座深:该椅子超过(380mm).
改进:该椅子的座深460mm, 应该缩短至360-390mm.
3.扶手:该椅子超过(280mm).
改进:该椅子的扶手长340mm, 应该缩短至200-280mm之内.
6 扶手
扶手的高度一般为200~250mm. 两扶手的内间距最大不超过 500mm.扶手长度200~280mm.
此座椅的扶手长为：340mm，高为：200mm. 扶手有点偏长。
存在的问题及改进方法
1.座宽:该椅子没超过(500mm).
改进:该椅子的座宽465mm, 应该扩大至500mm左右.
1 座高分析 座高又称座面高，是指坐 骨下支点的臀部到地面的 高度。为了使座者舒服， 座椅的高度一般不应超过 小腿较短的人所适应的高 度。 工作座椅座面高取360480mm为宜。
该座椅的座高为:420mm， 还是比较符合要求的。
2 座宽分析 座宽一般依据女性中95百 分位的臀宽尺寸设计。无 扶手的工作座椅座宽应为 370-420mm，推荐值为 400mm。扶手座椅的座宽 应不小于500mm.
该座椅的座宽为：465mm, 它各种 坐姿下靠背能够支撑腰部 ，避免座位太大导致弓腰 才能靠到椅面，或座面太 小导致大腿失去支撑。工 作座椅深应取为360-390， 推荐值为380mm。
座椅人机工程学的分析详细版.ppt
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三组不同坐姿的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。
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正确的坐姿就是臀部距离靠背稍远一点，上 身向后倾斜，双腿之间保持90°-115°间， 大、小腿之间保持100°-120°之间，小腰腿椎支撑点 与脚掌保持在85°-95°之间，处于这种状 态之下，人会感到舒适、轻松。
稳定作用；
座椅的设计必须能使坐在其上的人体改变其姿势；
靠背，特别是在腰部的支撑，可降低脊柱所产生的紧张压力；
座垫必须有充分的衬垫和适当的硬度，使之有助于将人
体重量的压力分布于坐骨结节附近。
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工作座椅的人机工程学分析
一、坐姿与座椅设计的人机工程学 二、工作椅的设计要求 三、工作椅的人机工程学分析
3、工作座椅可调节部分的结构构造，必须易于调节，必须保证 在椅子使用过程中不会改变已调节好的位置并不得松动
4、工作座椅各零部件的外露部分不得有易伤人的尖角锐边，各 部结构不得存在可能造成挤压，剪钳伤人的部位。
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Hale Waihona Puke 18工作椅的设计要点
5、无论操作者坐在座椅前部，中部还是往后靠，工作座椅坐面 和腰靠结构均应使其感到安全，舒适。
人机工程学分析 --座椅设计
内容要点
座椅分类
座椅设计要求
工作椅的人机工程学分析
精心整理
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基于人机工程学的座椅设计
人们在生活和工作时，离不开座椅，特别是以坐姿进行工作的人，每天都 有１／３以上的时间在与座椅打交道。因此座椅设计除了材料运用得当及造 型大方美观以外，更重要的是要符合人体工学设计原则，即进行座椅设计时 必须充分考虑人体的坐态生理特征。让坐在其上的人可以得到更好的状态。 现代座椅的设计要可靠、耐用、安全，更重要的是要满足它的使用功能与舒 适度。各类座椅都应根据人机工程学的基本法则，结合人体的生理和心理需 求，设计出合理的座椅尺度和空间距离，给使用者设计与制造出最大限度的 自由活动空间以及更多的方便和安全感、视觉美感等。座椅的实用程度，是 通过人们的反复使用，接触与鉴别加以验证的，座椅作为一种居室文化的载 体发展到今天，它已经是现代人类生活中调剂居室环境的艺术品、装饰品， 是融艺术与实用于一体的全新消费品。
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人机工程学中式家居木椅人机使用分析
一．基本参数：
二．人机使用分析：
1.坐高较高，大腿及臀部受力，且小腿得不到放松，不适。
2.坐深较长，受力点集中在大腿及臀部，腰部不能很好的得到放松，不适
3.靠背倾角过小，腰部不能很好的贴合靠背；且靠背采用木头作为材料及直线线条造型，不符合人体脊柱的构造，腰背肌肉也不能得到很好的放松，不适。
4.拘泥于传统造型，无扶手，造型僵硬呆板，从心理到生理都未能很好的考虑用户体验
三．总结：
1.该座椅一定程度上考虑到了人机工程学的坐面角度，坐宽，能让使用者在短时间内的使用中不致于引起不适
2.座椅整体造型古朴大方，比例均衡。
但在设计过程中，其坐深，坐高，靠背高度及靠背倾角未能符合人机工程学的要求
四．建议：
1.缩短坐深与坐高
2.加大靠背倾度与弧度
3.增加坐前缘弧度
4.缩短靠背高度。