1、1关于湖南工业大学校园寝室座椅的舒适性调查摘 要本论文应用人机工程学知识对学校寝室座椅进行分析并作改良设计，通过绘图软件对座椅和测量尺寸进行绘制，增加精确性与可操作性。论文中加入人体模板等人机工程标准图片对座椅的结构进行阐释。对座椅的改进是为使其符合人的生理需求，让学生更好地在寝室学习和工作，提高舒适度。关键字：人机工程，寝室座椅，舒适度1 引言大 学 生 们 在 一 天 清 醒 的 十 五 六 个 小 时 里 ， 有 相 当 长 的 一 段 时 间坐 在 椅 子 上 度 过 ， 这 说 明 大 学 生 活 中 椅 子 的 重 要 性 ， 同 时 也 侧 面说 明 对 椅 子 作 深 入 研
2、究 的 必 要 性 。2 人 机 工 程 学 分 析2.1 寝 室 椅 子 测 量 图 ：坐面角度 水平 靠背斜度 10坐面高度 41.8cm坐位深度 36cm坐面宽度 35cm 靠背高度 38.2cm( 肩靠 ）22.2人体坐姿生理特性分析2.2.1坐姿形式坐姿一般有三种形式，如图 1、图 2 和图 3 所示。图 13图 1 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。图 2图 2 处于非自然姿时，椎间盘内压力分布不正常，形成的压力梯度，严重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。
3、F E D CBAG图 3图 3 完全挺直的坐姿使脊椎严重弯曲，因椎间盘上压力不能正常分布，身体上部的负荷加在腰椎部，引起不适，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甚至反向后凹，这种姿势因而也极不舒服，影响了胸椎和颈椎的正常弯曲，使颈、背部疲劳。良好的坐姿：腰与大腿成135 度，腰椎部有支撑。42.2.2 肌肉活动度图 4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。 2.2.3 肌电图图 5在挺直坐姿下，腰椎部位肌肉活动度高，因为腰椎前向拉
4、直使肌肉组织紧张受力。图 6提供靠背支承腰椎后，活动力则明显减小。5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：1、 躯干挺直或前倾的坐姿很容易引起疲劳2 、设置适当的靠背可使疲劳降低3 、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。2.3 对寝室椅子合理性的分析2.3.1 工作座椅的一般人类工效学的要求6注：表中各符号所代表的参数意义见图 1图 3。表中所列参数 a、f、g、 为操作者坐在椅上之后形成的尺寸、角度。测量时应使用规定参数的重物代替坐姿状态的人。表中参数的确定，考虑
5、了操作者穿鞋(女性鞋跟高 20mm，男性鞋跟高2530mm)和着冬装的因素。2.3.2 数值对比与分析参数 符号 数值 寝室椅子数值座 高 a 360-480 418座 宽 b 370-420(400)350座 深 c 360-390（380）360腰靠长 d 320-340（330）310腰靠宽 e 200-300（250）200腰靠厚 f 35-50(40)20腰靠高 g 165-210 200座面倾角 （ - ）05 34 0腰靠倾角 95115（ ）1101001 书写与阅读时姿势多为前坐，即： 坐前一半坐面。阅读时，多以手肘置桌面支撑上身。有时候一腿叠在另一腿上。 前坐导致的脊柱后凸
6、，本就不是脊7柱的自然状态；且前坐导致的腹部内脏挤压，令人偶感胸闷。 分析：坐面至桌面距离过高、 ，致使背部肌肉更为紧张，导致长时间前坐后肩酸、腰背痛。 坐面前缘未做成圆角。长时间后，大腿下部不适，致使使用者将一腿叠于另一腿上，以缓解腿部的挤压。 且坐面为硬质座椅，无铺垫与饰面，久坐后导致臀部疼痛。 2 使用电脑，休闲娱乐时姿势多为后坐即：坐 2/3 坐面，腰则略呈水蛇状，略驼，以使背可以充分倚靠于靠背上，长时间后又腰部疲劳，变换姿势，腰略挺直，背抵于靠背的上缘，该姿势不能持续很久。长时间使用电脑后，肩疼痛，颈椎脊椎疼痛，手痛。 分析：不适感主要由于靠背角度过小、且未能支托腰部。坐面无铺垫与饰
7、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。使用电脑本身也是导致不适的一大原因。 3 小结： 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，降低桌面高度。 结语在做了这次宿舍座椅的分析与设计后，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
8、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。作为未来的机械设计师，我们看看当今社会，经济的迅速发展，使得机械设计市场也随着经济的浪潮急速上升。虽然有很多好的影响，但是也有许多作品由于时间紧、任务重，来不及做科学的深入研究和仔细推敲就匆匆落成了，是许多设计成品不仅存在大量的缺憾，同时也造成了社会资源的巨大浪费。说到原因，问题就在于对人体工程学的认识和应用不足。由此可见，人体工程学对机械设计的重要性及经济效应。通过这次调研报告，我们对人机工程学这门课程有了新的认识，明白了它对社会的重要性和实用性。知道了如何运用所学的人机工程学知识去解决现实生活中存在的不符人机工程学方面的问题。这次调研分析使我们在人机学实际问题的独立思考和解决问题的能力方面有所提升。人体工程学的应用可以有效地提高我们生活的质量，深入的全面的学习人体工程学和机械设计的关系，有利于我们在今后的设计道路中，走的更远更好，创造更好的生活环境。参考文献【1】阮宝湘 工业设计人机工程 第二版 机械工程出版社8【2】魏春雨. 建筑类型学J. 华中建筑，1990(2)：108.
