坐姿舒适性与座椅造型设计

人体正常的腰部是松弛状态下侧卧的曲线形状，在这种状态下，各椎骨之间的距离正常，椎间盘上的压力轻微而均匀，椎间盘对韧带几乎没有推力作用，人最感舒适。人体作弯曲活动时，各椎骨之间的间距发生变化，椎间盘则受推挤和摩擦，并向韧带作用推力，韧带被拉伸，致使腰部感到不舒适，腰弯曲变形越大，不舒适感越严重。如图1所示为不同体姿时腰椎弧线的变形情况。本文来自www.eadianqi.com

1964年基根（Keegan）与拉德克（Radke）用X射线照片图研究脊椎的形态变化时发现，当大腿和小腿适当弯曲、舒适地侧卧在垫子上时，可使脊椎处于自然的弯曲状态，如图1中A所示，此姿势时的腰椎弧线A为正常；由B到G腰椎的不自然程度越来越大，其间各种坐姿（包括延伸为直立姿时）的腰椎弧线均会产生或多或少的变形，均会有一定程度的不舒适感。因此，也是座椅设计中应遵循的基本原则。自动控制网www.eadianqi.com版权所有

图1 不同体姿时的腰椎形状

研究坐姿舒适性的目的是为座椅设计服务的。通常情况下，座椅主要是供人们休息或工作时使用的。图2所示是有关人机学者推荐使用的“休息作息”和“作业坐姿”的有关人体关节角度参数，可供设计座椅时参考使用。

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图2 舒适坐姿下的关节角度

现代工业生产和日常生活中使用的座椅各式各样，但概括起来可分为两类：即休闲型座椅和作业型座椅。休闲型座椅主要是供人们休息用的，如沙发、靠背椅、安乐椅，以及医疗座椅等，火车、汽车、飞机等交通工具上的乘客座椅也属这一类。这类座椅的最大特点是强调坐姿状态下的舒适性。而作业型座椅是为了满足人们某项工作需要而专门设计的，根据不同的工作性质，座椅的造型尺度也有不同的要求。一般来说，作业型座椅可分为办公用座椅、操作用座椅和驾驶用座椅。本文来自www.eadianqi.com

图3 办公座椅

（二）操作用座椅

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操作用座椅是指操作微机所用座椅，以及与控制台、某些装配检验工作配套的座椅、它的特点是人坐在座椅上主要是为了完成某些操作动作。由于操作人员多为换班制，因此这类座椅的坐高应为可调节的，其调节范围为工作台面下方24-30cm之间，以适应各班次工作人员的不同身高要求，如图4所示。

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图4 操作座椅

随着微机的逐步广泛使用，人机学着对微机的工作座椅曾作了多种形式的研究设计，图5所示的座椅则是所推荐的形式之一。本文来自www.eadianqi.com

图5 微机操作椅设计尺寸

图6所示为挪威设计师汉司·孟索尔设计的新式座椅——跪式坐具。它的特点是：坐面前倾，在坐面前下方有一个托垫来承托两膝。人坐时，大腿与腹部自然形成理想的张开角度，可避免躯干压迫内脏而影响呼吸和血液循环；两膝跪在托垫上，大大减轻了臀部的压力，足踝也得以自由。它的最大好处是使脊柱挺直，骨节间平均受压，避免变形增生，使人体的躯干自动挺直，从而形成一个肌肉放松的最佳平衡状态；它没有靠背，背部可以自由活动，但不能后靠休息，且下肢活动不便。本文来自www.eadianqi.com


图6 汉司·盂索尔的跪式坐具	图7 云椅

在跪式坐具的基础上，有关人机学着又研究设计出一种称之为“云椅”的坐具，它是将跪式坐具和微机工作台组合在一起的，如图7所示。本文来自www.eadianqi.com

（三）驾驶用座椅

交通运输设备涉及范围广，驾驶用座椅的基本要求相差也较大。但它们的共同特点是：作业空间有限，连续作业时间较长，操作频繁，要求精力集中等。因此，驾驶用座椅又不同于前述座椅的形式。图8所示是轻便小汽车驾驶座椅的形式。图中给出的尺寸是以身高1690-1800mm的人体形为基础，对于比这种身材高或低的人，可以调节座椅位置，在水平面上可以调节±100mm，在垂直面上可以调节±40mm。本文来自www.eadianqi.com

图8 轻便小汽车驾驶室座椅

图9所示为载货汽车驾驶座椅的形式。图上给出的尺寸对身高1750mm±50mm的驾驶员最佳。座椅位置可以调节，在水平面上可调节±100mm，在垂直面上可调节±50mm。本文来自www.eadianqi.com


图9 载货汽车驾驶室座椅	图10 火车司机驾驶室座椅