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人的生活离不开座椅。理想的座椅对人的工作和休息都是十分有益的。因此，了解人在坐姿状态下的有关解剖生理特征，并依据人的坐姿生理特征进行座椅设计，才能减轻坐姿疲劳程度，提高工作效率。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 （一）坐姿对人体脊柱形态的影响 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
不同形式的座椅会使就坐者采取不同的坐姿，即使是通一把椅子也可以有不同坐姿。坐姿时人体的支撑结构为：脊柱、骨盆、腿和脚。其中脊柱最关键，脊柱由33块脊柱骨靠复合韧带和介于期间的椎间盘连接组成，如图1所示。 本文来自www.eadianqi.com
从侧面观察人体脊柱是由7节颈椎、12节胸椎、5节腰椎，以及骶骨和尾骨组成，它们由软骨组织和韧带联系，使人体能进行屈伸、侧屈和回转等活动。脊柱是人体躯干的中轴和支柱，其四个区段的作用如下： 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 1、颈椎支承头部，既是头部的运动关节，又是头部的缓冲关节。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
2、胸椎与肋骨相连接构成胸腔。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 3、由于人体的重量由脊柱承受且由上至下逐渐增加，因而椎骨也是由上至下逐渐变得粗大。腰椎支承全部上体的总量，又是白纸上体活动的万向关节轴，上体的受力也都要由腰椎承担，因此腰椎特别粗大而有力。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 4、骶尾段与髋骨等构成骨盆，坐姿时腰椎将受力传给骨盆，有髋骨下部的坐骨传给椅面，骨盆是支承上体重量、受力、缓冲、振动，适应体位变化等的基础部分。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 图2所示为坐姿与腰椎压力示意图。当人体自然站立时，脊柱呈理想的“S”形曲线状，腰椎不易疲劳（图2a）；当人体取坐姿工作时，往往会因座椅设计的不科学而促使人们采用不正确的姿势，从而迫使脊柱变形，疲劳加速，并产生腰部酸痛等不适症状（图2b）；如果座椅设计得能让要不得到充分的支撑，使腰椎恢复到自然状态，那么疲劳就会得到延缓，从而得到轻松舒适感（图2c）。 本文来自www.eadianqi.com
实验研究证明：如果自然放松状态下的人体曲线能与座椅靠背曲线充分吻合，座椅舒适度评价值就高。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 （二）体压分布与坐姿疲劳 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 人在坐姿状态下，体重作用在座面和靠背上的压力分布称为坐态体压分布。它与坐姿及座椅的结构密切相关，是设计座椅时需要掌握的重要参数。不论座椅设计如何适应人体的形态及其受力的需要，如果长时间保持一种固定的坐姿，也会产生静力疲劳。 本文来自www.eadianqi.com 就坐者的骨盆可以比喻为倒立的椎体，与椅面接触的主要是臀部两块薄肌肉层下的坐骨。人体大约75%的重量需由骨盆下两块面积为25cm2左右的坐骨支点（薄肌肉层支承）承受。1963年登普西（Dempsey）从他的实验中得到图3所示的结果，也证明了上述结论。他还支持了随着持续时间的延长，臀部血管的血液循环受阻，会引起痛感和麻木等“挤压疲劳”观点。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
座面体压主要分布在臀部，并在坐骨部分产生最大的压力。由坐骨向外，压力逐渐减少。为了减少臀部下部的压力，座面一般应设计成软垫，其柔软程度以使坐骨处支承人体的60%左右的重量为宜。采用软性坐垫，增大臀部均承担体重的压力，减缓坐骨下支点处的疲劳，从而可以延长就座时间。迪布希莱（Diebschlag）和马勒-林罗斯（Mull-Limroth）于1980年记录了被试者在硬座和泡沫软垫上的体压分布曲线，结果如图4所示。软垫与臀部的接触面积由900cm2增加到1050cm2，而压力峰值却减少了40%。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
但是，不论什么座面，保持一种固定的坐姿时间过长，臀部细血管内参加循环的血液量就会减少，控制身体下部生理机能的功能将会下降，这种持续的负荷作用在肌肉上会引起挤压疲劳。只有不断地活动身体才能使身体的各个部分延迟疲劳的到来，因为不断地改变重量分布，变化肌肉的负荷，就能使肌肉在变化中得到能量的调节。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 对于腰肌也是这样，尽管不同的坐姿对腰椎弯曲形状的影响不同，有的小些有的大些，但不论是哪种姿势，长时间的采取一种坐姿总会产生静力疲劳。只有不断地调整坐姿变换脊椎的形态，变换椎间盘、韧带、肌肉等受力情况，才能改善血液循环，缓解腰部的静力疲劳。因此，任何一种座椅在设计时都应考虑变换坐姿的可能性。 本文来自www.eadianqi.com |
