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    基底壓力是如何分布

    日期:2021-11-07 01:25
    瀏覽次數:1022
    摘要:基底壓力是如何分布,床墊使用舒適性是基于主觀感覺和人-床界面物理特性的一種復雜的現象。其中,力學舒適性被定義為“總體舒適性的一部分,主要依賴于與床墊相接處的人體各部位的接觸面壓力分布”,接觸面壓力、壓力分布以及壓力負荷作用時間是影響力學舒適性的主要參量。

    基底壓力是如何分布

    測量活動量大時和長時間駕駛時司機位置的變化
    坐墊和靠背的平均壓強變化率、*大壓強變化率、接觸面積變化率等。通過人椅系統傳遞特性實驗及振動體壓分布實驗,獲得座椅振動舒適度:加權加速度均方根值。預測結果表明,基于動態體壓分布能夠準確預測座椅的振動舒適度,而且使用支持向量機回歸方法的預測效果優于人工神經網絡。
    坐與臥是人們日常生活中*多動的姿態,如工作、學習、用餐、休息等都是在坐臥狀態下進行的。因此,椅、凳、沙發、床等坐臥類家具的作用就顯得特別重要。
    按照人們日常生活的行為,人體動作姿態可以歸納為從立姿到臥姿的八種不同姿勢,如(圖3—1)所示。其中有三個基本形是適用于工作形態的家具、另有三個基本形是適用于休息形態的家具。通常是按照這種使用功能作為坐臥類家具的細分類。
    坐臥類家具的基本功能是滿足人們坐得舒服、睡得安寧、減少疲勞和提高工作效率。其中,*關鍵的是減少疲勞。如果在家具設計中,通過對人體的尺度、骨骼和肌肉關系的研究, 使設計的家具在支承人體動作時,將人體的疲勞度降到*低狀態,也就能得到*舒服、*安寧的感覺,同時也可保持*高的工作效率。


     基底壓力是如何分布
    然而形成疲勞的原因是一個很復雜的問題,但主要來白肌肉和韌帶的收縮運動,并產生巨大的拉力。肌肉和韌帶處于長時間的收縮狀態時,人體就需要給這部分肌肉供給養料,如供養不足,人體的部分機體就會感到疲勞。因此在設計坐臥類家具時,必須考慮人體生理特點,使骨筋、肌肉結構保持合理狀態,血液循環與神經組織不過分受壓,盡量設法減少和消除產生疲勞的各種因素。
    1.立姿
    2.立姿并倚靠某一物體 
    3.坐凳狀態,可作制圖,讀書等使用的小型椅子
    4.坐面、靠背支撐著人體,可作一般性工作、用餐
    5.較舒適的姿勢,椅子有扶手,用于用餐讀書等 
    6.很舒適的姿勢,屬沙發類的休息用椅
    7.躺狀休息椅
    8.完全休息狀態用床機器操作
    坐高是影響坐姿舒適程度的重要因素之一、坐面高度不合理會導致不正確的坐姿,并且坐的時間稍久,就會使人體腰部產生疲勞感。通過對人體坐在不同高度的凳子上其腰椎活動度的測定(圖3—3)可以看出凳高為400mm 時,腰椎的活動度*高,即疲勞感*強。稍高或稍低于此數值者,其人體腰椎的活動度下降,舒適度也隨之增大,這意味著凳子比400mm 稍高或稍低都不會使腰部感到疲勞,在實際生活中人們喜歡坐矮板凳從事活動的道理就在于此,人們在酒吧間坐高凳活動的道理也相同。
    對于有靠背的坐椅,其坐高既不宜過高,也不宜過低,它與人體在坐面上的體壓分布有關。不同高度的椅面,其體壓分布情況有顯著差異,坐感也不盡相同,它是影響坐姿舒服與否的重要因素。坐椅面是人體坐時承受臀部和大腿的主要承受面,通過測試,不同高度的坐椅面的體壓分布(如圖3—3)所示,可看出臀部的各部分分別承受著不同的壓力,椅坐面過高,兩足不能落地,使大腿前半部近膝窩處軟組織受壓,時間久了,血液循環不暢,肌腱就會發脹而麻木;如果椅坐面過低,則大腿碰不到椅面,體壓分布就過于集中,人體形成前屈姿態,從而增大了背部肌肉負荷,同時人體的重心也低,所形成的力距也大,這樣使人體起立時感到困難(圖3—4)。
    坐深:主要是指坐面的前沿至后沿的距離。它對人體舒適度影響也很大,如坐面過深,則會使腰部的支撐點懸空,靠背將失去作用,同時膝窩處還會受到壓迫而產生疲勞。同時,坐面過深,還會使膝窩處產生麻木的反應,并且也難起立(圖3—5)。
    坐面深度要適度,通常坐深小于人坐姿時大腿水平長度,使坐面前沿離開小腿有一定的距離,以保證小腿的活動自由(圖3—6)。我國人體的平均坐姿大腿水平長度為男性445mm 、女性425mm,所以坐深可依此值減去椅坐前緣到膝窩之間應保持的大約60mm 空隙來確定,一般說來選用380~420mm 之間的坐深是適宜的。
    對于普通工作椅,在正常就坐情況下,由于腰椎到骨盆之間接近垂直狀態,其坐深可以淺一點,而對于一些傾斜度較大,提供休息的靠椅,因坐時人休腰椎到骨盆也呈傾斜狀態,所以坐深就要略加深,也可將坐面與靠背連成一個曲面。

    基底壓力是如何分布
    坐寬:根據人的坐姿及動作,椅子的坐面往往呈前寬后窄,前沿寬度稱坐前寬,后沿寬度稱坐后寬。椅坐的寬度應當能使臀部得到全部的支承,并且有適當的活動余地,便于人能隨時調整其坐姿。肩并肩坐的聯排椅,寬度應能保證人的自由活動,因此,應比人的肘至肘寬稍大一些。一般靠背椅坐寬不小于 380mm 就可以滿足使用功能的需要;對扶手椅來說,以扶手內寬作為坐寬尺寸,按人體平均肩寬尺寸加上適當余量,一般不小于460mm, 其上限尺寸應兼顧功能和造型需要,如就餐用的椅子,因人在就餐時,活動量較大,則可適當寬些。坐寬也不宜過寬,以自然垂臂的舒適姿態肩寬為準。
    坐面曲度:人坐在椅、凳上時,坐面的曲度或形狀也直接影響體壓的分布,從而引起坐感覺的變異,如圖3—7 所示。從圖中可知,左力的體壓分布較好,右方的欠佳,坐感不佳。其原因是左邊的壓力集中于坐骨支承點部分,大腿只受輕微的壓力;而右邊的則有相當的壓力要內腿部軟組織來承受。盡管從坐面外觀來看,似乎右邊的舒適感比左邊為好,但實際情況恰恰相反,所以坐椅也不宜過軟,因為,坐墊愈軟,則臀部肌肉受壓面積愈大, 而致坐感不舒服。因此,設計時應注意盡量使腿部的受壓降低到*低限度。由于腿部軟組織豐富,無合適的立承位置,不具備受壓條件(有股動脈通過),故椅坐面宜多選以半軟稍硬的材料,坐面前后也可略顯微曲形或平坦形,這有利于肌肉的松弛和便于起坐動作。

    基底壓力是如何分布
    座面傾斜度:一般坐椅的坐面是采用向后傾斜的,后傾角度以3°~5°為宜。但對工作用椅來說,水平坐面要比后傾斜坐面好一些。因為當人處于工作狀態時,若坐面是后傾的,人體背部也相應向后傾斜,勢必產生人體重心隨背部的后傾而向后移動、這樣一來,就不符合人體在工作時重心應落于原點趨前的原理,這時,人在工作時為提高效率,就會竭力欲圖保持重心向前的姿勢,致使肌肉與韌帶呈現極度緊張的狀態,不多時間,人的腰、腹、腮等處就開始感到疲勞,引起酸痛。因此,一般工作用椅的坐面以水平為好,甚至也可考慮椅面向前傾斜。如通常使用的繪圖凳面是前傾的;一般情況下,在一定范圍內,后傾角越大休息性越強,但不是沒有限度的,尤其是對于老年使用的椅子,傾角不能太大,因為會使老年人在起坐時感到吃力。
    椅靠背:人若筆直地坐看,軀干得不到支撐,背部肌肉也就顯得緊張,漸呈疲勞現象,因此,就需要用靠背來彌補這一缺陷。椅靠背的作用就是要使軀干得到充分的支承,通常靠背略向后傾斜,能使人體腰椎獲得舒適的支承面,同時,靠背的基部*好有一段空隙利于人坐下時,臀肌不致受到擠壓。在靠背高度上有肩靠、腰靠和頸靠三個關鍵支撐點。肩靠應低于肩胛骨(相當于第9 胸椎,高約460mm),以肩胛的內角碰不到椅背為宜。腰靠應低于腰椎上沿,支撐點位置以位于上腰凹部(第2~4 腰椎處,高為18~250mm )*為合適。頸靠應高于頸椎點,一般應不小于660mm。
    通過測量坐、背部分的壓力分布來判斷不同座椅的舒適程度。PPS坐墊座椅式人體壓力分布測試系統為設計人員和醫生提供了一種手段用于測量和可視化使用者坐在座椅上時主要的壓力點。

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