人机工程学椅子论文.docx
《人机工程学椅子论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人机工程学椅子论文.docx（44页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
人机工程学椅子论文
1绪论
课题研究的目的和意义
拖拉机座椅是影响驾驶与乘坐舒适程度的重要设施。
舒适而操作方便的驾驶座椅,可以减少驾驶员疲劳程度,降低故障的发生率，拖拉机驾驶员座椅设计优劣与否直接关系到驾驶质量。
拖拉机驾驶座椅人机工程学设计目的,就是使设计出来的座椅能够满足人机工程学标准,这样一来,所谓拖拉机驾驶座椅人机工程学设计也就转化为针对驾驶员舒适性的设计，当然对于座椅设计来讲,对其安全性的设计也是不容忽视的。
从人机工程学原理出发考虑,一个性能优良的驾驶座椅应当符合的基本要求如下:
（1）为驾驶员提供一个舒适而稳定的坐姿,符合人体舒适坐姿的生理特性;减轻传给驾驶员身体的机械振动和冲击负荷,满足振动舒适性评价标准的要求;
（2）将驾驶员置于良好视野的位置,保证他能安全而有效地完成各项操纵作业;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;（3）考虑提高驾驶员的人身安全性,当发生翻车或撞车事故时,将驾驶员约束在驾驶座椅上且处于一定的容身空间以内。
驾驶座椅设计的良好与否直接影响着驾乘者的健康。
长时间坐在拖拉机座椅中，若是脊椎得不到应有的支持，则腰部就会因弓弯而造成椎骨、椎盘、肌腿的负荷，进而导致慢性肌肉疲劳并产生酸痛;再加上长时间维持相同坐姿，还会造成脊椎压力过大而导致椎间盘突出，若是压迫到神经，容易发生麻痹的想象。
然而，在驾乘拖拉机的过程中，脊椎除了不一定保持停滞状态为，也会跟着路况的变化而改变，这些情况下，脊椎的变化也就更加复杂，其所导致坐姿不良的状况，会引起腰酸背疼或慢性的肌肉发炎。
由于拖拉机工作环境比较恶劣，对人体健康影响很大。
随着科技的进步、社会的发展及对劳动者健康、生命关注的提高,应当从人机工程学的角度对拖拉机进行设计。
1.2本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状
国外对于座椅的研究比较多，有从整体研究的，也有从座椅的各个侧面作单项研究，各单项包括座高，靠背角，座面倾角，座宽，座深，靠背高度等。
有些因家己经制定了相应的标准。
国内在标准化研究方面虽然比较晚，但是也推出了不少标准和设计规范。
其中主要有:
GB10000一88《中国成年人人体尺寸》;GB/T12552一90《载货拖拉机驾驶员操作位置尺寸》;GB/T12985一91《在产品设计中应用人体百分位数的通则》;GB/T13055一54一91《客车驾驶区尺寸及术语》;GB/T13055一56一91《客车乘客区尺寸及术语》:
GBT/13057~58一91《客车驾驶员座椅尺寸规格和技术条件》:
GB/T13059一6任一91《客车乘客座椅尺寸规格和技术条件》;GB/T14774一93《工作座椅一般人类工效学要求》;GB/T59n一86《转向盘尺寸》;GB4094一94《拖拉机澡纵件、指示器及信号装置的标志》;GB15082一94《拖拉机用车速表》等等。
这些规范和标准多是通过大量统计和实验得出的，具有很高的实用性和权威性，它的制定为设计人机系统提供了依据，是设计人机界面不可缺少的资料和数据来源。
1人体坐姿生理特性分析
（1）坐姿时脊柱的形态。
人坐着时，身体主要由脊柱、骨盆、腿和脚支承。
脊柱位于人体的背部中央，是构成人体的中轴。
人处于不同的坐姿时，脊柱形态不同，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状态，才会减少腰椎的负荷以及腰背部肌肉的负荷，防止驾驶疲劳发生。
（2）坐姿体压分布。
当座椅上的人处于坐姿状态时，人的身体重量作用于座垫和靠背上的压力分布称作坐姿的体压分布。
可见，坐姿体压分布包括座垫上的体压分布和靠背上的体压分布两部分。
（3）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，适合于承重，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。
（3）靠背上的体压分布。
靠背上的体压分布也以不均匀分布，压力相对集中在肩胛骨和腰椎两个部位。
从这两个部位向外，压力应逐步降低。
2环境分析
把驾驶员和座椅组成的系统看作一个典型人机系统，该系统所处的环境对系统中的驾驶员的影响主要体现在振动及温湿度上，具体分析如下：
（1）振动。
驾驶员坐在行使中的拖拉机上所承受的振动属于全身振动的范畴。
有关研究表明，人体最敏感的频率范围为纵向振动4-8hz，横向振动1-2hz。
当外界振动接近器官的共振频率时，即产生共振，振幅迅速增大，此时引起器官的生理反应最大。
振动对驾驶员操作的影响主要表现为视觉作业效率的下降和操作动作准确性变差。
当达到一定限度时，皮质细胞的工作强度将减弱，人就会感到疲劳，工作效率明显下降。
（2）温湿度。
人置身于高湿度、高温度的条件下，往往会感到浑身不适、四肢乏力，工作不能持久。
研究表明，驾驶员在驾驶状态下的舒适温度为１８℃——２３℃，舒适湿度为４０％——６０％，代谢量为，高于或低于这个范围都会增加驾驶员的疲劳程度。
驾驶座椅对驾驶员人体热环境的主要影响因素有：
座椅表面的温度和湿度。
座椅表面的温湿度特性将影响人体背部、臀部、下体等部位的散热性能及皮肤的呼吸功能，当其温湿度特性与人体生理机能不适应时将引起人体局部不快感，从而加速人体疲劳的形成。
3座椅尺寸结构设计
（1）座椅尺寸设计。
座椅尺寸设计主要参数包括：
椅面高度、宽度、深度、椅面倾角；靠背的高度、宽度和倾角。
椅面高度Ａ：
椅面高度定义为椅面前缘至驾驶员踵点的垂直距离。
在设计时主要考虑到两点：
椅面过高会使大腿肌肉受压，椅面过低就会增加背部肌肉负荷。
驾驶座椅的椅面高度应低些。
椅面宽度Ｂ：
在空间允许的条件下，以宽为好。
但对于拖拉机驾驶座椅来讲，驾驶员坐姿单一，不涉及变换姿势，通常设计应以满足最宽人体需要为准。
椅面深度Ｃ：
指椅面前缘至靠背前面水平距离。
其尺寸应满足：
腰部得到靠背的支承；椅面前缘与小腿之间留有适当距离，以保证大腿肌肉不受挤压，腿弯部分不受阻碍。
靠背高度Ｄ及宽度：
靠背的高度和宽度与坐姿肩高和肩宽有关，对于拖拉机驾驶座椅靠背的高度应采取低靠背，最好没有靠枕。
靠背倾角α：
靠背倾角是指靠背与椅面水平方向的夹角。
椅面倾角β：
指椅面与水平之间的夹角。
主要考虑到为了防止人体臀部向前滑动而是椅面前缘向后倾。
此角不易过大，否则会增加大腿下平面与座垫前缘的压力，从而减少双脚着地的负荷，阻碍血液循环，引起身心疲劳。
通过以上座椅尺寸参数的确定，以保证驾驶员人体脊柱曲线更接近于正常生理脊柱曲线。
（2）座椅结构设计。
为了保证座垫上合理的体压分布，座垫应坚实平坦。
太软的椅子容易令使用者曲起身子，全身肌肉和骨骼受力不均，从而导致腰酸背痛的现象的产生。
研究表明：
过于松软的椅面，使臀部与大腿的肌肉受压面积增大，不仅增加了躯干的不稳定性，而且不易改变坐姿，容易产生疲劳。
依据靠背上体压分布不均匀原则，在座椅靠背设计时应保证有靠背两点支承即就是人体背部和腰部的合理支承。
拖拉机座椅设计时应提供形状和位置适宜的两点支承，第一支承部位位于人体第５——６胸椎之间的高度上，作为肩靠；第二支承设置在腰曲部位，作为腰靠。
肩靠能减轻颈曲变形，腰靠能保证乘坐姿势下的近似于正常的腰弧曲线。
（3）座椅材料选择。
座椅材料的选择主要考虑到以下两个方面：
振动舒适性以及座椅对人体热环境的主要影响。
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，使座椅有较高的振动舒适性，必须采用合适的座垫和靠背减振材料。
根据驾驶室的微气候环境，调整座椅表面的温湿度特性，可以适当调节人体代谢，达到减轻疲劳的目的。
4座椅振动舒适性设计
座椅材料是座椅的主要减振元件，那么在座椅振动舒适性设计时首先要考虑的就是从座椅材料的选择上下功夫来保证座椅振动舒适性。
座椅的结构形状也不同程度的影响其振动舒适性。
由于椎间盘有较大的压缩潜力和很好的弹性，所以脊柱具有忍受较强的纵向振动的能力。
在横向上，脊柱只有前纵韧带分别附在腰间盘的前缘和后缘并起一定的作用。
因此，人体脊柱忍受横向力的能力很低。
在设计座椅时必须使其具有抵抗横向振动的能力。
座椅靠背后倾斜使腰部背部得到依靠，加之靠背衬垫的适度柔软性，致使摩擦力增大，可缓冲横向振动对人体的冲击，同时靠背两侧稍隆起、椅面的形状两边向上隆起，也能减轻人体的横向移动趋势，使人感觉乘坐舒适。
5座椅空间位置设计
座椅空间位置设计就是为了达到操作舒适性的目标，而进行驾驶座椅空间位置设计以确保驾驶员有良好的视野，同时对拖拉机转向盘、脚踏板等操作部件有恰当的操作要求距离，以达到操作舒适性的最终目的。
6座椅安全性设计
（1）主动安全性。
主动安全性是指拖拉机驾驶座椅防止事故的能力。
拖拉机驾驶座椅的主动安全性设计主要从减轻驾驶员的疲劳入手进行分析设计，以满足主动安全性要求。
主动安全性主要考虑合理的座椅尺寸设计、座垫上合理的体压分布、靠背上合理的体压分布等为驾驶员提供一个舒适的作业环境，减轻驾驶员的疲劳，从而保证驾驶座椅主动安全性的设计要求。
（2）被动安全性。
被动安全性是指事故发生时，保护乘员的能力。
驾驶座椅作为安全部件，是拖拉机被动安全性设计的主要考虑部件之一。
考虑提高驾驶员的人身安全性，拖拉机驾驶座椅被动安全性设计目标为：
①在事故中要保证驾驶员处在自身的生存空间之内，并防止其他车载体进入到这个空间；②要保持驾驶员在事故发生时，保持一定的姿态，以使其他的约束系统能充分发挥其保护效能；③在事故中，使得事故后果对驾驶员的伤害降低到最小限度。
（3）安全措施。
目前采取的主要安全措施：
提高座椅骨架强度，达到拖拉机驾驶座椅强度的要求值；设置座椅安全带，使在紧急制动或正面撞车时不致将驾驶员碰伤；达到一定的阻燃要求，坐垫和靠背材料应达到拖拉机内饰材料燃烧特性技术要求的规定。
本课题研究内容
通过对铁牛—55调研，运用人机工程学原理，针对拖拉机驾驶座椅，从人体测量、生物力学、心理学、机械振动、作业空间等角度分析驾驶疲劳的成因，研究座椅的座高、座宽、座深、座面倾角、靠背高度、靠背倾角等座椅静态参数的选取原则，从坐姿舒适性，振动舒适性，操作舒适性，安全性等方面进行拖拉机驾驶座椅的人机工程设计与创新。
本章小结
本章主要介绍了本课题研究的意义，主要内容以及本课题在国内外发展现状和发展趋势。
2拖拉机座椅设计在人机工程学上的基础知识
人体生理学和解刨学相关研究
坐姿与座椅
坐姿是人体较自然的姿势，也是进行各种操作经常采用的姿势。
座椅与人们的生活息息相关，无论是工作、学习、出门旅行、在家休息都离不开座椅。
人的坐姿是个相当复杂的问题，虽然座椅伴随人类的生活己经有几千年的历史了，但是关于座椅的设计问题至今仍然是值得研究的课题。
在生物学中，当我们坐着时，人的身体由脊椎、胯骨、腿和脚支撑。
主要用来支撑人体重量的关节为胯骨和腰椎，腰椎的第三、第四腰椎为整个脊椎骨中受力最大的部位。
所以腰椎也就比上方的椎骨大而且硬得多。
坐姿时，尾椎将受到压力而往前弯，有缓冲震荡的作用。
坐骨构成了胯骨最下方的部位，其后下方的坐骨结节为L字母形状，当我们坐着的时候，此处往下顶住来支撑身体的重量。
长期的姿势不良、受伤或者疾病，伤害就会发生在脊椎弯曲的地方，如胸弯过分弯曲就会造成圆肩或驼背;腰部脊椎过分弯曲，会造成脊椎的侧弯或是脊椎的前凸症、后凸症。
当我们坐在椅子上时，若坐姿不良，骨盆很容易下陷，仔细摸骨盆两侧，发现整个骨盆往后倾，整个人会感到胸廓与腰杆交界处造成腰酸背疼、驼背。
长期使用电脑的上班族而言，坐姿不良通常是造成腰酸背疼得最主要的凶手。
我们的脊椎在坐姿情况下就像是一根杠杆，如果头部向前倾，为了支撑前倾的头部，骨头的韧带就会产生一个拉力，当力量超过韧带所能负荷的范围，这个力量就会转移到背后的肌肉上，于是肌肉便持续暴露在张力之下。
久而久之，就会出现颈部、背部、腰部肌肉酸痛的症状。
驾驶座椅舒适性
驾驶座椅的舒适性包括动态舒适性（振动舒适性）、静态舒适性（坐姿舒适性）和操作舒适性。
下面分别对这三方面内容作概要论述。
1动态舒适性
拖拉机座椅的动态舒适性主要就是指座椅的振动传递特性，它对拖拉机的平顺性有较大的影响。
一个传递特性与振动输入匹配良好的座椅，可以使平顺性评价指标总加权加速度振级下降2~6dB。
拖拉机座椅的动态舒适性研究主要是指在不改变车辆轮胎悬架的前提下，通过对座椅动态参数的选择和优化，使得由座椅底板上传递过来的振动，在经过座椅后得到明显的衰减，从而使振动对人工作效率及身心健康的影响尽可能减小。
拖拉机座椅的动态舒适性设计主要是对座椅进行隔振、减振设计，以谋求人一椅一车的合理匹配，使人体承受的振动负荷在规定的振动舒适允许的标准下，对于驾驶座椅还应尽量使驾驶员和座椅相对方向盘、操纵杆件和脚踏板的振动位移不随驾驶员的体重而变化，弹性振动位移不超过75mm。
由于座椅的动态舒适性取决于座椅系统的动态参数固有频率w。
与相对阻尼系数仁，所以对座椅动态舒适性的设计就转化为对两个动态参数的选择。
座椅固有频率主要取决于坐垫刚度。
坐垫刚度的选择，一方面要从人体器官对各种频率的反映情况来考虑，另一方面要从坐垫固有频率与悬架、轮胎的固有频率相互匹配的角度来考虑。
根据150一2631给出的疲劳一工作效率降低界限可知，在垂直方向人体内脏器官最敏感的振动频率是4一5Hz，人的内耳对~的低频较敏感（易致使晕眩），18~20Hz的高频对头、颈骨的影响显著，因此人一椅系统的固有频率首先应避开上述人体器官敏感的频率范围。
其次，座椅的固有频率应避开悬架的固有频率，以免产生共振。
悬架的固有频率一般有二个或二个以上。
据统计，拖拉机悬架系统的固有频率，高频为10Hz左右，低频大部分在一范围内;载重拖拉机悬架的固有频率，高频约为，低频约为2一。
同时由于座椅的固有频率在3Hz附近时，它不仅不衰减车身加速度，反而会放大车身加速度，因此座椅的固有频率一般也不选在3Hz附近。
坐垫固有频率不能太高或太低，因为固有频率的高低意味着坐垫刚度的大小，固有频率太高，即坐垫刚度大，则座椅可能太硬;固有频率太低，则坐垫刚度小，变形及动挠度可能太大，这将给布置上造成困难，如果路况差，阻尼小，坐垫弹簧可能被完全压死，会造成较大的冲击。
阻尼对坐垫的振动特性影响很大阻尼发生变化时，幅频响应也将跟着变化。
相对阻尼系数越大，共振区的放大因子越小.但相对阻尼系数过大也不好，它将带来过大的冲击。
实践证明，当激振频率与固有频率之比大于了百时，大阻尼系统振幅比小阻尼系统的振幅大，因此，坐垫阻尼系数的选择应综合进行，应将拖拉机经常行驶的路况也考虑进去。
坐垫的阻尼系数通常取在~之间，对于阻尼较小的坐垫可采取以下强化措施:
（1）将弹簧裹在布套里，既增大阻尼，又减小噪音;
（2）将坐垫底部封闭，只留几个小孔，利用空气排放阻力增大阻尼;（3）加装减振器;（4）采用全泡沫塑料，或较厚的泡沫塑料加弓形弹簧垫底的坐垫。
2静态舒适性
拖拉机座椅的静态舒适性主要是指座椅的静态特性，依据人体测量数据，研究设计有关座椅的结构形式、几何参数、人体坐态的体压分布以及生理特征等参数与乘坐舒适性的关系特性。
其设计原则是尽量使腰椎弧线接近正常的生理弧线，使乘员久坐没有不舒适感觉。
理想的拖拉机座椅的几何参数应以不同使用人群坐姿下的人体尺寸测量值作为参考，通常以成人的人体尺寸作为设计拖拉机座椅的依据，下面是驾驶座椅静态舒适性设计应涉及的内容。
（1）座高
座高是座椅支承面即车辆底板离坐垫的高度。
座高的设计应能避免大腿下的肌肉组织受压，因此座椅的高度应保证双脚能盲如地踩在地面上，双腿能自如地前伸后屈。
座高一般取人体排骨头的高度，或略低于小腿高度IOmm左右。
小腿略高于座面的目的是使下肢着力于整个脚掌，并且有利于两脚前后。
一般430—450mm。
（2）座深
设计座深时的原则是在充分利用靠背的情况下，使臀部得到合适的支承，使座面前缘与小腿后部之间有一足够的间隙。
最小座深由臀部位置决定，最大座深由大腿长决定，座深不宜过大，应与座高成反比例关系，一般取臀部至大腿全长的3/4，座深的取值随不同的车型而变化，常取450mm左右，最好能调节，以适应不同身材的乘员。
条件许可时，可在座椅前缘处设置伸缩的大腿部位支承装置。
（3）座宽
座宽应稍大于人体臀部的宽度，使乘员能自如地调整坐姿，一般取500mm左右。
（4）横向支撑装置
横向支撑装置控制人体的横向滑动，给人体以侧向稳定感。
横向支撑装置应能调节宽度，以适应不同身材的乘员，它应便于乘员出、入座位，应不影响驾驶员的操作。
（5）座面倾角与靠背倾角
座面倾角与靠背倾角对舒适性的影响较大。
有资料表明坐骨骨节下的皮肤较能承受坐压，但由于坐骨骨节表面弯曲的不规则性，难以得到其精确尺寸，通常认为坐骨骨节皮肤处的尺寸约为25mm宽，38一51mm长，男子的坐骨骨节间的间距约为121mm，女子的坐骨骨节间的间距约为127mm。
座面与靠背倾角应尽可能使上述区域承受人体的大部分重量，使人体有舒适的体腿角、大小腿夹角、小腿与地面的夹角。
靠背倾角一般在1000~1150范围内，座面倾角约4080。
（6）靠背和坐垫设计
靠背的设计应能给躯干提供一定的支承，应限制脊柱和手臂的运动。
通常，靠背在腰椎第5节处设置腰垫，以获得腰椎依托感，在肩押骨处设置肩靠，与腰垫一起作用，提供“两点支承”。
理想的腰垫应能上下调节，以适应不同身材的乘员。
靠背和坐垫应填充柔软适度的填料。
坐垫太软将使其上的负荷转移过多，难以变换乘坐姿势，会使驾驶员抬腿操纵脚踏板时感到费力;坐垫太硬，易使人体接触部分的压力集中，使某些部位的肌肉长期处于紧张状态或血液循环受阻而发麻，不仅达不到合理的体压分布，而且减振性差，同样容易引起人体疲劳。
包裹坐垫和靠背总成的蒙皮，应具有足够的抗拉、抗剪强度，应耐磨、耐脏、耐潮湿，要有较好的透性、透湿性、导热性。
蒙皮摩擦系数应合适，过小使驾驶员坐不稳，过大会使衣服如同“粘”在座椅上一样，动作很不便，且会使人的背部肌肉很快疲劳。
蒙皮材料应与个车厢的内饰柑匹配，为驾驶员提供良好的环境，采用的材料有:
棉、毛织品、皮革、人造革、塑料和胶制品等。
（7）舒适坐姿的体压分布
舒适坐姿要求人的体重合理地分布在坐椅的支承面上。
尽管合适的靠背角和座面倾角会使一部分体重由地板和靠背承担，但大部分体重还是由支承面承担的。
由于人体生理上的原因，舒适坐姿的体压分布应该是:
体重分布在较大的支承平面上，从而使座椅承受的单位压力不过大;体压一般不平均分布，其分布通常是从小到大平滑过渡，其间没有突变。
理论上的座面上的压力分布应是:
从坐骨向外直到座面前缘接触的大腿下，压力由大逐渐变小，其理想分布如图1所示。
3操作舒适性
操作舒适性主要研究驾驶座椅与操纵装置之间相对位置的合理布局问题。
驾驶座椅的操作舒适性设计原则是:
1）提供给驾驶员较满意的视野;2）使驾驶员的手脚位置合适，从而能轻易有效地操纵踏板和手控制件;3）具有较好的外形，使驾驶员能舒服地保持满意驾驶姿势。
为满足这些条件，除了应合理布置控制装置外，还必须合理设计座椅，应使驾驶员的各关节活动角度尽量在车辆驾驶员舒适坐姿各关节活动角度所允许的范围内。
图2是拖拉机舒适驾驶姿势模型图。
驾驶座椅不应该只提供给乘坐者某种特定的坐姿，因为无论是休息还是工作，坐姿的变换对延迟和减少肌肉的疲劳是很有效的。
好的座椅应能在不干扰驾驶员工作的条件下，提供给驾驶员尽可能多的坐姿，因此座椅必须能够灵活调节，以适应不同人体尺寸的驾驶员。
必须调节的项目包括座椅的水平位移、垂直位移和角位移。
调整的范围应由需满足的人群尺寸、车辆类型以及车辆级别而定舒适性要求越高的车辆，其所需的调整范围也越大，座椅的设计与制造也就越复杂，所花成本也就越高。
在对操作舒适性进行设计时，还应考虑到它与静态舒适性（坐姿舒适性）之间的矛盾。
静态舒适性希望座椅离地的距离H小些，靠背角大些，然而H小，靠背角大，不仅会降低驾驶员的视觉效应，而且也会使驾驶员转动方向盘和踩脚踏板的力变小，这也就说明为了提高操作舒适性，就得适当降低乘坐舒适性。
座椅对人体舒适性的研究
1影响拖拉机舒适性的因素
影响拖拉机舒适性的因素很多,分析人-机-环境系统,可以提出整车舒适性影响因素的框架图,如图1。
图中“人”即指乘坐者,是最终对舒适性作出评价的主体,其生理因素以及心理因素都会影响对舒适性的评价;“机”指拖拉机的座椅、仪表盘、方向盘、变速杆等;“环境”主要指车内环境及路面状况等。
机系统中的影响因素通过直接影响环境中的因素而影响人体的生理因素,最终影响人对舒适性的评价。
如由轮胎和悬架产生的噪声通过影响人的听觉而影响人对舒适性的评价。
从图1可以看出,座椅在影响整车的舒适性中起了关键作用。
2 拖拉机座椅舒适性的指标体系设计
根据人机工程学原理,为保证良好的舒适性,针对静态舒适性,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。
据此,本文将座椅的特性分为几何、调节及物理特性（见图2）。
座椅的各种特性都会影响到乘坐舒适性。
合理有效的评价指标应符合如下原则:
简明科学、公正合理、易于操作,定量指标为主、定性指标为辅。
根据上述原则,本文对座椅的静态不舒适度建立了三级评价指标体系（表1）。
其中二级指标包括:
几何参数、调节特性、物理特性3个方面。
根据座椅结构特征,设计出三级指标。
3座椅舒适性影响因素的研究
座椅的几何尺寸是影响座椅舒适性的因素,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。
此外,座椅的调节特性对座椅的舒适性影响很大,已成为座椅舒适性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性进行评价是一种重要客观、有效的方法。
脊椎相关研究分析
坐姿状态下，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块骸骨（已连成一体）和4块尾骨（己连成一体）连结组成，如图所示，其中椎骨自上而下又分为颈椎（共7节）、胸椎（共12节）、腰椎（共5节）三部分，每两节椎骨之间由软骨组织和韧带相联系，使人体得以进行屈伸、侧曲和扭转动作等有限度的活动。
颈椎支撑头部，肋椎与肋骨构成胸腔，腰椎、骸骨和椎间盘承担人体坐姿的主要负荷。
由于各节椎骨所承受的重量自上到下逐节增加，因而椎骨由上往下逐渐变粗变大。
腰椎部分承担体重最大，所以腰椎也最粗大。
这就是脊柱的基本生理形态。
由于腰椎几乎承受着人的上体的全部重量，并且要实现弯腰、侧曲、扭转等人体运动，所以最容易损伤或腰曲变形。
人坐着时，大腿和上身的重量必须由座椅来支承。
人体结构在骨盆下面有两块圆骨，称为坐骨结节，这两块小面积能够支持大部分上身的重量。
覆盖在它们外面的皮肤能获得丰富的动脉血液供应，就象脚底一样;而在臀部的边缘部分，血液循环则大不一样，在这部分静脉较多（包含较少的氧）;当人坐着的时候，覆盖着坐骨结节的皮肤能够更好地经受住持久的压力。
因此，座面上的臀部压力分布是在坐骨结节处最大，由此向外压力逐渐减小，直至与座而前缘接触的大腿下部，压力为最小。
座垫的柔软程度要适当，坐骨部分的座垫应当是支承性的，它要承受加在座位上的大约60%的重量，而其余部分则应当比它更柔软些，以便能够把重量分布在更大约面积上。
座椅靠背上的压力分布，应当是肩脚骨和腰椎骨两个部位最高，此即靠背设计中所谓的“两点支承”准则。
靠背的两点支承中，上支承点为肩脚骨提供凭靠，称为肩靠，其位置相当于第5一6节胸椎之间
升级会员 