基于人机工程学的办公座椅舒适性设计研究

目的有效提升办公座椅设计的舒适性及合理性,减少不良坐姿对人体健康带来的损害。方法系统分析了人们长时间办公状态下的坐姿变化,以及人体骨骼和肌肉在不同坐姿状态下的一系列变化。结论以人机工程学原理和方法为依据,探讨了坐姿变化和座椅因素对人体舒适性的影响,提出了基于坐姿变化的人机工程学办公座椅设计原则,从而为办公座椅设计的结构形式和功能尺寸提供相应的科学依据,为办公座椅的人机工程学改良设计提供有效建议。     

飞机应急着陆时的人体冲击响应研究

摘要：本文针对飞机着陆撞击时人体的冲击响应问题,采用11自由度坐姿人体动力学模型,研究了从座椅到人体关键部位的振动传递率,并计算分析了坐姿人体在受到垂直方向上的冲击激励时的冲击响应。结果表明在飞机着陆撞击过程中,人体的腰椎响应较大,容易造成损伤,座椅对人体的支持刚度在冲击过程中对人体的冲击响应有较大影响,设计适当的座椅支持刚度可以减小人体的冲击响应。     

面向座椅舒适性分析的三维人体参数化建模

应用三维坐姿人体模型可在座椅的设计阶段高效精确地进行座椅几何舒适性分析。参照二维坐姿人体模板拟定三维坐姿人体模型的结构要素,采用基于特征造型的方法构建三维人体模型。采用基于原型模型的参数化建模方法,实现对三维坐姿人体模型的参数化驱动。通过＂人—椅＂模型的几何匹配,自动精确提取坐姿人体模型的姿态角度,对比人体坐姿标准舒适角度范围,实现座椅舒适性的评价和分析。     

基于坐姿分析的座椅舒适度测试与评价

人们的很多生产生活活动是在坐姿下完成的,因此研究坐姿舒适度有很重要的意义。坐姿舒适度在座椅的设计中扮演着越来越重要的角色,而对座椅舒适度的研究也逐渐偏重对坐姿舒适度的评价。人性化座椅的设计必须满足舒适度高的要求,以达到人体舒适坐姿的需求。针对坐姿舒适度评价,采用经典的光学动作捕捉技术和问卷调查相结合的方法对坐姿舒适度进行科学评价。实验选用美国Motion Analysis光学动作捕捉系统,设置11个Eagle数字捕捉镜头,用EVaRT软件获取了40名志愿者人体关键点在空间中的点位数据,采用PCA主成分分析提取特征点的方法提取关键点,用MATLAB软件自主编程对关键点数据进行处理和计算,比较测试者坐在2种不同座椅上的关节角度和力矩数据差异。统计结果表明,志愿者采用不同的姿势坐在不同的座椅上时,躯干、大腿、膝盖部位的角度和力矩数据差异较为明显。结合人机工程理论,利用这些数据差异对坐姿进行分析,为座椅设计提供理论依据。这种人机工程学理论分析评价和问卷调查相结合的方法,为座椅的舒适度评价提供了有效的依据。     

基于人机工程学理念的新型座椅设计

针对人的工作特点与休闲要求的功能转换进行的座椅设计,展现了一种新的人机互动关系,新型的结构形式。根据坐姿的生理形态和体压分布,对座椅的设计采用了人机工程学的方法进行分析,提出更符合人体生态曲线的座椅结构尺寸,以提高乘座的舒适性,适应人体的健康需要。设计适用对象：在电脑前长时间工作的设计总监或打字秘书。设计使用场合：电子办公工作室。     

面向人体振动响应的ISD悬架座椅性能分析

为解决悬架座椅设计中降低固有频率和保证系统刚度之间的设计矛盾,进一步改善悬架座椅舒适性,将惯容器运用到悬架座椅系统中。建立了ISD(Inerter-Spring-Damper)悬架座椅模型,选出了最适合座椅的ISD结构,并结合三自由度坐姿人体模型(ISO 5982—2001)模型)建立了四自由度人-椅系统集中参数模型。根据座椅台架试验对悬架座椅参数和人体参数进行了识别。分析了模型在不同频段下的动态响应,惯质系数在不同频段激励下的取值,以及惯质系数对座椅舒适性的影响和惯质系数与阻尼的匹配关系。结果显示,将惯容器运用于悬架座椅能明显降低系统固有频率、改善座椅舒适性;惯容器、弹簧和阻尼器三者并联是最适合悬架座椅隔振的ISD结构,舒适性的改善程度和最优惯质系数取值都与激励特征有关。     

办公家具的尺寸与工作效率的关系研究

目的根据办公桌椅的尺寸与人体尺寸特征,结合座椅不同高度的体压分布状态,探讨办公家具桌椅设计与人体形态相对应的规律。方法体压分布实验采用tekscan设备,并对压力分布数据进行采集处理,共选20名被试者,分别对一款办公椅的两种坐姿状态进行实验,并结合面部表情分析软件进行比对分析。结果实验统计得出两种坐姿的一面接触面积,平均压强、峰值、压强等值,以及两种坐姿下,操作不同任务时的面部表情数据进行分析,显示出不同坐姿下人们的办公舒适度及效率是不同的。结论办公桌椅的尺寸对人们的办公舒适度及效率有着至关重要的影响。     

座椅舒适度的评价方法与应用

座椅是人们坐姿活动时的主要家具之一,座椅的舒适度是座椅设计当中应该考虑的重要内容之一。本文主要介绍了座椅舒适度的三种评价方法,有体压分布测量分析法、表面肌电测量分析法、主观评价方法中的量表法,并讨论了各种评价方法的实际应用,最后探讨了主观评价方法在座椅舒适度评价当中的重要意义。     

“工匠意”下的座椅舒适度评估研究——以山姆·马洛夫椅为例

座椅作为人类日常生活中使用最广泛的支撑类家具产品,其体验舒适度直接关联着人们日常生活的质量。因此,座椅舒适度的评估是合理设计以及改良座椅设计的基础。本文首先对山姆·马洛夫椅的舒适性进行了概括性介绍,继而在“工匠意”的设计理念下,以人因工程学角度与实际体验感评估相结合的方法,从用户体验感的角度对山姆·马洛夫椅的座椅高度、座椅深度、扶手高度、靠背和座椅倾斜度进行了辅助评估,从而提出了关于舒适坐姿动态系统的几点建议,旨在为基于用户舒适性的座椅日常改良与创新设计提供参考。     

多自由度坐姿人体上体系统动力学建模与振动特性研究

针对动态环境汽车人机界面设计分析的需要,依据多体动力学原理建立了坐姿人体上体系统4自由度的垂直振动模型,并推导了描述人体位移、速度和加速度三种响应的STH,DPM,AM理论表达式．依据已有的人体振动试验数据,运用系统辨识方法,进行振动模型的动力学参数识别,并将所识别出的参数进行人体振动特性计算．验证研究表明,所计算出的人体振动特性数据与人体振动特性测试数据有较高的吻合度．以汽车人机界面设计为实例,通过模型研究了人-车（人-椅）系统人体和座椅的振动特征．所得结果对合理选取汽车座椅参数,提高汽车人机界面设计的宜人性和合理性有一定的指导意义．     

析坐具的多变性设计

分析了坐姿下身体各部分组织结构所处的状态、不适和坐姿下人体多动的特点,从多个角度提出如何通过坐具设计来满足多种坐姿需求,归纳出为应对坐姿多样性,坐具设计所采用的多变性设计手法。以经典实例论证了坐具在座部、靠背、脚垫等位置可采用可调节设计手法,以可组合形态设计来丰富就坐选择,用独特的坐具形式给予坐姿多样可能的多功能设计手法,以及以固定形态满足多环境的多变性设计方式。     

基于人机工程学的飞机经济舱座椅舒适性设计研究

目的 通过实验得出乘客在睡眠、使用手机(阅读)和使用IFE三种行为下的最舒适静态坐姿与最佳压力值,并提出针对性的座椅设计方案,提高乘客乘机过程中的舒适度.方法 基于人机工程学理论,结合观察法与压力分布实验,借助SPSS统计软件,得出乘客在三种常见行为下产生的最舒适静态坐姿与对应的最佳压力值.结果 睡眠的最舒适姿势为头部右偏,躯干摆正,双手交叉于胸前,双腿伸展,最佳压力值为21.51 mmHg/32.20 mmHg;使用手机(阅读)的最舒适姿势为头部居中,躯干摆正,双手持手机(书籍),最佳压力值为21.19 mmHg/34.43 mmHg;使用IFE的最舒适姿势为头部居中,躯干摆正,双手交叉于胸前,双腿弯曲,最佳压力值为21.34 mmHg/33.72 mmHg.结论 研究乘客乘机过程中不同行为产生的坐姿与压力值,有助于细化乘客需求,为飞机座椅设计提供新的思路.设计实例通过优化座椅调节方式,提升了民航飞机乘客座椅的个性化需求.     

动态环境人-车系统的人体振动特性研究与仿真

 针对动态环境机械系统人-机界面设计的分析需要,应用人体动力学建模与人体振动实验相结合方法进行动态环境人-机系统的人体振动特性研究与仿真分析.依据多体系统动力学原理建立了人-车系统五自由度（5-DOF）坐姿人体全身垂直振动模型,经人体振动实验得到坐姿人体的传递函数曲线,采用参数识别方法获得人体的动力学参数,在此基础上,通过MATLAB/Bode对人体振动模型的模拟分析,得到了人体各部分的振动特性.用ADAMS/Vibration软件系统进行人体振动仿真试验,验证了5-DOF人体振动模型的人体振动特性研究结果的有效性.研究结果对于分析人-车系统的人体动力响应有着重要价值,可为动态环境机械系统的人-机界面设计提供重要参考,对客观评价人体坐姿的舒适性有指导作用.     

基于坐姿行为的办公椅设计与创新

以人机工程学原理与方法为依据,系统分析了人体骨骼结构及现代办公状态下的静态坐姿和动态行为,论述了现代办公椅设计的基本原则和定位。在此基础上,探讨了静态坐姿对现代办公椅尺度的限定及人体动态行为对现代办公椅功能性的界定,提出了符合现代办公实际需要的办公椅设计的新思路和新方法,以期为具体的办公家具设计提供参考。     

坐姿人体四自由度动力学模型研究——集中参数模型及其在汽车乘坐舒适性研究中的应用

进行坐姿人体动力学研究对提高应用系统的研发效率具有重要意义。为进一步提升坐姿人体四自由度集中参数模型动力学响应性能,提出了一种坐姿人体四自由度集中参数模型。基于多目标函数协调优化原理,进行了模型参数辨识,并与经典的四自由度集中参数模型进行了对比和分析。基于提出的模型,建立一种"人-椅-车"七自由度模型。完成了汽车在不同行驶路面情况下坐姿人体的动力学响应的仿真实验,利用均方根加速度对坐姿人体的动力学响应进行了量化分析和评价。研究结果表明,进行基于非支配排序的带有精英策略的多目标优化算法(NSGA-Ⅱ)的坐姿人体四自由度集中参数模型多函数协调优化方法切实可行。提出的模型能够更加有效地描述坐姿人体动力学响应,可以有效用于载运工具乘坐舒适性(行驶平顺性)研究工作。     

立式洗浴护理机器人的运动控制

为满足护理机器人的宜人化要求,研究了一种洗浴护理机器人的运动控制,提出了一种基于人体尺寸信息和运动状态信息的护理机器人运动控制方法。运用这种控制方法的洗浴机器人采用立式活动座椅结构,包括辅助起立装置、搓洗装置、水循环装置和挡板等,以满足洗浴者坐姿和立姿下进行淋浴;仿照正常人体自然起立过程规划人体辅助起立重心轨迹,根据重心轨迹的拟合方程定义偏差函数并构建插补运动控制器,使其适应不同身高的人体起立;采用基于专家系统的递阶控制策略,使搓洗装置可对洗浴者的背部、臀部和腿部进行个性化搓洗。专家系统的推理机根据数据库中洗浴者人体参数信息、历史知识和实测数据,对搓澡强度进行推理决策。建立了实验样机并进行了试验,试验结果验证了设计方法的可行性。     

谁弄脏了你的裤子——北京服装学院校园公共座椅现状分析

公共座椅使人在得到身心舒适与放松的同时,感受生活的情趣与关爱,是场所多功能性及环境质量的具体表现。北服的校园公共座椅有其木质坐面、空间划分形式的优点,也有未设置隔断易攀爬,材质未处理易分泌树脂等缺点。下面根据人的坐姿、座椅排列习惯、功能使用性等行为学,就北服校园座椅的现状列出了改善方案。     

基于Jack的列车座椅工效分析

不舒适的列车座椅可能严重影响乘客的身心健康。目前,我国列车座椅的人机工程学设计有待进一步改进。利用Catia软件对某列车的软、硬座椅进行三维建模,并导入Jack软件中,与Jack软件中创建的I_5、I_(50)、I_(95)三种百分位的数字人体模型组建成人机系统模型,分别进行静态仿真,分析人乘坐不同座椅时的坐姿舒适性、脊椎受力以及乘车能量消耗。仿真结果表明,乘坐时长小于2h时,优选硬座;乘坐时长大于2h时,乘客尤其小百分位人群宜选择软座。     

载人防护缓冲气囊座椅的优化设计

针对设备载人空投过程中乘员防护的问题,设计出一种对乘员人体进行防护的缓冲气囊座椅,并采用MADYMO软件建立了缓冲气囊座椅数值模型,模拟该设备载人空投着陆中缓冲气囊座椅对乘员的缓冲过程。以减少人体的颈部损伤和胸部损伤为优化目标,利用微型多目标遗传算法对缓冲气囊座椅的充气质量、排气孔面积、排气压差以及缓冲气囊护颈的充气质量进行优化。该优化设计不但可以减少气囊座椅设计实验次数从而降低实验的成本,而且在载人空投防护技术领域具有一定的实际工程意义。     

汽车座椅舒适性的技术研究

座椅设计时需要考虑人体生理结构,避免使人体受到静态载荷,肌肉长期受载会对人体生理机能产生不良的影响。在受迫情况下血液循环将受影响从而涉及到正常新陈代谢过程中营养物质的交换,严重的更会形成硬化区域。为了防止这种现象的产生,一个设计合理的座椅系统首先应当考虑人体生理结构,其次需要考虑结合人体工程学原理,最后需要优化座椅本身的设计参数。