寢室座椅優化課程設計

課程設計任務書

課程名稱：安全人機工程學

題目：寢室座椅優化課程設計

學院：環境與化學工程學院

系：安全工程

專業班級：安工111

學號： 5802211034

學生姓名：徐弄

起訖日期： 2013.12.15~12.29

寢室座椅優化課程設計

第一章摘要

第二章課程設計主要內容和基本要求

第3章坐姿與座椅的分析

第4章座椅尺寸的設計分析

1.宿舍座椅的實際尺寸

2.座高

3.座寬

4.坐面傾角

5.靠背

第五章寢室座椅的改進設計

第六章結構設計

結論參考文獻

摘要：隨著我國高等院校地不斷擴招，越來越多的人成為大學生邁進了大學。每個學校招收了來自不同地區甚至於是不同國家的學生，為了給學生提供乙個方便的、良好的學習和生活條件，每個學校都建造了學生公寓，可以說，對於絕大部分的大學生而言，宿舍就是每個大學生的第二個家，而宿舍的學生用床更是在個人生活佔據著極其重要的地位。

第2章課程設計主要內容和基本要求

1、椅子使用群體分析此次設計為學校學生宿舍椅子改良設計，使用群體為學生。 2、椅子使用環境分析使用環境為學生宿舍。 3、椅子使用目的分析一般用於休息、寫作業。

4、椅子功用價值分析用來坐可帶來休息舒適性，做作業時能減輕下肢體的疲勞提高作業效率。 5、椅子的空間布局分析一般置於宿舍桌子周圍，要與桌子相配合。

第三章坐姿與座椅的分析

①、坐姿分析

1.坐姿的優點和缺點

（1）優點

a.可免除站立時人體的足踝、膝部、臀部和脊椎等關節部位受到靜肌力，減少人體能耗，消除疲勞

b.坐姿比站立更有利於血液迴圈

c.有利於保持身體的穩定，這對精細作業更適

d.在腳操作場合，坐姿保持身體處在穩定的姿勢，有利於作業。

(2)缺點

a.限制了人體活動範圍，尤其是需要上肢出力的場合，往往需要站立作業，而頻繁的起**替也會導致廢勞。

b.長期維持坐姿也會影響人體健康，招致腹肌鬆弛，脊椎非正常彎曲，以及對某些內臟器官造成損害，如消化器官與呼吸器官

c.坐姿太久也會造成下肢腫脹，靜脈壓力增加．大腿區域性受到壓力，增加血液回流阻力，引起不適感。

②.坐姿矯形學生理

（1）正常的姿勢下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨時則後凹。在良好的坐姿狀態下，壓力適當地分布於各椎間盤上，肌肉組織上承受均勻的靜負荷。

（2）當處於非自然姿時，椎間盤內壓力分布不正常，形成的壓力梯度，嚴重的會將椎間盤從腰椎之間擠出來，壓迫中樞神,產生腰部痠痛、疲勞等不適感。軀幹完全挺直的坐姿使脊椎嚴重彎曲，因椎間盤上壓力不能正常分布，身體上部的負荷加在腰椎部，引起不適，因此90度角的靠背影院座椅是不良的設計,軀幹前傾的姿勢會使本來前凸的腰椎拉直甚至反向後凹，這種姿勢因而也極不舒服，影響了胸椎和頸椎的正常彎曲，使頸、背部疲勞。故良好的坐姿：

腰與大腿成135度，腰椎部有支撐

③.肌肉活動度

脊椎骨依據其附近的肌肉和腱連線，椎骨的定位正是借助於肌腱的作用力。一旦脊椎偏離自然狀態，肌腱組織就會受到相互壓力(拉或壓)的作用，使肌肉活動度增加，招致疲勞痠痛。

根據矯形學原理和肌肉活動度分析可得出下列結論

a 軀幹挺直或前傾的坐姿很容易引起疲勞

b 設定適當的靠背可使疲勞降低

c 大於90度的靠背可防止骨盆的旋轉，增加坐姿穩定性且使坐姿更接近自然狀態

第4章座椅尺寸的設計分析

1.宿舍座椅的實際尺寸

座高：寢室椅43—50cm

適當的高度應使大腿保持水平，小腿垂直，雙腳平放於地面。座面不能過高，否則小腿懸空時大腿受椅面前緣壓迫，使坐者感到不適，長時間這樣坐著血液受阻，小腿麻木腫脹。因此，坐高一般按低身材人群設計，建議坐面前緣應比人體膝窩高度低3-5cm，且有半徑為2.

5—5cm的弧度。座面亦不能太低，否則腿長的人骨盆後傾，正常的腰椎曲線被拉直，致使腰痠不適。

座寬：43—45cm

座寬必須能容納身材粗壯的人。對單人使用的座椅，參考尺寸是臀寬，以女性群體尺寸上限為設計根據，對成排相鄰放置的座椅，如劇場觀眾椅，則座寬應以肘間距的群體上限位為設計基準，以避免擁擠壓迫感。座寬亦不能太大，如長時間坐姿作業，雙臂應得到應有的支承，如座寬太大，則肘部必須向兩側伸展以尋求支承，這樣會引起肩部疲勞。

座深：休息用椅40—43cm，工作用椅35—40cm 指椅面前緣至後緣的距離，該尺寸不能太大。正確的座深應使靠背方便地支援腰椎部位如座深大於身材矮小者的大腿長（臀部至膝窩距），座面前緣將壓迫膝窩處壓力敏感部位，這樣若要得到靠背的支援，則必須改變腰部正常曲線；否則，坐者必須向座緣處移動以避免壓迫膝窩，卻得不到靠背的支援為適應絕大多數使用者，座深應按較小百分位的群體設計，這樣身材矮小者坐著舒適，身體高大的人只要小腿能得到穩定的支援，也不會在大腿部位引起壓力疲勞。

座面傾角：小於3度座面傾角指座面與水平面所夾角度座面後傾的作用有兩點：一是由於重力，軀幹後移，使背部抵靠椅背，獲得支援，可以降低背肌靜壓。二是防止坐者從座緣滑出座面。

靠背：靠背的最大高度可達48—63cm，最大寬度可達35—48cm。靠背的尺寸主要由臀部底面到肩部的高度(決定靠背高)和肩寬(決定靠背寬)有關，確定高度時還必須計入座椅的有效厚度。

為了使背部下方骶骨和臀部有適當的後凸空間，座面上方與靠背下部之間應有凹入或留一開口部分，其高度至少為 12.5—20cm 靠背角度：103一112度指座面與靠背的夾角，其目的與座面角度相似從脊柱正常形態來看，該角為115度較為合適。

實際應用中，建議取：閱讀用椅101—l04度，休息椅105—108度椅墊人體在坐姿狀態下，與座面緊密接觸的實際上只是臀部的兩塊坐骨結節，其上只有少量的肌肉，人體重且的75％左右由約25cm2的坐骨周圍的部位來支承，這樣久坐足以產生壓力疲勞，導致臀部痛楚麻木感。

第5章寢室座椅的改進設計

新坐椅的實際尺寸

相比原座椅的優點：1、坐面與靠背面均有軟硬兩面，可供使用者自由選擇，尤其軟座面更能緩解壓力，舒緩疲勞，更能滿足學生需要。 2、折疊椅摺疊後佔的空間更小，使宿舍更加寬敞。

3、結構簡單，重量輕，更方便搬運。

第六章結構設計

結論在做了這次宿舍座椅的分析與設計後，我們大概的了解到，原來有那麼多人機工程設計應該關注和解決的問題。大學生生活環境中的人機問題比比皆是：床櫃、桌椅、寢室、水房、浴室、餐廳、超、市、網咖、學習工廠、銀行、郵局、學習文具、計算機、手機、實驗室、圖書館、運動場、公共汽車......

無處不在。作為未來的機械設計師，我們看看當今社會，經濟的迅速發展，使得機械設計市場也隨著經濟的浪潮急速上公升。雖然有很多好的影響，但是也有許多作品由於時間緊、任務重，來不及做科學的深入研究和仔細推敲就匆匆落成了，是許多設計成品不僅存在大量的缺憾，同時也造成了社會資源的巨大浪費。

說到原因，問題就在於對人體工程學的認識和應用不足。由此可見，人體工程學對機械設計的重要性及經濟效應。通過這次調研分析，理論與實踐的一次結合我們發現問題、調查問題，探索可能的解決、改進方案，卻又不少收穫甚豐。

通過這次調研報告，我們對人機工程學這門課程有了新的認識，明白了它對社會的重要性和實用性。知道了如何運用所學的人機工程學知識去解決現實生活中存在的不符人機工程學方面的問題。這次調研分析使我們在人機學實際問題的獨立思考和解決問題的能力方面有所提公升。

人體工程學的應用可以有效地提高我們生活的質量，深入的全面的學習人體工程學和機械設計的關係，有利於我們在今後的設計道路中，走的更遠更好，創造更好的生活環境。

教材《安全人機工程學》

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