寝室座椅优化课程设计.docx

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寝室座椅优化课程设计

课程设计任务书

课程名称：

安全人机工程学

题目：

寝室座椅优化课程设计

学院：

环境与化学工程学院

系：

安全工程

专业班级：

安工111

学号：

5802211034

学生姓名：

徐弄

起讫日期：

2013.12.15~12.29

寝室座椅优化课程设计

第一章摘要..............................

第二章课程设计主要内容和基本要求................

第3章坐姿与座椅的分析....................................

第4章座椅尺寸的设计分析................................

1.宿舍座椅的实际尺寸...........................................

2.座高........................................................................

3.座宽........................................................................

4.坐面倾角................................................................

5.靠背.........................................................................

第五章寝室座椅的改进设计....................................

第六章结构设计..........................................................

结论................................................................................

参考文献........................................................................

摘要：

随着我国高等院校地不断扩招，越来越多的人成为大学生迈进了大学。

每个学校招收了来自不同地区甚至于是不同国家的学生，为了给学生提供一个方便的、良好的学习和生活条件，每个学校都建造了学生公寓，可以说，对于绝大部分的大学生而言，宿舍就是每个大学生的第二个家，而宿舍的学生用床更是在个人生活占据着极其重要的地位。

第2章课程设计主要内容和基本要求

1、椅子使用群体分析此次设计为学校学生宿舍椅子改良设计，使用群体为学生。

2、椅子使用环境分析使用环境为学生宿舍。

3、椅子使用目的分析一般用于休息、写作业。

4、椅子功用价值分析用来坐可带来休息舒适性，做作业时能减轻下肢体的疲劳提高作业效率。

5、椅子的空间布局分析一般置于宿舍桌子周围，要与桌子相配合。

第三章坐姿与座椅的分析

①、坐姿分析

1.坐姿的优点和缺点

（1）优点

a.可免除站立时人体的足踝、膝部、臀部和脊椎等关节部位受到静肌力，减少人体能耗，消除疲劳

b.坐姿比站立更有利于血液循环

c.有利于保持身体的稳定，这对精细作业更适

d.在脚操作场合，坐姿保持身体处在稳定的姿势，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导致废劳。

b.长期维持坐姿也会影响人体健康，招致腹肌松弛，脊椎非正常弯曲，以及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，引起不适感。

②.坐姿矫形学生理

（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。

躯干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度角的靠背影院座椅是不良的设计,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。

故良好的坐姿：

腰与大腿成135度，腰椎部有支撑

③.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。

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

第4章座椅尺寸的设计分析

1.宿舍座椅的实际尺寸

尺寸（单位：

mm）

坐面角度

10度

靠背角度

105度

坐面高度

435

坐位深度

355

坐位宽度

375

靠背宽度

375

座高：

寝室椅43—50cm

适当的高度应使大腿保持水平，小腿垂直，双脚平放于地面。

座面不能过高，否则小腿悬空时大腿受椅面前缘压迫，使坐者感到不适，长时间这样坐着血液受阻，小腿麻木肿胀。

因此，坐高一般按低身材人群设计，建议坐面前缘应比人体膝窝高度低3-5cm，且有半径为2.5—5cm的弧度。

座面亦不能太低，否则腿长的人骨盆后倾，正常的腰椎曲线被拉直，致使腰酸不适。

座宽：

43—45cm

座宽必须能容纳身材粗壮的人。

对单人使用的座椅，参考尺寸是臀宽，以女性群体尺寸上限为设计根据，对成排相邻放置的座椅，如剧场观众椅，则座宽应以肘间距的群体上限位为设计基准，以避免拥挤压迫感。

座宽亦不能太大，如长时间坐姿作业，双臂应得到应有的支承，如座宽太大，则肘部必须向两侧伸展以寻求支承，这样会引起肩部疲劳。

座深：

休息用椅40—43cm，工作用椅35—40cm指椅面前缘至后缘的距离，该尺寸不能太大。

正确的座深应使靠背方便地支持腰椎部位如座深大于身材矮小者的大腿长（臀部至膝窝距），座面前缘将压迫膝窝处压力敏感部位，这样若要得到靠背的支持，则必须改变腰部正常曲线；否则，坐者必须向座缘处移动以避免压迫膝窝，却得不到靠背的支持为适应绝大多数使用者，座深应按较小百分位的群体设计，这样身材矮小者坐着舒适，身体高大的人只要小腿能得到稳定的支持，也不会在大腿部位引起压力疲劳。

座面倾角：

小于3度座面倾角指座面与水平面所夹角度座面后倾的作用有两点：

一是由于重力，躯干后移，使背部抵靠椅背，获得支持，可以降低背肌静压。

二是防止坐者从座缘滑出座面。

靠背：

靠背的最大高度可达48—63cm，最大宽度可达35—48cm。

靠背的尺寸主要由臀部底面到肩部的高度（决定靠背高）和肩宽（决定靠背宽）有关，确定高度时还必须计入座椅的有效厚度。

为了使背部下方骶骨和臀部有适当的后凸空间，座面上方与靠背下部之间应有凹入或留一开口部分，其高度至少为12.5—20cm靠背角度：

103一112度指座面与靠背的夹角，其目的与座面角度相似从脊柱正常形态来看，该角为115度较为合适。

实际应用中，建议取：

阅读用椅101—l04度，休息椅105—108度椅垫人体在坐姿状态下，与座面紧密接触的实际上只是臀部的两块坐骨结节，其上只有少量的肌肉，人体重且的75％左右由约25cm2的坐骨周围的部位来支承，这样久坐足以产生压力疲劳，导致臀部痛楚麻木感。

第5章寝室座椅的改进设计

新坐椅的实际尺寸

尺寸（单位：

mm）

坐面角度

20度

靠背角度

105度

坐面高度

440

坐位深度

355

坐位宽度

375

靠背宽度

375

相比原座椅的优点：

1、坐面与靠背面均有软硬两面，可供使用者自由选择，尤其软座面更能缓解压力，舒缓疲劳，更能满足学生需要。

2、折叠椅折叠后占的空间更小，使宿舍更加宽敞。

3、结构简单，重量轻，更方便搬运。

第六章结构设计

结论

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。

通过这次调研分析，理论与实践的一次结合我们发现问题、调查问题，探索可能的解决、改进方案，却又不少收获甚丰。

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：

龚锦编译.《人体尺度与室内空间》

教材《安全人机工程学》

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