資源描述:
《座椅人機(jī)工程分析》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、摘要本文從人體坐姿生理學(xué)和生物力學(xué)的角度出發(fā),分析了座椅對于人們身體的影響,同時(shí)介紹了現(xiàn)有的一些新式座椅,旨在讓人們更加了解座椅對人們健康的影響,啟發(fā)人們發(fā)揮想象力發(fā)明出更加健康舒適的座椅。關(guān)鍵詞健康座椅新式1、座椅與人體健康1.1座椅設(shè)計(jì)的主要依據(jù)坐姿時(shí)人體比較自然的姿勢,它有很多優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)人站立時(shí),人體的足踝、膝部、臀部和脊椎等關(guān)節(jié)部位受到靜肌力的作用,以維持靜立狀態(tài);而人坐著時(shí),可免除這些肌力,減少人體消耗,消除疲勞。坐姿比站姿更有利于血液循環(huán),站立時(shí)血液和體液會(huì)向下肢積蓄;而坐著時(shí),肌肉組織松弛
2、,使腿部血管內(nèi)血液靜壓降低,血液流回心臟的阻力減小。坐姿還有利于保持身體的穩(wěn)定,這對精細(xì)作業(yè)更加適合。在腳操作場合,坐姿保持身體處在穩(wěn)定的姿勢,有利于作業(yè),因而坐姿時(shí)最常采用的工作姿勢。目前大多數(shù)辦公室工作人員、腦力勞動(dòng)者、部分體力勞動(dòng)者都采用坐姿工作。隨著技術(shù)的進(jìn)步,愈來愈多的體力勞動(dòng)者也將采用坐姿工作。1.2坐姿生理學(xué)1.2.1脊柱結(jié)構(gòu)在坐姿狀態(tài)下,支持人體的主要結(jié)構(gòu)是脊柱、骨盆、腿和腳等。脊柱位于人體背部中線處,有33塊短圓柱狀椎骨組成,包括7塊頸椎、12塊胸椎、5塊腰椎和下方的5塊骶骨及四塊尾
3、骨組成,相互間由肌腱和軟骨連接,腰椎、骶骨和椎間盤及軟組織承受坐姿時(shí)身上大部分負(fù)荷,還要實(shí)現(xiàn)彎腰扭轉(zhuǎn)等動(dòng)作。對著及而言這兩部分最為重要。正常的姿勢下,脊柱的腰椎部分前凸,而至骶骨時(shí)則后凹。在良好的坐姿狀態(tài)下,壓力適當(dāng)?shù)胤植加诟髯甸g盤上,肌肉組上承受均與的靜載荷。當(dāng)處于非自然姿勢時(shí),椎間盤內(nèi)壓力分布不正常,產(chǎn)生腰部酸痛、疲勞等不適感。1.2.2腰曲弧線脊柱側(cè)面有四個(gè)勝利彎曲,頸曲、胸曲、腰曲、骶曲。其中與坐姿舒適性直接相關(guān)的是腰曲。人體正常的腰曲弧線是側(cè)臥的曲線,軀干挺直坐姿和前彎時(shí)的腰弧曲線會(huì)使腰椎嚴(yán)
4、重變形,要使坐姿能形成幾乎正常的腰曲弧線,軀干與大腿之間必須有大于90度的角度,且在腰部有所支承,課件保證腰椎弧線的正常形狀是獲得舒適坐姿的關(guān)鍵。1.2.3腰椎后凸和前凸正常的腰弧曲線是微微前突。為使坐姿下的腰弧曲線變小,座椅應(yīng)在腰椎部提供所謂的兩點(diǎn)支承。由于5、6胸椎高度相當(dāng)于肩胛骨的高度,肩胛骨面積大,可承受較大壓力所以第一支承應(yīng)位于5、6胸椎之間,稱其為肩靠。腰部支承設(shè)置在第4、5腰椎之間的高度上,稱其為腰靠,和肩靠一起組成座椅的靠背。合理的腰靠應(yīng)是使腰弧曲線處于正常的生理曲線。坐姿生物力學(xué)1.
5、3生物力學(xué)1.3.1肌肉活動(dòng)度脊椎一卡附近的肌肉和肌腱連接,椎骨的定位正是借助于肌腱的作用力。一旦脊椎偏離自然狀態(tài),肌腱組織就會(huì)受到相互的壓力的作用,是肌肉活動(dòng)度增加,招致疲勞酸痛。肌腱組織受力時(shí),產(chǎn)生一種活動(dòng)電勢。根據(jù)肌電圖記錄可知,在挺直坐姿下,腰椎部位肌肉活動(dòng)度高,因?yàn)檠登跋蚶笔辜∪饨M織緊張受力。提供靠背支承腰椎后,活動(dòng)力則明顯減小;當(dāng)軀干前傾時(shí),背上方和肩部肌肉活動(dòng)度高,以桌面作為前傾時(shí)手臂的支承并不能降低活動(dòng)度。這些結(jié)果與坐姿生理學(xué)是相符合的。1.3.2體壓分布由人體解剖學(xué)可知,人體坐骨
6、粗壯,與其周圍的肌肉相比,能承受更大的壓力。而大腿底部有大量血管和神經(jīng)系統(tǒng),壓力過大會(huì)影響血液循環(huán)和精神系統(tǒng)傳到而感到不適。所以坐墊上的壓力應(yīng)按照臀部不同部位承受不同壓力的原則來設(shè)計(jì),即在坐骨處壓力最大,向四周逐漸減小,至大腿部位時(shí)壓力降至最低值,這是坐墊設(shè)計(jì)的壓力分布不均勻原則。股骨受力分析人體的結(jié)構(gòu)在骨盆下面有兩塊圓骨,成為坐骨結(jié)節(jié)。坐姿時(shí)這兩塊面積很小的坐骨結(jié)節(jié)能支承上身的大部分重量。坐骨結(jié)節(jié)下面的座面呈近似水平時(shí),可使兩坐骨結(jié)節(jié)外側(cè)的股骨出于正常的位置而不受過分的壓迫,因而人體感到舒適。1.3
7、.3當(dāng)座面呈斗形時(shí),會(huì)使股骨向上轉(zhuǎn)動(dòng),這種狀態(tài)除了使股骨出于受壓迫位置而承受載荷外,還造成髖部肌肉承受反常壓迫,并使肘部和肩部受力,從而引起不舒適感。所以在座椅設(shè)計(jì)中,斗形坐面是應(yīng)該避免的。椎間盤受力分析當(dāng)坐姿腰弧曲線正常時(shí),椎間盤上受的壓力均勻而輕微,幾乎無推力作用于韌帶,韌帶不拉伸,要不無不舒適感。但是,當(dāng)人體處于前彎坐姿時(shí),椎骨之間的間距發(fā)生改變,相鄰兩椎骨前端間隙縮小,后端間隙增大,椎間盤在間隙縮小的前端受推擠和摩擦,迫使它向韌帶作用一推力,從而引起腰部不適感,長期累積作用,可造成椎間盤病變。
8、綜合看來,從坐姿生理學(xué)角度,應(yīng)保證腰弧曲線正常;從坐姿生物力學(xué)角度,應(yīng)保證肢體免受異常力作用。依據(jù)兩方面的要求,研究了人體作業(yè)的舒適坐姿。2、座椅設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)要點(diǎn)2.1.1工作座椅的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)盡可能與坐姿工作的各種操作活動(dòng)要求相適應(yīng),應(yīng)能使操作者在工作過程中保持身體舒適、穩(wěn)定并恩給你進(jìn)行準(zhǔn)確地控制和操作。2.1.2工作座椅座高和腰高必須是可調(diào)節(jié)的。座高調(diào)節(jié)范圍360-480mm之間;工作座椅坐面高度的調(diào)節(jié)方式可以是無級的或者間隔20mm為一檔的有級調(diào)節(jié)