人机工程学课程设计——公共座椅汇总

人机工程学课程设计——公共座椅汇总（精选7篇）

人机工程学课程设计——公共座椅汇总 第1篇

人机工程学课程设计

——公共座椅的设计

学 院：艺术与设计学院

班 级：工业设计 09-2 姓 名： 李 宇 飞

学 号： 0964122201 指导教师： 张 博

摘要

随着我国经济的迅速发展，公共设施也趋于完善，不仅是现代家具还是公共设施如座椅连廊的设计正趋于技术上先进、工艺上可行、经济上合理、款式上美观等方向发展。对他们的设计就是设计一种新的生活方式、休闲方式、娱乐方式。设计正在朝着由物质上的到精神上的转变，现代公共设施正朝着由实用、结实向多功能、舒适、装饰、休闲等方向发展。公共座椅首先是尺寸的确定，严格按照人机工程学来讲，休息和休闲座椅的各部分都在向着最佳尺寸的方向去发展和设计。通过日常生活中我们的观察和体验，很明显其中有些数据并不符合人机工程学尺寸要求，因为考虑到座椅的使用环境，其功能是为来往的人暂时性的休息提供方便，因此在设计上并没有严格按照人机工程学尺寸来确定其所有尺寸。在色彩上，由于色彩对人的心理和生理产生影响，不同的消费群体对色彩的偏好(年龄差异，地域差异，性别差异等)均有所差异，具体使用环境以及设计形态的表达都是设计中色彩确定的影响因素。公共座椅的受众人群较为宽泛，所以不能单纯的去迎合某一特定人群而确定，因此需要根据具体的使用环境来具体确定。现代人的需求已不仅仅是停留在“实用”的层面上，人们更多追求的是具有丰富文化内涵和精神满足，他们需要的是有时代特征的并能满足自身心理诉求的产品。人机工学是设计中的应用原则与尺度考量，随着现代生活方式的急速转变，人们对于时尚的态度和对潮流的把握使得家具等设施的设计有了更多发展的空间和变通的余地。在设计中，我们应该把握好人机工学与设计的关系，建立起一种理性与感性相互融合、借鉴、协调的产品设计思想才是顺应时势与时俱进的正确应对法方法。

关键词：公共设施 座椅 人机工程 使用环境

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目 录

摘要...................................................错误！未定义书签。目 录...................................................................1 第一章 绪论.............................................................4 1.1 公共座椅的研究现状..........................................4 1.2户外公共座椅功能尺寸设计...................................4 第二章 公共座椅的基础知识...............................................6 2.1公共座椅的分析...............................................6 2.1.1公共座椅的市场分类........................................6 2.1.2公共座椅的分析划分........................................6 2.1.3公共座椅的发展历史........................................7 第三章 产品分析.........................................................9 3.1 产品形态分析.................................................9 3.2 产品的色彩搭配分析..........................................9 3.3产品结构分析.................................................9 3.4产品功能分析.................................................9 3.5产品人机工程学分析..........................................9 第四章 产品设计说明....................................................15 4.1 尺寸图.......................................................15 4.2 情景图.......................................................16 4.3 效果图.......................................................17 4.4爆炸图.......................................................17 4.5软件建模图..................................................18 4.6 渲染图.......................................................18 总结...................................................................20 参考文献...............................................................21

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第一章 绪论

1.1公共座椅的研究现状

现在的公共座椅为了在形态和情趣上寻求一种设计的新颖感，在创意上的突破已经使人们在潜意识中接受，但是对人机工程的的注重程度就更加需要在形态造型的基础上寻求符合了。这是一款公共座椅的设计，形态上采用的是Q的形状(侧视图)，首先是尺寸的确定，严格按照人机工程学来 讲，休闲座椅的各部分最佳尺寸分别为:座高:380mm~450mm，座宽:380mm~480mm，座深:420mm~450mm，座面角度:15~20度，靠背高:46Omm~61Omm。如图1.1

图1.1 然而此款座椅最终确定的设计尺寸是:座高:420mm(在人机尺寸的指导下确定的),座深:400mm,靠背高:400mm。很明显其中有些数据并不符合人机工程学尺寸要求，与其他的公共椅子相比，该木椅更贴近生活，形体流畅，造型优美，整体充满了现代气息，即充满了现代感的同时又融入了古朴厚重、回归自然的纯朴气息。

1.2户外公共座椅功能尺寸设计

户外公共座椅由于形式不同可以分为显性座椅、隐性座椅两类。显性户外座椅是指外观形式具有传统座椅形式特征的存在于户外环境中可以提供人们休息的坐憩设施，如凳子、椅子，及亭、廊、花架、敞厅中可以提供游人倚坐的栏杆座椅等。隐性户

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外座椅是指其外观形式虽然不具备传统座椅形式特征但同样可以为人们提供休息的坐憩设施。如台阶、花坛、置石等。在户外座椅尺寸设计时，显性座椅尺寸设计在百分位数据的选择和设计尺寸数据主要遵循最大满足度的基本原则，选择适合90％ ～95％人使用的设计尺度百分位数据。修正量的添加充分考虑鞋跟高度、着衣厚度、心理修正等一些客观引起的修正，具体修正根据具体情况综合考虑。隐性户外座椅由于其双重功能的特殊性，尺寸设计时在满足其原始功能基础上选择满足50％使用者需求人体数据，原因是可坐功能只是设计辅助功能。如果满足度提高，游人长期逗留会影响其产品美观和正常功能。最佳功能尺寸确立主要为城市公园这类不能为使用提供较多显性座椅，场所使用者却对座椅舒适度要求较高的情况下使用。在百分位数据选择上建议选用适合90％的人使用百分位数据。

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第二章 公共座椅的基础知识

2.1公共座椅的分析

座椅属于家具类产品,公共座椅是指在公共场所所使用的座椅类家具,在家具的分类中经常被划在办公家具的大类别中。

2.1.1公共座椅的分类：

（1）剧院椅(在礼堂 剧院 电影院 会议厅使用)（2）等候椅(在机场 码头 医院 车站及其他公共场所)（3）课桌椅(在学校教学桌椅)（4）餐台椅(食堂 餐厅等公共场所)（5）体育场馆椅

2.1.2公共座椅的分析

公共座椅的基本特征是适应多数人群的需求,美观有韵律感,多数情况下要求集中使用,结实,耐用,能抵御一般人在无工具状况时无意或有意的损坏。同时要求维护简单和便于清理。特殊场所还要满足专业要求的使用需求,如在电影原种要求无反光材料,歌剧院中要求声学特性满足现场需要,甚至与通风系统结合,与回忆电子设备结合等特殊需求。

2.2公共座椅的发展史

椅子，其实就是一个坐的物体。从人类原始的时候就有坐的的这个动作，随着对工具的使用和意识的提高，一些年老的人为了在行动上的方便，选择做的时候喜欢寻找一个比较高的台阶，这样在站起来的时候会比较方便。后来随着文明的发展，礼仪开始伴随着社会的发展，“坐”并不是我们现在所说的坐了，但是在非正是场合的时候还是会有咱们现在的坐的这个动作。椅子的名称始见于唐代，而椅子的形象则要上溯到汉魏时传入北方的胡床。敦煌285窟壁画就有两人分坐在椅子上的图象；257窟壁画中有坐方凳和交叉腿长凳的妇女；龙门莲花洞石雕中有坐圆凳妇女。这此图象生动地再现了南北朝

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时期椅、凳在仕宦贵族家庭中的使用情况。尽管当时的坐具已具备了椅子、凳子的形状，但因其时没有椅、凳的称谓，人们还习惯称之为“胡床”，在寺庙内，常用于坐禅，故又称禅床。唐代以后，椅子的使用逐渐增多，椅子的名称也被广泛使用，才从床的品类中分离出来。因此，论及椅、凳的起源，必须从汉魏时的胡床谈起。

胡床在魏晋南北朝至隋唐时期使用较广，有钱、有势人家不仅居室必备，就是出行时还要由侍从扛着胡床跟随左右以备临时休息之用。胡床在当时家具品类中是等级较高的品种，通常只有家中男主人或贵客才有资格享用。在方人雅士中还多有褒词及生动描述。胡床因其形态特点又有“交床”和“绳床”之称。隋朝称“交床”，是因为隋高祖意在忌“胡”字，器物涉“胡”字者，咸令改之。宋陶《清异录》云：“胡床施转关以交足，穿绷带以容坐，转缩须臾，重不数斤。相传明皇行幸频多，从臣扈驾，欲息无以寄身，遂创意如此，当时称‘逍遥坐’”。胡床开始并无靠背，形如今天所见的马扎儿。唐代始有靠背。这种逍遥坐很可能就是带靠背的胡床。胡床最早出现于汉代，比唐明皇早几百年，要说为唐明皇创意显然不妥。所以这里所说的创意，应指增加了靠背。胡床在唐宋时期盛行，宋代尤甚，不过宋时称胡床者渐少，而称其为交椅的逐渐增多了。

带靠背的胡床始自唐明皇，还可以从唐代的记载中得到印证，文中记有：“绳床十，内四椅子”。从这段记载可知在唐代贞元元年已有了椅子的名称。这里所说的“绳床十，内四椅子”是指在十件绳床中有四件是可以倚靠的椅子，显然是为了与另外六件无靠背绳床相区别。可见，椅子的名称虽已出现，在日常生活中可是常见家具，但它还未完全从床概念中分离出来。

唐代以前的“椅”字还有一种解释，作“车旁”讲，即车的围栏。其作用是人乘车时有所依靠。后来的椅子，其形式是在四足支撑的平台上安装围栏，其制当是受车旁围栏的启发，并沿用其名而称这种坐具为“椅子”了。从现存资料看，唐代已有相当讲究的椅子了。如郎余令《历代帝王像》中唐太宗所坐的椅子为四直腿，束腰，上侧安托角牙，棱角处起线，这种装饰在明清时期称为“混面双边线”。坐面上在后部立四柱，中间两柱稍高，上装弧形横梁，两端长出部分雕成龙头，扶手由后中柱通过边柱向前兜转搭在前立柱上。扶手与坐面中间空当嵌圈口花牙。扶手尽端亦雕成龙头，与后背搭脑融为一体。坐面附软垫、衬背。这在当时应是十分精制的椅子了。唐代卢楞枷《六尊者像》中描绘的椅子更具代表性，它用四支铃杵代替四足，两侧有横枨连接，扶手前柱和椅边柱圆雕莲花，扶手和搭脑上拱，两端上翘并装饰莲花，莲花下垂串珠流苏，整体造型庄重华贵。镶金坠玉的家具在当时寺院中体现了高僧的尊贵与神圣。

五代至宋，高型坐具空前普及，椅子的形式也多起来，出现靠背椅、扶手椅、圈椅 7

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等。同时根据尊卑等级的不同，椅子的形制、质料和功能也有所区别。

五代至两宋元明清时期的家具大体保留着唐代遗风，只是高型家具较前更加普及了。这就是历史发展的过程的一种发展，一直到现在，出现了各种各样的不同公共场合的不同形状不同风格的椅子。现在诸如广场、公园、车站这样的公共场所是有形的公共领域，公共领域指的是与私人领域相对应的、公民共享的空间。无论是广场、图书馆这种公共场所的建设，还是公共秩序意识以及公益思想的强化，都属于对公共领域的一种固化。可以说，随着时代的进步，公共领域的建设也会更周全和完备，社会回报给公民的各种公共权利也更加齐全。而这一美好愿望的实现，则必须要从对公共领域这个概念的充分理解开始。当社会公民认识到自己与公共领域，必须在这个领域内共生共存并且共同获得发展，建立了一定的秩序，然后国家政府投入了一定的人力物力建设一些方便人们休息的场所，所以把一只在室内使用的座椅以一种更加简洁方便的形状出现在人们可以随便出入的场所。

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第三章 产品分析

3.1 产品形态分析

这个产品是一个由两个同样的该产品组合在一起拼成的造型，单个造型从侧面看像是一条从上面飘下来的丝带，柔美轻滑的下垂下来，当两个组合在一起的时候，组合成一个类似五角星的形状，配合上和煦的阳光，或冷艳月光，给人一种浪漫的感觉。

3.2 产品的色彩搭配分析

椅子的主题框架运用到红色，红色代表火、血、太阳、热情、健康，喜庆等，用红色的主题边缘框架搭配上亮灰色的椅子面和高倍，形成鲜明的色彩对比，在视觉上有较强的冲击力。由于色彩对人的心理和生理产生影响，不同的消费群体对色彩的偏好(年龄差异，地域差异，性别差异等)均有所差异，此款座椅的形态设计表达了一种时尚前的设计理念，因此亮丽的颜色能更好的论释其内涵;公共座椅的受众人群较为宽泛，所以不能单纯的去迎合某一特定人群而确定，因此需要根据具体的使用环境来具体确定。另一种色彩搭配是用木头的那种天然黄色，代表阳光、黄金、穗谷、光明、希望、明朗、富贵等，与其他的公共椅子相比，该木椅的优点是采用天然木材的色彩，更贴近生活，形体流畅，造型优美，整体充满了现代感的同时又融入了古朴厚重、回归自然的纯朴气息。

3.3产品结构分析

里特维德说：结构应服务于构件间的协调，以保证各个构件的独立与完整。我从现有产品的造型出发在椅面的设计上通过曲折线表现产品的层次感,增加了产品的趣味性,减少了与人之间的距离感,使得产品从整体看更情切。椅子的侧面通过线条的扭曲形成纵深的三维空间，一面下面需要三根长条支撑椅面，以使其能承受更大的压力，靠背是一个面的弯曲，弯曲度要适应大多数人脊柱的弯曲程度。

3.4产品功能分析

木质长椅主要布置在延山丘的小路旁，容量为3～4人。经观察发现，这些座椅通常被情侣占据，经过想坐的人，也只好放弃，再寻坐处。被访者表示，这些座椅数目太少，虽然较舒适，但无法满足要求。数量少是一方面，这些座椅的布置也有待考虑。大多数长椅都紧贴小路，不仅使过往行人感觉不便，而且使实用者也感觉没有私密感。若布置到较远离道路，就可同时解决问题。

3.5产品人机工程学分析

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3.5.1座椅设计主要依据

坐姿是人体较自然的姿势，它有很多优点，当站立时，人体的足踝、膝部、臀部和脊椎等关节部位受到静肌力作用，以维持直立状态；而坐着时，这些肌力便能得到放松，减少人体能耗，消除疲劳。

3.5.2坐姿生理学

1、脊柱结构

在坐姿状态下，支持人体的主要结柱、骨盆、腿和脚等。正常的姿势下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨时则后凹。在良好是坐姿状态下，压力适当的分布于各椎间盘上，肌肉组织上承受均匀的。当处于非自然姿势时，椎间盘内压力分布不正常，产生酸痛、疲劳等不适感。（图5.3.1）

图5.3.1

2、腰曲弧线

脊柱侧面有四个生理弯曲，即颈曲、胸曲、腰曲和骶曲，其中与坐姿舒适性直接相关的是腰曲。人体正常腰曲弧线是松弛状态下侧卧的曲线，欲使坐姿能形成几乎正常的腰曲弧线，躯干与大腿之间必须有大于90度的角度，且要不躯干前有所支撑。

3、腿的位置

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（1）适当的座高应使大腿保持水平，小腿垂直，双脚平放于地面。

（2）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循环受阻，小腿麻木。因此，座高一般按低身材人群设计，座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。

（3）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。

4、臀部位置

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。

3.5.3座椅的尺寸

1、座高

座高指地面至就坐座面上坐骨支承部位的高度。舒适尺寸的座高应使大腿保持水平，小腿自然垂直，双脚平放在地面上。户外座椅座面过高时会造成小腿悬空，座面过高，11

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也会使大腿部受座面前缘的压迫使血液循环流通不畅久坐可以导致小腿麻木。户外座椅座面尺度太低会造成骨盆向后倾，腰椎曲线被拉直，时间长会腰酸不适。故座高一般按小腿加足高这项人体测量尺寸百分位数据低的的人群设计。在百分位数据选择上，遵循环境设施百分位数据选择表中在不涉及到健康安全的情况下，可选择第50百分位数据。

2、座宽

座宽是指人就坐时水平面的宽窄，座宽应满足使用者臀部就坐所需的尺度，并使就坐者能自如的调整坐姿，如果坐面座宽尺度太小会让就坐着感到拥挤压迫。43—45cm座宽必须能容纳身材粗壮的人。座椅坐面座宽太大人在就坐时肘部必须向两侧伸展来寻求支承长时间会引起肩部疲劳。在人体测量部位选用上，由于人体测量项目中臀宽的测量项目尺寸女性大于男性，所以在选用测量项目时，要选用成年女子的臀宽测量尺寸，如果户外座椅带扶手，在人体测量尺寸选择应该选择成年男子坐姿两肘肩宽，双人座椅选择成年男子最大肩宽人体尺寸。在百分位数据选择上由于涉及到问距的问题，在不涉及到健康的情况下，选用成年女子臀宽测量尺寸的第90百分位，满足度为90％，在涉及到安全和这样选择百分位数据的优点是尺度宽的人使用健康的问题选用成年女子臀宽测量尺寸的第99百分位，满足度为99％，那么尺度小的人也适用。

3、座深：

休息用椅40—43cm，指椅面前缘至后缘的距离，这个尺寸不能太大。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。坐深尺寸设计时要选用中国成年女子坐深这一人体测量尺寸，百分位选择上建议选择第l0百分位数据，具体尺寸设计时要充分考虑着衣修正、环境修正和座椅形式功能修正。（详见表

2、表3）

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4、座面倾角：

休息椅10—20度，座面倾角指座面与水平面所夹角度。（详见表3）

5、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。休息椅座面倾角大，有利于身心松弛，大座面倾角与靠背倾角构成较大的角度应该大些，方便休息时保持舒适的姿势。因为人体背部处于自然形态时最舒适，此时腰椎部分前凸，座椅设计要从座面与靠背之间的角度和适当的腰椎支持来尽力保证。成年人腰椎部中心位置约在座位上方23—26cm处，腰椎支点应略高于此尺度，以支持背部重量。

6、靠背的人机尺寸：

靠背由肩靠和腰靠两部份构成，其中腰靠最主要。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。（1）使脊椎保持健康正确的曲率；（2）阻止骨盆向后倾斜；（3）尾骨和臀部最小化压力；（4）为骨盆（坐骨关节）提供有效支撑；（5）减轻和限制腿窝肌 13

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肉压力；（6）为骨盆和脚提供良好的支撑。（详见图3.5.2）

图3.5.2

7、靠背角度 ：

靠背的角度一般情况为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度左右较为合适。实际应用中，休息椅105—108度。

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第四章 产品设计说明

通过设计这这个产品我了解到产品的制作流程到最终的实物是要进过精心的设计才能达到最好的效果。无论是从产品的创新,造型,材料,还是制作工艺上我们都要考虑好。通过这个课程设计我也了解到公共座椅的一些知识,提高了自己在这方面的认识度,学会从结构,人机,造型,色彩等多个方面对产品进行设计。这款椅子是公园休息椅，该产品的思路来源于对五星的形体变形，将五星从中间分开，然后将线条柔美化，改变了五星的边线那种坚硬笔直的线条，变得情趣化自然化，这样使人们在劳累的时候更容易接受这样的轻松感。从椅面到靠背的流线型，根据大多数人的脊柱走向设计，包括靠背所倾斜的角度，人坐上去时使臀部包括后背能更广泛的接触到椅子，增大受力面，分配受力，这样就不会再短时间内出现压迫感麻木感，能在短时间内得到肌肉的放松和休息。

图4.1尺寸图

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图4.2情景图

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图4.3效果图

图4.4爆炸图

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4.5模型图

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4.6渲染图

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总结

通过学习工业产品造型设计这门课程我了解到产品的制作流程到最终的实物是要进过精心的设计才能达到最好的效果。无论是从产品的创新,造型,材料,还是制作工艺上我们都要考虑好。通过这个课程设计我也了解到公共座椅的一些知识,提高了自己在这方面的认识度,学会从结构,人机,造型,色彩等多个方面对产品进行设计。

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参考文献

[1] 赵江红．人机工程学[M]．北京：高等教育出版社，2006：36 [2] GB／TIO000—1988中国成年人人体尺寸[s] [4] GB／T12985—1991在产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则『S] [5] 丁玉兰.人机工程学 北京理工大学出版社

[6] 杨玮娣.人体工程学与室内设计[ M].北京: 中国水利水电出版社,2008.[7] 刘峰.人体工程学[ M].沈阳: 辽宁美术出版社, 2008.[8] GB／TIO000—1988中国成年人人体尺寸[s] [9] GB／T12985—1991在产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则『S] [10] 王晓东，王述洋，王文兴，等．人机工程学数据在产品设计中的应用[J]．林业劳动安全，2006，19(4)：23—25 四川

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人机工程学课程设计——公共座椅汇总 第2篇

摘要:

驾驶员坐姿舒适性仿真通常可以量化为驾驶姿势不舒适度模型。驾驶姿势不舒适度预测模型是根据驾驶姿势的影响因素,评价驾驶姿势不舒适度的数学模型。本文对重型商用车坐姿舒适性仿真研究主要做了以下几方面工作:首先,研究了在汽车领域计算机辅助人机工程技术的发展背景及国内外研究现状,并对当今比较流行的舒适度建模方法进行了深入的总结。针对这些方法的不足,提出了基于关节载荷的驾驶姿势不舒适度建模方法。其次,进行了适宜驾驶姿势规律的实验研究。通过设计下肢、躯干、上肢实验,获取了建立姿势不舒适度模型所需要的关节载荷和关节坐标数据。最后,建立了以维持身体姿势的关节力及扭矩为目标函数,以人体姿势变量和汽车设计变量为预测因子的人体不舒适度预测模型,并将模型应用于实际项目的方案分析中。

关键词：驾驶员

驾驶姿势

人机工程技术

人体舒适度 引言

随着时代的发展，当今社会已由工业社会向信息社会即后工业社会过渡，人类赖以生存的生活空间和生活方式，处处都是经过设计并不断完善的设计世界。现代设计，作为一种广泛的文化活动，已成为人们生活中的一部分。人们开始追求高品质的舒适生活,于是按照人体工程学设计的产品也就越来越受到大众的欢迎。人体工程学的产品也就成了现代社会人们追求的目标。先以汽车座椅为例,人体工程学的家具并不是人们头脑中所想象的仅有数据符合的座椅,它还包括除了人体生理数据之外的很多因素。它的设计原则除了常见的尺度设计原则,人体机能和环境设计原则,健康设计原则外还应该讲求黄金分割比的设计原则。并指出在这些原则的指导下好的人体工程学座椅是功能与美学相结合的产品,可以为人带来身心两方面的享受。舒适驾乘首要在于座椅设计

通过对汽车座椅设计中的人机因素分析,即尺度、形态、功能、色彩四方面的具体分析寻求汽车座椅设计与人机工程学的关系,从而论证目前汽车座椅设计中人机工程学应用的一些局限性,即学科内涵与目标的矛盾、共性原则与个性需求的矛盾、统计与个案的矛盾以

及合理与合情的矛盾,通过对这些应用矛盾的透析,探求出汽车座椅设计中人机工程学应用的原则,从而最终为汽车座椅产品设计中人机工程学的应用探索出一条道路。

而人机工程学在汽车座椅设计中的作用主要体现在以下几方面（1）为确定汽车空间范围提供依据。（2）为设计汽车座椅提供依据。

（3）为确定感觉器官的适应能力提供依据。

融人机工程学原理于汽车座椅设计已达到更大舒适度：

2.1 研究现状及主要内容

现代科学技术的突飞猛进，以及人们工作和生活空间的不段变化，就要求汽车座椅的生产企业在座椅的设计、生产方式等方面进行改革，同时也要考虑降低成本，提高汽车座椅的经济性。因此市场不断细分，多种不同类型和不同设计的汽车座椅不断进入市场。

人们对汽车座椅外观样式、材料品质的追求，使汽车座椅的设计样式丰富多姿，各有特色。从而也使汽车座椅在设计上取得了瞩目的成绩。可以说汽车座椅发生的巨大变化，是老百姓不断变化的需求造成的。

2.2研究方法

按照人机工程学的原理，以社会大众需求为宗旨，重视人体舒适感相关的各种科学性问题，深入研究。例如，人在汽车上坐椅子坐久了会不会感到不舒服、椅身的高度和椅腿的长度是否合适、椅腿是否完全着地、如果是带扶手的椅子，当把胳膊搭在扶手上时，肩部的位置感觉会如何等。这样，座椅既具备了优美典雅的视觉感受，同时也拥有满足人们日常生活和工作需要的实用功能。

座椅是对人们活动起辅助作用的工具首先必须能够承受人们活动带来的各种力量和冲击。在设计初期就应该考虑到座椅对外部冲击的承受力，否则就不能充分体现座椅的实用功能。因此应在充分了解座椅构造的基础上进行设计，以达到既美观又实用的目的。

2.3可行性分析 关于人机工程学在家居设计中的应用的提出，其可行性根本基于以下几点： 2.3.1概念化阶段

概念化阶段是整体设计的理念和宗旨，是保证今后具体设计得以顺利进行的前提条件。对椅子设计概念化进行设定的过程，涉及椅子相关的功能性、构造和材料以及形状等问题。

2.3.2具体化阶段

具体化阶段是按照在概念化阶段设定的设计方案，解决座椅的构造、功能和美观问题并创造出其基本形状。在这个阶段要画很多草图、图样，做出模型，还要选择材料，讨论座椅的构造以及其他一些细节问题等。座椅设计的具体化阶段就是创造出产品形状的过程简单地讲就是做出座椅造型的外观图样，并对其进行论证。

2.3.3周详设计阶段

座椅设计的关键是将重点放在符合整体的外观和核心架构的设计上。产品的外观、座椅的造型以及稳定的构造应该既反映其精湛设计，又能实现人们对舒适的要求，这就是汽车座椅设计的重点。

2.3.4检验校核阶段

通过以上各阶段步骤完成的产品设计可能并不是完美的。尤其是座椅与人体结构有着密切的关系，可以说人们对产品设计的合理性和适用性的评判是很重要的。因此应该对设计进行检验和校核。对于座椅的设计来说椅子的底座部分能否稳定地支撑人体体重是很重要的。当然除此之外对支撑人体背部的椅背部分和扶手部分的检验也是很必要的。汽车座椅舒适性及安全性设计研究

坐舒适度及安全性是评价汽车性能的主要指标，而随着当今科学技术及生活水平的不断改善和发展，人们对于座椅舒适要求也不断提升。其中汽车座椅的舒适度及安全性设计已成为当今汽车产商所关注的主要内容。座椅的主要功能是支撑驾驶员及乘坐人员的身体减缓路面不平传给人体的冲击并减 弱由此而引起的振动。给驾乘提供舒适、安全的乘坐条件和便于驾驶操作的良好的工作条件。

通过查阅相关资料并对当前市民针对汽车座椅舒适性的市场调查考证，由生物动力学研究表明，长时间地承受高强度的全身振动对于人体健康的损害是相当严重的。主要是腰脊和相关的神经系统会受到影响。新陈代谢以及源于机体内部的一些其他因素会恶化这个影响，通常认为环境因素如身体姿势、低温及气流会引起肌肉疼痛。

通过取证分析可以得到以下结论

（一）座椅舒适度研究（1）座椅舒适度的指标

根据人机工程学原理,为保证良好的舒适度，针对静态舒适度，设计中应遵循以下原则：① 座椅尺寸应与人体测量尺寸相适宜；②座椅应可调节，能使乘坐者变换姿势，并最大范围 满足各类人体的乘坐要求；③座椅应能使乘坐者保持舒适坐姿，靠背结构和尺寸应给腰部充分的支撑,使脊柱接近于正常弯曲状态。

（2）座椅舒适度的影响因素

座椅的几何尺寸是影响座椅舒适度的因素，但研究发现这并非唯一最主要的影响因素。许多文献都提及腰部支撑的重要作用。腰托的形状和位置，对于是否能使人保持良好坐姿，减少人体疲劳具有重要作用。从人机工程学的角度来讲腰部是体现座椅功能的关键部位。因此 座椅的腰托是影响舒适性的关键因素。腰托的安装位置在座椅靠背结构设计中十分重要。乘员正常入座时，人体身躯与大腿的连接点—胯点(hip point)简称H点H点的位置是决定驾驶员操作方便、乘坐舒适性相关的车内尺寸的基准。此外，座椅的调节特

性对座椅的舒适 度影响很大，已成为座椅舒适度设计中重点考虑的因素。压力分布是导致不舒适的最主要的 生物力学因素，通过界面压力对座椅舒适度进行评价是一种重要客观、有效的方法。

（3）座椅舒适度的研究方法

从汽车座椅设计及改善的角度出发，消除座椅不舒适性最理想的方法是能建立定量模型，预测座椅的不舒适性。国内外研究中,建立的模型主要有如下3种：利用模糊理论建立的模型、线性模型和神经网络模型。

目前，国内在座椅舒适度的研究上还存在一些缺陷：①没有针对中国人体特征尺寸的座椅舒适性研究；②对于座椅静态舒适性评价还没有形成一套客观系统的体系；③在应用神经 网络建模方法评价舒适性中，对输入量的界定还不够清晰明确有待进一步研究。

（二）座椅安全性设计

座椅安全性设计的内容主要包括以下几个方面:座椅强度的设计、座椅结构型式的设计、靠背的设计、坐垫的设计、头枕的设计。（1）座椅强度的设计

座椅强度的设计是安全性设计的首要内容。汽车行驶中座椅要承受复杂的载荷。汽车座椅必须有足够的强度以确保座椅上的人，所受的伤害最小，座椅的寿命应足够长，不致过早变 形或损坏，受冲击载荷作用时，座椅不应发生断裂、严重变形等损坏现象。所以设计座椅时，必须对汽车座椅的强度进行计算尽量以最少的材料、最小的质量满足强度要求。

（2）座椅结构型式的设计

座椅整体结构的安全性设计应考虑的是其对其他约束系统效能的影响及与其他约束系统之间 的连接方式等。（3）靠背的设计

靠背的安全性设计应考虑靠背的强度、倾角、基本尺寸及其形状。靠背的强度设计不但应该 在“追尾”等后部碰撞时给乘员提供良好的保护，而且也要考虑侧碰时对乘员的保护。而靠 背倾角、基本尺寸及其形状对尾部碰撞的严重程度有很大影响。

（4）坐垫的设计

坐垫一般不会造成对乘员的直接冲击伤害，但坐垫的结构可以影响到乘员运动过程、约束力 加到乘员身体上的方式及外部载荷(加速度、力等)的绝对值大小。坐垫深度设计的原则是在 充分利用靠背的情况下，使臀部得到合理的支撑。坐垫深度不应该超过人的大腿长度。（5）头枕的设计

头枕是一种用以限制乘员头部相对于躯干向后移位的弹性装置其作用是在发生碰撞时，减轻乘员颈椎可能受到的损伤。尤其是在汽车受到追尾碰撞时可抑制乘员头部后倾防止或减轻颈部损伤。现多采用模拟计算和试验验证相结合的研究方法该方法重复性好、存储信息量大、开发周期短且开发费用低。基于汽车座椅舒适度设计中面临的问题 一般的座椅是由几千个零件组装而成，在建模前首先需要对座椅的整体结构进行分析，确定各个零件对强度特性的影响，根据影响程度的不同对零件进行筛选。对于座椅中主要的支撑性零部件，应精确建模，以保证模型的正确性，对静强度特性影响不大的零件，只要抓住其主要的几何形状进行建模即可，对于基本没影响的部件，可以简单建模或不建模。汽车座椅骨架属于空间杆系和空间板系的组合结构，由于各种调节机构设计，导致结构不完全对称，同时，汽车在行驶过程中座椅承受复杂的载荷结构中的各个杆件既受弯曲又受扭转。

通过调查研究，我们还了解到，早期的汽车座椅骨架大都采用简单的钢管结构，因此最早采用空间梁单元进行强度分析。受硬件设备与软件水平的限制，当时的座椅有限元模型都比较简单，单元和节点数目较少。

随着座椅结构形式的不断变化，单纯用梁单元已不足以精确地描述座椅骨架的结构于是越来越多地使用了其他的单元形式建模，如空间板壳单元、实体单元等。在新的世纪里人们以新的方式来感知世界，人们越来越多的在追求一种新的生存环境和生存空间，毫无疑义未来的人性化设计具有更加全面立体的内涵，它将超越人们过去所局限的人与物的关系的认识向时间、空间、生理感官和心理方向发展，同时通过现代高科技技术如虚拟现实、互联网络等多种数字化的形式而扩延。

国内汽车座椅行业应该致力于简化座椅的设计开发过程，大幅度缩短开发周期，减少开发费用和成本，提高产品质量和性能，获得最优化的创新设计产品，这样才能更好地促进我国座椅行业的设计国际化、现代化。我们希望这种汽车座椅的设计可以更好地保护人们的腰部和颈部。同时要想设法使驾驶员驾车时有更舒适、更安全的驾驶环境，对于当前的汽车座椅设计，高度的运用人机工程学知识，更大的提高人体舒适度，是极为必要，也是势在必行。

参考文献

人机工程学课程设计——公共座椅汇总 第3篇

关键词：人机工程学,舒适度,座椅,设计

0 引言

人机工程学是近年兴起的一门综合性强的交叉学科, 它着重于研究人、机、环境相互作用和关系的规律。以此优化人-机-环境系统的一门边缘学科。其目的是让人在使用机械的过程中感到“安全、健康、舒适、高效”。

一个性能优良的汽车座椅主要取决于以下五个方面: (1) 座椅与人体的人机界面能否为人提供舒适而稳定的坐姿。 (2) 驾驶员 (或乘坐人) -座椅-车辆系统能否有效地隔离或衰减来自路面不平度的激励而产生的震动以及驾驶员或乘坐人所承受的全身震动负荷低于规定限值。 (3) 驾驶员 (或乘坐员) -座椅-驾驶室系统的几何位置关系能否为驾驶员提供良好的视野。 (4) 能否为驾驶员提供一个相对于各种操纵机构的合适位置, 使他能方便地进行操作。 (5) 能否提高驾驶人员的安全系数, 当发生碰撞或翻车事故时, 让驾驶员安全停留在驾驶座椅上。

1 座椅的人机工程学要求

汽车的研发必须以人为本。因此汽车人机工程设计的任务就是开发出使驾乘人员觉得舒适、安全的, 不易疲劳、操作高效方便的汽车产品。由于驾驶员身材体型相差较大, 而一辆汽车又必须满足多种不同身材体型的顾客群对机械装置的操作使用要求, 因此必须对人机工程进行深入地研究。

人机工程学对座椅的要求有:

(1) 较好的贴合感:座椅坐垫和靠背的形状要求与人体背部、臀部及大腿底面的形状相贴合。座椅较强的贴合感改进了两者接触面积和部位。

(2) 较好的横向稳定性:在汽车过弯道时, 车体受到横向加速度, 乘员的身体将会发生倾斜, 所以要将座椅的侧面稍加高, 这样有助于胯部和大腿支撑身体。

(3) 较好的背部和腰部的合理支承:汽车座椅设计时应提供形状和位置适宜的两点支承, 第一支承位于人体第5~6胸椎之间的高度上, 作为肩靠能减轻颈曲变形;第二支承设置在腰曲部位, 作为腰靠, 能保证乘坐姿势下近似于正常的腰曲弧线。

(4) 各部合适的软硬感:支撑乘员的身体是座椅的基本作用, 它不只是一把安乐椅, 将座椅表面设计坚硬一些可以防止疲劳, 但硬度过高则会与身体贴合感差, 反而会压迫身体的某一部分, 使人过快地感到疲劳。

(5) 振动时较好的舒适性:要求有良好的共振频率、静态刚度和衰减特性。

2 座椅的结构参数

座椅的舒适性一般包含操作舒适性、坐姿舒适性、振动舒适性三方面。驾驶座的操作舒适性和坐姿舒适性加之乘员座的坐姿舒适性则常通过座椅的尺寸参数和结构得到一定程度的保证, 而震动舒适性却不能只靠尺寸参数来保证。确定座椅尺寸结构参数时可以参考驾驶或乘坐姿势下人体尺寸的测量值。

3 在座椅设计中应用人体模板

为了评价和了解汽车的人机工程学设计, 考察汽车驾驶室内主要人机工程学的设计参数, 我们通常要利用人体模板。在分析评价、考察研究、实验设计人机系统过程中, 用人体参数为基础建立的人体模型, 它可以很好地用来描述力学特性和人体形态特征。在车身布置中最常用到的是SAEJ826人体模板, 这种人体模板是根据人体测量数据进行处理和选择而得到的标准人体尺寸来制作的。将人体模板置于1∶1模型或样车的作业空间内, 或将二维人体模型置于设计图纸的相关位置, 可用于校核设计的可行性和合理性。结合精确的人体模板中各种主要的人体参数, 考察汽车室内主要人机工程学设计参数。按照一定的经验理论, 根据人体模板的标准参数, 包括功能尺寸、人体静态尺寸、作业尺寸等, 确定相应的座椅位置、汽车车厢空间、转向盘、扶手、操控台等的设计参数。具体分类上主要是人体的舒适性设计参数 (座椅、室内空间等) , 操作性设计参数 (方向盘、控制台、扶手、脚踏板等) 以及安全性设计参数等。

4 座椅空间位置的设计

为了达到操纵方便性和舒适性的要求, 必须对座椅空间位置进行设计。进行此项内容设计, 让驾驶员有开阔的视野范围, 对方向盘、离合踏板、制动踏板等操作部件有合适的距离, 以便驾驶员能够方便舒适地操作。将汽车设计对人体的布置要求和人体的舒适坐姿联系起来, 布置座椅的位置, 确定操纵装置与座椅两者之间的相对距离。座椅的高、宽、倾斜度、座深, 靠背的高度、与座面的夹角等按照舒适坐姿选择。利用人体样板在汽车中进行人体布置的原则, 确定操纵装置与座椅的相对距离。同时确定座椅在水平方向和垂直方向的调节量。

好的驾驶设计必须要保证驾驶员在连续几个小时操作的情况下, 身体能够得到很好的支持。并且座椅必须有额外的空间, 允许驾驶员坐在座椅上的任一边或改变在座椅上的角度, 以便暂时使他的肌肉放松。

5 驾驶座椅设计的安全性

5.1 坐椅主动安全性

汽车驾驶座椅预防事故发生的能力称为主动安全性。为了满足主动安全性的使用要求, 汽车驾驶席的设计要从如何减轻驾驶员的疲劳进行分析设计。从为驾驶员提供舒适安全的作业环境出发, 考虑合理的坐垫上压力分布、座椅的尺寸设计、靠背上受到的压力等, 从而减轻疲劳。

5.2 坐椅被动安全性

当发生事故时, 保护乘员的能力称为被动安全性。在被动安全性设计中, 驾驶员的座椅相当重要, 应该重点考虑。座椅被动安全性设计应达到以下要求:发生事故时, 应该将对驾驶员的伤害程度降到最低;当车辆发生事故时, 驾驶员要保持住一定的坐姿, 这样才能使约束装置发挥良好的效能;发生事故危害时, 防止其它车辆进入到驾驶空间, 对驾驶员造成伤害。

5.3 安全措施

提高安全性的措施主要有:加大座椅骨架强度, 以满足车辆驾驶席强度的要求;配备安全带, 在发生紧急刹车或正面碰撞事故时保护驾驶员;靠背和坐垫材料应具备一定的阻燃要求, 防止温度过高时发生自燃。

6 结束语

在汽车座椅设计中应用人机工程学, 才能使其达到身体的各项生理和心理要求, 以此确保驾乘人员的舒适性和行车安全性。随着数字化设计应用的不断深入, 人机工程应用在汽车设计中的方法也更加精确, 人机工程学将更注重人的信息处理能力, 更注重人-机-环境的完整研究, 并运用系统论、信息论等新兴科学来研究这个新的系统, 以创造出更适合于人类使用的汽车, 使人机系统的综合效能达到最佳水平。

现在越来越多的汽车座椅都开始利用人机工程学的知识及其研究成果进行设计了。只有以人机工程学的原理为基础, 考虑汽车驾驶座椅的设计, 才能使其具备良好的舒适性、安全性。

参考文献

[1]周一鸣, 毛恩荣.车辆人机工程学[M].北京理工大学出版社, 1999.

[2]丁玉兰.人机工程学[M].北京理工大学出版社, 2004.

[3]许英, 杨宏刚.汽车驾驶座椅的人机工程学设计[J].汽车维修与保养, 2012 (9) .

[4]安田滋.车辆用座椅舒适度评价[J].国外铁道车辆, 1995 (1) .

人机工程学课程设计——公共座椅汇总 第4篇

关键词 汽车座椅 人机工程学 舒适度 安全性

中图分类号：TB47 文献标识码：A

0引言

随着时代的发展，人们生活方式逐渐发生改变。汽车作为现代生活必备的工具之一，也在发生着飞速的变化。人们在追求汽车方便，快捷的同时，汽车的舒适性，安全性也被人们所追求。座椅作为连接人与汽车的桥梁，也起着至关重要的作用。

1人体坐姿生理特性分析

1.1坐姿时脊柱的形态

人处在坐姿状态时，身体主要是靠脊柱、盆骨、腿和脚支撑。脊柱位于人体的背部中央，是人体的主要支撑。人处于不同的坐姿，脊柱的形态也会不同，只有座椅的结构和尺寸设计使驾驶员的脊柱形态接近于正常自然形态时，才会减少腰椎以及腰背部肌肉的负荷，防止驾驶疲劳的发生。

1.2座垫上的体压分布

根据人体组织的解剖学特性，坐骨结节处是人体最耐受压力的部位，适合承重，而大腿下靠近表面处因有下肢主动脉分布，承担过量压力会影响血液循环，故不宜承受重压。因此，座垫上的压力分布，应根据臀部不同部位承受不同压力的原则来分配，即在坐骨处承受压力最大，自大腿部位时承受压力降至最低，这就是座垫设计的压力分布不均匀原则。

2人体对车内振动反应

研究表明，人体最敏感的频率范围，纵向振动为4～8Hz，横向振动为1～2Hz。外界振动频率接近人体器官的振动频率时，会产生共振，振幅迅速增大，此时会引起器官剧烈的生理反应。

另外人体在振动环境中会加速疲劳的产生。而当振动环境中的振动特性处于人体神经系统的敏感区域时，这种刺激会传入大脑皮质，引起大脑皮质细胞的持续兴奋。当刺激达到一定限度时，皮质细胞的工作强度将会减弱，疲劳会加速产生，工作效率明显下降。

3座椅舒适性

3.1静态舒适性

座椅的静态舒适性设计须考虑的因素很多，可以概括为以下基本原则：座椅的形式和尺度与其功用有关；座椅的尺度必須根据人体测量学的数据确定；座椅可适当调节，以满足坐姿的变换；座椅所使用的材料应满足人体的舒适性；座椅的位置要与其作业空间相协调，便于人员作业。

3.2动态舒适性

座椅的动态舒适性主要与其振动特性有关。行驶中车辆的随机振动和车辆本身的机械振动是引起驾驶疲劳的主要原因。汽车行驶过程中，人员会受到纵向，横向及垂直三个方向上的线振动以及角振动，其中，以垂直振动和绕纵，横纵标轴的角振动的影响较大。振动通过座椅传递到人体的臀部，后背部，从而引起全身性振动。因此，在设计汽车座椅时应尽量避免人体敏感区的振动。

在座椅设计可采取的措施为：减小座椅共振频率，降低对人体最有影响的高频区；降低共振时的振动传递效率；降低座椅10Hz附近的振动传递率，以减轻弹簧以下的共振影响和减少来自座椅靠背的高频振动；把路面—轮胎、减震悬挂、座椅—人三者看作一个整体大动力学系统，寻求在各种路面下，乘员不易疲劳的最优结构。

4汽车座椅的安全性

汽车座椅的安全性，是指座椅有效预防事故的发生，并在事故发生时有效减轻乘员所受伤害的能力。根据座椅在碰撞事故发生时和发生后对减轻乘员伤害程度的不同作用，可以将座椅的安全性分为主动安全性和被动安全性两个方面。

4.1汽车座椅的主动安全性

座椅的主动安全性是指座椅能够有效地防止事故发生的能力。驾驶员视野、驾驶员定位以及其它汽车控制系统功能的发挥，以及这些系统之间的配合也会不同程度的影响到座椅的主动安全性。与此同时，座椅的舒适性和主动安全性有关，舒适的座椅可以为驾驶员提供一个良好的工作环境，使其心情愉快、精力集中，从而有效地预防交通事故的发生，提高汽车的主动安全性。

4.2汽车座椅的被动安全性

座椅的被动安全性是指汽车发生了交通事故后，能够对车内人员进行保护，避免其发生伤害或使伤害降至最低程度的性能。一个好的汽车座椅要能够减轻驾驶员及乘员的疲劳来满足主动安全性要求，更要有足够高的结构强度和刚度，以便与安全带和安全气囊一起对乘员定位的同时缓和碰撞的强度，使乘员的损伤达到最小。在加强座椅结构本身吸能性的同时，人们开始研究把安全气囊安装在座椅靠背侧面，为乘员提供安全保护。这种带有安全气囊的座椅已经开始应用在各种高档轿车中。

5结语

从人机工程学的角度出发，对汽车座椅的基本尺寸，结构，以及其他特性进行优化的设计，使驾驶座椅具有良好舒适性和安全性。

参考文献

[1] 杜子学.汽车人机工程学.北京：机械工业出版社，2011.2.

[2] 肖生发.汽车工程概论.北京：北京理工大学出版社，2010.1.

[3] 朱序璋.人机工程学.西安：西安电子科技大学出版社，1999.11.

人机工程学课程设计——公共座椅汇总 第5篇

文章运用人机工程学原理.分析了疲劳驾驶的成因;从汽车座椅的静态特性和动态特性两方面,论述了汽车驾驶座椅的`人机工程设计及发展方向.

作 者：冯飞燕 侯俊杰 FENG Fei-yan HOU Jun-ji 作者单位：冯飞燕,FENG Fei-yan(山西机电职业技术学院汽车工程系)

侯俊杰,HOU Jun-ji(中国人民解放军第4328工厂,山西长治,046011)

人机工程学在座椅中的运用 第6篇

【文章摘要】人机工程学是运用生理学、心理学和医学等有关科学知识，研究组成人机系统的机器和人的相互关系，以提高整个系统工效的新兴边缘科学。人们在享受物质生活的同时，更加注重产品在舒适、安全等方面的评价，也就是产品设计中常提到的人性化设计问题，人机工程学是以人体基本参数为根据，也就是人性化设计的依据。本文以保时捷Panamera座椅的设计为例，简述其座椅在人性化设计中所体现的人机工程学。

【关键词】 人机工程学 设计 保时捷Panamera 座椅

1.引言

在人机系统中操纵人员被看作系统中的一个元件。操作人员通过感觉器官(视、听、触、嗅、味)接收来自机器的信息，了解其意义并予以解释，或先进行计算，再把结果与过去的经验和策略进行比较，然后作出决策。典型的人一机器一环境系统，如人驾驶汽车对所建立的人一汽车一道路。在该系统中，当驾驶员通过操纵器向汽车输人信号，汽车启动，各种仪表显示汽车工作状况，而后人的感觉器官接受这些信息，再经过人脑的分析、判断并作出决策。在人驾驶汽车的过程中，人的感官和显示仪表之间发生了关系；人操纵汽车行驶和操纵机构发生了关系，改变这两个关系是改善人一机的关键。

2.浅析人机工程学在保时捷Panamera座椅设计中的体现 2.1保时捷Panamera

坚持延续保时捷品牌运动跑车设计特征，又要提供四门四座布置，一级后排座椅的宽裕乘坐空间，是保时捷Panamera的设计理念。车身的后半段则没有了911车系经典的水滴形乘员舱，取而代之的是长达4970毫米的车长、车宽更是达到了1931毫米。Panamera的车高仅为1418毫米，因此保持了911车系流线低重心的经典元素。

保时捷Panamera更加强调后排座椅的舒适性。与911车型狭窄的后座不同的是，保时捷Panamera的轴距长达2.9米，平整的车顶弧线同时也创造了充足的头部空间。除此以外，保时捷Panamera还提供有容积为400升的行李箱，并且在放倒后排座椅后，空间可以大幅提升至1248升。详见下图。

图（1）保时捷Panamera

2.2保时捷Panamera座椅设计

坐姿状态下，支撑身体的是脊柱、骨盆、腿和脚。脊柱是人体的主要支柱，由24节椎骨以及5块骶骨和4块尾骨连接组成颈椎支撑头部，胸椎与肋骨构成胸腔，腰椎、骶骨和椎间盘承担人体坐姿的主要负荷。如图（2）。

图（2）图（3）

与坐姿舒适性直接相关的是腰曲。欲使坐姿能形成几乎正常的腰曲弧线，躯干与大腿之间必须有大于90度的角度，且在腰部有所支撑，如图中曲线C所示。可见保证腰弧曲线的正常形状是获得舒适性的关键。如上图（3）。正常的腰线曲线是微微前突。为使坐姿下的腰弧曲线变形最小，座椅应在腰椎部提供所谓两点支撑（详见图（4））。腰椎后突和过分前突都是非正常状态，合理的腰靠应该是使腰弧曲线处于正常的生理曲线。

图（4）图（5）

图（5）为座垫上的体压分布。根据人体组织的解剖学特性可知，坐骨结节处是人体最能耐受压力的部位，合于承重，而大腿下靠近表面处因有下肢主动脉分布，故不宜承受重压。据此座垫上的压力应按照臀部不同部位承受不同压力的原则来分布，即在坐骨处压力最大，向四周逐渐减少，自大腿部位时压力降至最低值，这是座垫设计的压力分布不均匀原则。图（5）是较为理想的坐垫体压分布线。

根据以上几点，下面来分析保时捷Panamera座椅设计所体现的人机工程学。

2.2.1座椅的高度与宽度尺寸设计

由上面图形可知，椅面设计的过高会使大腿肌肉受压，椅面过低就会增加背部肌肉负荷，所以驾驶座椅的椅面高度应低些。对于宽度，当然越宽越好。但对于汽车驾驶座椅来讲，驾驶员坐姿单一，不涉及变换姿势，通常设计应满足最宽人体需要为准。

为提高座舱乘坐的舒适性，Panamera四座独立恒温空调与独立出风口设计。坐入Panamera 车中时，有四样东西会立即引起您的注意：第一，加高的中控台；第二，四个单独的座椅；第三，后部的巨大空间，即使身材很高大的人也能拥有充足的腿部和头部空间；第四，由于采用可折叠后排座椅，使得行李厢具备了更多的功能。见下图。

图（6）

四个单独的座椅非常舒适（图6），并可提供良好的侧向支撑。同时加宽座椅平面，增添电动腰部支撑与电动可调方向盘等设计，可以选配电动可调后座椅，手动调节，提供更为丰富的乘坐舒适性。其通风功能也可搭配标准加热功能选装。后部的可电动调节的8向舒适型座椅是应客户要求提供的特殊配置。

图（7）

图（8）座椅添加

双后座椅是折叠式。不仅可以折叠拆卸，而且每个座椅还可以调节靠背的高度及座椅宽度，增加乘坐舒适度，这就满足了不同人群的使用需求。前后座椅的中间都设有扶手（见下图），使前后空间都有充足的膝部与头部空间(图7)，这样一来，驾驶者拥有更舒适的乘坐空间。

图（9）前排中央扶手

图（10）后排中央扶手

2.2.2靠背倾角及椅面角度

考虑到行驶过程中臀部向前滑动而是椅面前缘向后倾的问题，靠背倾角和椅面角度此角的设计不易过大，过大会增加大腿下部与座垫前缘的压力，引起身心疲劳。靠背倾角是指靠背与椅面水平方向的夹角，椅面角度指椅面与水平之间的夹角，这两个角度都是与腰部舒适度密切联系着的。

跑车最注重的是速度和过弯的灵活度，座椅的设计与这些密切相关。保时捷Panamera的座椅为四个单独的座椅，座椅的侧面设有自动调节的按钮,可自动调节座椅的高度与宽度。侧面还有椅垫厚薄的调节装置和气囊装置。这样一来，不同的乘客可根据自己的舒适度调节腰部与臀部的座椅贴合度，最大程度的保证乘坐的舒适度。

（图11）

2.2.3座椅的材料及温度调节

座椅材料是座椅的主要减振元件，要想使座椅获得较低的振动传递率，必须采用合适的材料。座椅材料的选择主要考虑到振动舒适性以及座椅对人体热环境的影响。此外，还要根据驾驶室的微气候环境，调整座椅表面的湿温度特性，这样就能适当调节人体代谢，达到减轻疲劳的目的。

保时捷Panamera每个座椅都非常舒适，采用了真皮打孔座椅做工，舒适性都属于上乘水平，侧向包裹非常到位，无论是长时间乘坐还是放倒躺下都非常舒适。前排座椅电动调节，肩部的支撑调节，还有座椅加热功能，在行驶过程中为驾驶者提供良好的环境。座椅腿部区域的打孔真皮具有良好散热性。

（图12）（图13）

如果经常在后排乘坐，则可以定制一系列选装配置和组件，如大型中控台、用于后侧车窗和后乘客舱后部的遮阳卷帘或后部车内照明灯组件。您还可以对车辆进一步升级，选择全面的个性化选装配置，包括七种内饰颜色和五种双色调组合以及一系列精制木饰、碳纤维或铝制选装组件。大型尾门下方的空间可以容纳四个Porsche Design 车主精品中的手提箱。车内为四个乘员提供充足的空间。非常实用，但却符合保时捷的一贯风格。

3.小结

汽车是人的代行工具，与人在日常生活中息息相关，已形成独特的汽车文化。无论是外部还是内部设计，必须以人为本，体现人机协调，使汽车适应人的生理和心理要求，从而提高工作效率。通过上面的分析和介绍，不难看出人机工程学在我们生活中的应用十分广泛，我们一定要好好利用人机工程学这门学科，设计出能最大限度与人协调的机器等。

4.参考文献

【1】高凤麟 《人机工程学》 高等教育出版社

人机工程学课程设计——公共座椅汇总 第7篇

论文题目 ： 浅析人机工程学在儿童座椅中的应用 姓学班年专学名 ： 号 ： 级 ： 级 ： 业 ： 院 ：

王清超 123007010813 1208班 2012级 产品设计 艺术设计学院 丁翔

讲师

2016年 3月30日(初稿时间)指导教师 ： 完成时间 ：

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

本科毕业论文（设计）

论文题目 ： 浅析人机工程学在儿童座椅中的应用 姓学班年专学名 ： 号 ： 级 ： 级 ： 业 ： 院 ：

王清超 123007010813 1208班 2012级 产品设计 艺术设计学院 丁翔

讲师

2016年 5月10日（正稿时间）指导教师 ： 完成时间 ：

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

作者声明

本毕业论文（设计）是在导师的指导下由本人独立撰写完成的，没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。因本毕业论文（设计）引起的法律结果完全由本人承担。

毕业论文（设计）成果归武昌工学院所有。特此声明

作者专业 作者学号 作者签名

： ：

产品设计 123007010813

：

****年**月**日

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

浅析人机工程学在儿童座椅中的应用

王清超

Analysis of the application of ergonomics in the

child seat

Wang, QingChao

2016年5月10

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

摘要

近年来，国内科学技术高速发展，在经济、人才、市场等方面竞争也与日俱增，而孩子做为家庭未来的希望，是每个家长都重点的关注对象，所以导致家长对孩子的要求越来越高、对孩子的教育问题、健康发育都极为的关注，想把孩子培养的更好、更加的优秀。

本文从人机工程学方面着手研究，分析儿童的不同年龄时段的身体特征，以及不同坐姿对儿童身体健康的影响。在材料、结构和色彩上，也进行调研发掘儿童的喜好，从而创新出既促进孩子健康的坐姿，茁壮成长，也符合孩子自己喜好的儿童座椅。

本文在人际工程学的角度集中阐述，由浅入深讲述儿童座椅在设计中的尺寸、结构、色彩、娱乐性等方面的重要意义。

本文创新主要体现在，从人体坐姿生理学、座椅结果和材料选择的角度出发，分析座椅对于儿童身体的影响，同时结合现有的一些新式座椅，发挥想象力设计出更加健康舒适的儿童座椅，让人们更加了解座椅对儿童健康的影响。

关键词：儿童座椅、人机工程学、材料色彩、造型设计

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

目录

引

论 ····················································································· 1

一、人机工程学在儿童座椅中的意义

················································ 1

（一）国内外人际工程学发展史 ···································································· 1

（二）人机工程学在儿童座椅中的应用价值 ····················································· 2

二、人机工程学在儿童座椅设计中相关因素分析 ································· 2

（一）何谓人机工程学？ ············································································· 2

（二）国内儿童生理分析 ············································································· 3

（三）人机工程学对儿童座椅设计中的材料要素的影响 ······································ 3

（四）人机工程学对儿童座椅设计中的结构因素的影响 ······································ 3

三、人机工程学在儿童座椅中的体现 ················································ 5

（一）国内现有儿童座椅人机特点分析 ··························································· 5

（二）木质儿童座椅的优点分析 ···································································· 7

（三）儿童座椅的尺寸要求 ·········································································· 9

（四）儿童座椅设计定位及方案 ·································································· 10 结 语 ······················································································· 12 主要参考文献 ·············································································· 13

引

论

武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸

图2 国内人机工程学

在中国最早期，儿童座椅的设计大都包含在成人家具之中，但是随着中国的经济高速发展，家具市场的竞争越来越激烈。最近几年来，儿童家具设计才从成人家具中分离出来，形成独立的新型市场领域，也出现了一些专门从事儿童家具设计和生产的厂家。

（二）人机工程学在儿童座椅中的应用价值

儿童座椅的使用者。大都一些2--8岁的儿童，他们因为年龄小、认知低、对周围的一些所有事物都有浓厚兴趣，但却缺乏安全意识。因此在尽量培养孩子兴趣的同时，也对孩子的健康成长非常重视①。

而儿童座椅则是孩子成长中必不可少的学习、休息用品，本文将从人机工程学的角度分析，尺度和尺寸对儿童座椅计中的重要影响。在儿童座椅的设计中，健康的坐姿是和儿童身体尺寸息息相关的。根据国内现有的儿童座椅的市场调查，儿童座椅在人机工程学中对儿童健康成长有着很重要的问题。

比如现在国内儿童眼睛近视的发病率达高达70%，而这种现象产生的原因，就是因为儿童座椅设计的尺寸要求不合理。这些问题主要表现在，座椅的高度国内没有规定的严格标准，导致儿童不健康的坐姿，不合理的阅读书写状态，从而导致了儿童眼镜近视发病率的提升。从儿童桌椅设计的角度来看，我们要把握三个方面的关系：

（1）儿童不同年龄段的身体尺寸。（2）儿童座椅的尺寸标准。

（3）儿童座椅设计健康坐姿和尺寸的关系。

本文将通过设计作品，将人机工程学和儿童座椅设计的趣味性相结合，利用儿童座椅 ① 文字来源：ISBN:7810134213人机工程学_丁玉兰等编著

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人体尺寸分为动态尺寸和静态尺寸，而关于儿童的尺寸是很少的，本文主要从儿童的身高尺寸入手，因为它是儿童座椅设计中最重要的因素之一。

根据资料查找，2008年2月8日，国内第一次儿童人体尺寸、体重参数的调查结果，其中抽取了2-8岁男童和女童的身高、体重，可以看出在这些年龄段的男童身高和体重都是高于女童。如图四所示①，根据卫生部每年的全国儿童体格发育状况的调查，以2006年的第五次全国儿童体格发育调查为例，调查数据表明

第一，城市和农村儿童的身高差距缩小。第二，儿童发育呈较快增长趋势。

第三，国内城市儿童的发育的水平，达到了世界儿童生长发育的标准。由于国内城市和农村儿童身高尺寸的差距的缩小，儿童家具生产厂家为儿童座椅设计变得更加方便，在设计之中也渐渐有了一定的规范标准。在儿童座椅设计中座椅尺寸要与儿童的身体的互相配合。这样才会得到家长的认可，也有益于儿童的健康成长。在选择儿童桌椅时，最好选择具有能够按照身高的变化进行调整的功能。

图五

各年龄段儿童身体尺寸

参照国内儿童椅设计的标准尺寸规定，建议儿童椅的座面高为280mm，座深为200mm，座前宽300mm，座后宽270mm，靠背上缘距座面高15mm，靠背下缘距座面高28mm。

如图五所示②。

但是如果要保证各个年龄段的儿童所使用的座椅都量身定做，那么每个儿童成长中都会需要很多套座椅，这种消费方式显然不符合国内经济发展的水平和可持续发展的战略。

综上所述，我们在设计儿童桌椅时，应以人机工程学作为指导，使座椅的高度符合儿童身体尺寸、心理尺寸，严格按照标准设计和生产儿童座椅的尺度和尺寸，保持儿童身体尺寸与座椅的协调性，以便设计出安全、舒适、方便携带、不易受伤的儿童桌椅。

（三）人机工程学对儿童座椅设计中材料要素的影响。

①②图片来源：http:// 图片来源：http:///report/3367681.aspx

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在休息时，腿可以向前方伸展，可松弛肌肉，也有助于身体的稳定。随着儿童的不同年龄段的成长，椅子的高度要求也要随之提高，更换新的儿童座椅。

二、椅面宽度和倾角

成人座椅椅面座宽一般设定为30cm左右，儿童则在25cm左右。而座面倾角也分二种，一种是休息椅、另一种为学习椅。休息椅座面倾角大，可达到20度—26度，这样有利于儿童身心松弛。对学习座椅而言，因学习时儿童坐姿一般保持垂直状态最好，如座面过于后倾，会破坏儿童的正常坐直，也会也儿童学习更加疲惫，形成一种费力的姿势，因此倾角最好平行于地面。

三、靠背角度

图八 坐姿

靠背角度是指座面与靠背的夹角，靠背角度的作用是使人体在自然状态下得到支撑，与座面的倾斜角度达到舒适的效果。如图八所示①，一般儿童娱乐用椅的靠背角度较大，可达到105—110度，而但对于儿童学习时的座椅来讲，太大的角度会使得儿童有种放松的心理，不利于儿童学习效率，所以儿童座椅靠背角度一般是垂直于椅面。

三、人机工程学在儿童座椅中的体现。

（一）国内现有儿童座椅人机特点分析。

①图片来源：image.baidu.com/search/index?ct=201326592&cl=2&st=-1&lm=

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厘米之间的小孩，如图九所示①儿童椅子坐面高度大概在19厘米左右最合适。小孩子在三岁后，对自己的专属物品特别的感兴趣，在他们脑海里会对各种形态的物品有大致的认识，比如他们知道，大的衣服是属于大人们的，自己的衣物是小小的，大人们的碗是瓷的，自己的碗是不锈钢的等等，这些是对自己专属物品的理解。而专属物品中，他们最爱的可能就是小椅子了，儿童座椅的尺寸一般是20*20*25cm。

如果椅子不合适，不仅会对孩子造成驼背的影响，还会对孩子的发育造成影响。另外，由于孩子的身高子在不断长高，所以椅子也要随之更换，买适合孩子身高的椅子。

（四）儿童座椅设计定位及设计方案。

（一）设计定位

（1）儿童座椅要随时随地便可用来轻松休息，使用场合广泛，容易携带；（2）易清理、耐水、耐老化，适合户外使用。（3）舒适、安全符合家长对儿童座椅的要求。（4）坐姿比站立更有利于血液循环

（5）有利于保持身体的稳定，坐姿保持身体处在稳定的姿势，有利于儿童作业

（二）设计方案

（1)高度可调节；（2）稳定性与趣味同时兼顾；（3）给儿童留有足够的活动空间；

（4）能够保证腿的活动空间，以减轻儿童玩耍后腿的疲劳；

（5）坐面宽度、椅子高度、椅背高度需要根据人机工程学尺寸来设定；（6）材料选择为木材，无污染、无棱角，表面光滑。

（三）设计原则和分类

1.座椅的形式与尺度及其功用有关

2.座椅的尺度必须参照儿童人体测量学数据确定 3.身体的主要重量应由臀部坐骨结节承担 4.座椅前缘处，大腿与椅子之间压力应尽量减小

5.腰椎下部应提供支承，设置适当的靠背以降低背部紧张度

①图片来源：http:///report/3367681.aspx

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结语

在论文结束之际，通过以上可以看出，人体工程学座椅设计绝对不是一项简单的工作，面对不同的人群他有不同的设计标准与规范。设计之中它更是要考虑和椅子相关的高度、坐宽、靠背、软硬、曲线等人体尺度等多重因素，还要考虑到儿童椅子的使用场合，清洁和耐久需求。还要考虑材料构件的选择以及成本问题。除此之外，还要考虑的美观、新颖、创意等各种艺术精神方面的需求。人体工程学以“人”为研究的起点，以“服务于人”为最终目标，与人类生活学习工作密不可分。故需要我们了解人体工程学及学习其操作方法并运用自如，做出符合实用美观的作品。

最后，衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位老师、教授!感谢这篇论文所涉及到的各位学者。

本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作！

感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我很多素材，还在论文的撰写和排版等过程中提供热情的帮助！