第六章工作台与座椅设计 6.1 坐姿生理解剖基础 6.2 座椅、办公桌设计的人机学要求 6.3案例分析 安徽机电职业技术学院

坐姿工作与座椅 6.1 坐姿生理解剖基础 安徽机电职业技术学院 除了睡眠时间以外，我们在每天清醒着的十六、七个小时里，有多长时间是坐在椅子上度过的呢？我们可以统计一下，也许会获得一个有意思的数字。 安徽机电职业技术学院

据统计，发达国家中坐姿工作的比例已经超过2/3，这个比例今后还将继续攀升。这说明生活中椅子的重要，也说明对椅子进行研究很有必要。 6.1 坐姿生理解剖基础 据统计，发达国家中坐姿工作的比例已经超过2/3，这个比例今后还将继续攀升。这说明生活中椅子的重要，也说明对椅子进行研究很有必要。 安徽机电职业技术学院

从生理学和人体生物力学角度讲，坐姿有如下优点： 6.1 坐姿生理解剖基础 从生理学和人体生物力学角度讲，坐姿有如下优点： 1、坐姿解除上身重量对两腿、足踝、膝、髋等关节所受的压力，减轻了全身及腿部肌肉的负荷，可降低体能消耗。 安徽机电职业技术学院

3、有利于维持身体的稳定，也有利于身体和情绪的安定。 4、坐姿解放了双脚，使腿脚易于参与操作，还能利用靠背发挥腿脚的蹬力。 6.1 坐姿生理解剖基础 2、放松了腿部肌肉组织，能缓解疲劳。 3、有利于维持身体的稳定，也有利于身体和情绪的安定。 4、坐姿解放了双脚，使腿脚易于参与操作，还能利用靠背发挥腿脚的蹬力。 安徽机电职业技术学院

1、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，而频繁的起坐交替会导致疲劳； 6.1 坐姿生理解剖基础 不利方面： 1、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，而频繁的起坐交替会导致疲劳； 2、坐姿太久也会造成下肢肿胀，静脉压力增大等； 3、长期的坐姿也会引起腹肌松弛，脊椎非正常弯曲，导致颈椎或腰椎部位病痛。 安徽机电职业技术学院

6.1 坐姿生理解剖基础 脊柱结构 在坐姿的状态下，人的身体由脊柱、骨盆、腿和脚支撑，脊柱位于人体背部中央。成人脊柱长约70cm，包括颈椎（7块）、胸椎（12块）、腰椎（5块）、骶骨和尾骨（各一块），椎骨间由椎间盘和韧带连结。 肩靠 前 后 腰靠 脊柱的形状及组成 安徽机电职业技术学院

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。 6.1 坐姿生理解剖基础 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。 安徽机电职业技术学院

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，压迫中枢神经，产生腰部酸痛、疲劳等不适感。 6.1 坐姿生理解剖基础 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，压迫中枢神经，产生腰部酸痛、疲劳等不适感。 安徽机电职业技术学院

6.1 坐姿生理解剖基础 腰曲弧线 脊柱具有自然的生理曲度，有颈曲、胸曲、腰曲和骶曲四个生理曲度。人体的脊柱是对站立姿势的巧妙设计，它通常比直线形态承受的力量大10倍以上。而当人由站立到坐姿时，脊柱的形态发生变化，最明显的变化就是腰椎部位，由前凸变为略向后凸，形态变化对比很明显。 安徽机电职业技术学院

6.1 坐姿生理解剖基础 腰曲弧线 研究表明，在日常活动中，人体姿势的变化对脊柱生理曲度，特别是腰椎部位的形态影响很明显。下图为各种不同姿势下所产生的腰曲弧线，人体正常腰曲弧线是放松状态下的侧卧曲线，如图中B所示。 安徽机电职业技术学院

保证腰椎曲线的正常状态是获得舒适坐姿的关键。 6.1 坐姿生理解剖基础 保证腰椎曲线的正常状态是获得舒适坐姿的关键。 躯干与大腿之间必须有大于90°的角度，且在腰部有所支撑，如图C所示。 不同姿势时的腰椎曲度 安徽机电职业技术学院

适当的坐姿，使人的体压分布合理。臀部的合理压力分布是人体大部分的重量应由骨盆下的两块坐骨结节承受。 6.1 坐姿生理解剖基础 坐姿的生物力学 1.坐姿的体压 适当的坐姿，使人的体压分布合理。臀部的合理压力分布是人体大部分的重量应由骨盆下的两块坐骨结节承受。 两种坐姿在坐面上所产生的压力分布图 安徽机电职业技术学院

坐姿下，臀部、大腿、腘窝、腹部等人体部位都受有压力，关系到坐姿的舒适性。 6.1 坐姿生理解剖基础 坐姿下，臀部、大腿、腘窝、腹部等人体部位都受有压力，关系到坐姿的舒适性。 （1）椅面上臀部与大腿的体压 影响椅面上臀部与大腿体压的主要因素是椅面软硬、椅面高度、椅面倾角及坐姿等。 安徽机电职业技术学院

6.1 坐姿生理解剖基础 a 椅面软硬与椅面体压 人坐在硬椅面上，上身体重约75％集中两坐骨骨尖下各25cm2左右的面积上，体压过于集中。如在硬椅面上加一层薄软的垫子，坐骨下的压力峰值将大幅度下降，可改善体压分布情况。但坐垫太软、太厚，使体压分布过于均匀也不合适。 安徽机电职业技术学院

6.1 坐姿生理解剖基础 压力分布不均匀原则 体压分布曲线 安徽机电职业技术学院

b 座高与椅面体压 6.1 坐姿生理解剖基础 下图是3种不同座高下椅面体压分布的等压线图。（单位：102Pa） 坐面高＝小腿高－5cm 15~25 55~65 0~5 35~45 15~25 0~5 100~200 0~5 坐面高＝小腿高－5cm 坐面高＝小腿高 坐面高＝小腿高+5cm 安徽机电职业技术学院

一般来说，椅面高度与“小腿加足高”接近或稍小时，有利于获得合理的椅面体压分布。 6.1 坐姿生理解剖基础 一般来说，椅面高度与“小腿加足高”接近或稍小时，有利于获得合理的椅面体压分布。 安徽机电职业技术学院

6.1 坐姿生理解剖基础 c 椅面倾角及坐姿对椅面体压的影响 椅面倾角对椅面体压影响也很大，但这种影响与坐姿有关：同样的椅面倾角下，采取前倾坐姿（例如在阅读、抄写、打字时），或采取后仰坐姿（例如看演出、休息时），影响很不相同。 前倾工作时座面倾角与椅面体压的关系 安徽机电职业技术学院

座面高度过高，与座面进深过深，都会造成腘窝受压，应该避免。 6.1 坐姿生理解剖基础 （2）腘窝的压力 座面高度过高，与座面进深过深，都会造成腘窝受压，应该避免。 座面过高 座面过深 造成腘窝受压的两者原因 安徽机电职业技术学院

6.1 坐姿生理解剖基础 2. 坐姿下的股骨、肩部、小腿与背肌 （1）股骨与座面形状 安徽机电职业技术学院

适宜的座面形状还是普通接近平面形的椅面为好。 6.1 坐姿生理解剖基础 （1）股骨与座面形状 适宜的座面形状还是普通接近平面形的椅面为好。 椅面形状和扶手高度的解剖学分析 安徽机电职业技术学院

6.1 坐姿生理解剖基础 安徽机电职业技术学院

6.1 坐姿生理解剖基础 （2）肩部与扶手高度 适宜的扶手高度是略低于“坐姿肘高”。 椅面形状和扶手高度的解剖学分析 安徽机电职业技术学院

6.1 坐姿生理解剖基础 （3）小腿的支承与背肌 小腿在地面获得支承，可降低大腿的体压、背肌紧张，而且是轻松实现上身平衡稳定的条件。在需要前倾工作时，缓解背肌紧张的方法是让小腿获得支承；在其他情况下，让上身后仰倚靠在靠背上即可放松背肌。 安徽机电职业技术学院

6.1 坐姿生理解剖基础 3. 椎间盘受力分析 图6-17 不同坐姿时椎间盘受力分析 安徽机电职业技术学院

6.1 坐姿生理解剖基础 综合来看，从坐姿生理学角度，应保证腰弧曲线正常；从坐姿生物力学角度，应保证肢体免受异常力作用。依据两方面的要求，研究了人体作业的舒适坐姿。如图汽车驾驶员舒适驾驶姿势。 安徽机电职业技术学院

6.1 坐姿生理解剖基础 3. 椎间盘受力分析 汽车驾驶员舒适驾驶姿势 安徽机电职业技术学院

6.1 坐姿生理解剖基础 人们曾经试图找到一种理想坐姿，能使人长时间保持姿势而不感到疲劳。但研究表明长时间保持一种姿势对人体健康是不利的，人需要过一段时间就改变一下姿势，让骨骼肌肉状态有所调节。因此设计座椅时要考虑人体需要时常调整姿势，并且调整后。座椅还应该能提供稳定舒适的支承。 安徽机电职业技术学院

6.1 坐姿生理解剖基础 座椅设计涉及的人体测量尺寸 图6-18 对座椅设计有用的人体尺寸 安徽机电职业技术学院