辦公椅的人體工程學(xué)原理
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2024-01-16
辦公椅是一種工作用椅，一般要裝備輪子，以能在水平方向上沿任何方向移動(dòng)。辦公椅在高度上可以調(diào)節(jié)，也能繞中心軸進(jìn)行360度的旋轉(zhuǎn)。但是舒適度是最重要的要求，也是它的主要特點(diǎn)，這是由于人們將長(zhǎng)時(shí)間地坐在上面工作。自20世紀(jì)以來，設(shè)計(jì)們都力圖滿足舒適度的要求，但是并沒有得以十分明確的結(jié)果。由于辦公椅和其它任何一種坐類家具一 樣，都有一個(gè)共同的起源―椅子，它需要遵循同一個(gè)基本的人體工學(xué)的舒適度規(guī)則。
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根據(jù)肌肉的作用力/工作和能量保存的關(guān)系，從所做的功的公式：WF=F×P1P2×cosα
公式中的cosα表示力與位移之間的方向關(guān)系。從公式中我們可以看出，人的身體的理想姿勢(shì)是與水平面成90°，這種姿勢(shì)可以使肌肉消耗的力最少，而正是肌肉使人體保持了直坐的狀態(tài)。然而，要使這種直坐的姿勢(shì)能夠很好的保持下去，就有必要對(duì)腰部實(shí)行支撐(lumbodorsal), 以使肌肉的用力處于最小的狀態(tài)。
即使到現(xiàn)在，辦公椅的設(shè)計(jì)仍然是不正確的，因?yàn)檫@些設(shè)計(jì)不能使人體保持理想的坐姿。實(shí)際上，靠背在坐墊的后部，人的背部必須后傾或者彎曲，才能接觸到腰撐，這樣就失去了理想的坐姿。坐椅設(shè)計(jì)上的這種不足稱之為“結(jié)構(gòu)性缺陷”，因?yàn)樗蜒赜昧藥浊?。腰撐必須在?shí)際上能向前移動(dòng)，托住需要腰撐的人體部位，這樣才能保證直坐的姿勢(shì)。
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坐椅可以分成三個(gè)功能部分，即靠背、座墊和下部支撐。
靠背：腰撐必須能向前移動(dòng)，以與人的背部接觸，這個(gè)功能可以節(jié)約肌肉的能量，防止人體后傾而失去理想坐姿。所以，腰撐的高度范圍可以限制在脊柱(spine)的L5-D8(T8)部位，因?yàn)槿绻叱鲞@個(gè)部位，脊柱的伸展就會(huì)感困難。 另外一個(gè)重要的方面是，腰撐的高度必須可以調(diào)節(jié)，因?yàn)槊總€(gè)人所需要的腰撐的高度是不同的。在增添了頭撐(headrest)的情況下，按照肩部的外廓來增加靠背的高度是有好處的。 因?yàn)檠鼡螒?yīng)該與整個(gè)腰脊椎前凸(Lumbar lordosic)相吻合，所以加上一個(gè)輕軟的靠墊是合適的，但是它的撐托應(yīng)能在人的背部產(chǎn)生足夠必要的反作用壓力，同時(shí)不會(huì)彎曲。
座面：座面有兩個(gè)重要的特點(diǎn)：第一，從頂部到底部、從前部到后部要有一個(gè)坡度(1°已足夠)，距離地面也要有適當(dāng)?shù)母叨?。座面的坡度可以加快大腿處的血液循環(huán)，使坐、立的動(dòng)作方便。當(dāng)人體保持直坐狀態(tài)時(shí)，重力的分力將使臀部和大腿向前移，但由于軟墊的拖拉作用，這種位移很容易被抵消了。 第二，座面的長(zhǎng)度不應(yīng)超過40厘米。實(shí)際上，由于人體上的上半部分把他的大部分重量壓在骨盆的坐骨上，座面的長(zhǎng)度只要20厘米也就足夠人坐了。 當(dāng)在40厘米的座面上方有一個(gè)向前突出的腰撐時(shí)，人坐時(shí)總會(huì)坐在座面的前緣，所以必然向后靠才能接觸到腰撐。 由于人體的直坐姿勢(shì)，人體上半部分的重量被均勻地分布在座面上，所以可以把座面設(shè)計(jì)成平面，沒有必要在它上面鏤銑什么形狀來貼合臀部和大腿。因此，用一個(gè)摩擦力大的軟墊要比過于柔軟或易變形的軟墊要好一些。 中心支架：因?yàn)槿梭w必須保持直坐姿勢(shì)，所以靠背不允許后傾，因此支架的腳只需要3只就夠了，互成120°。它們只需突出底座周邊1厘米，以保證穩(wěn)定性最佳。這還能使辦公椅所占的空間最小，這是一個(gè)不可忽視的點(diǎn)。
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