基底压力是如何分布

基底压力是如何分布

测量活动量大时和长时间驾驶时司机位置的变化
坐垫和靠背的平均压强变化率、*大压强变化率、接触面积变化率等。通过人椅系统传递特性实验及振动体压分布实验，获得座椅振动舒适度：加权加速度均方根值。预测结果表明，基于动态体压分布能够准确预测座椅的振动舒适度，而且使用支持向量机回归方法的预测效果优于人工神经网络。
坐与卧是人们日常生活中*多动的姿态，如工作、学习、用餐、休息等都是在坐卧状态下进行的。因此，椅、凳、沙发、床等坐卧类家具的作用就显得特别重要。
按照人们日常生活的行为，人体动作姿态可以归纳为从立姿到卧姿的八种不同姿势，如（图3—1）所示。其中有三个基本形是适用于工作形态的家具、另有三个基本形是适用于休息形态的家具。通常是按照这种使用功能作为坐卧类家具的细分类。
坐卧类家具的基本功能是满足人们坐得舒服、睡得安宁、减少疲劳和提高工作效率。其中，*关键的是减少疲劳。如果在家具设计中，通过对人体的尺度、骨骼和肌肉关系的研究， 使设计的家具在支承人体动作时，将人体的疲劳度降到*低状态，也就能得到*舒服、*安宁的感觉，同时也可保持*高的工作效率。

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然而形成疲劳的原因是一个很复杂的问题，但主要来白肌肉和韧带的收缩运动，并产生巨大的拉力。肌肉和韧带处于长时间的收缩状态时，人体就需要给这部分肌肉供给养料，如供养不足，人体的部分机体就会感到疲劳。因此在设计坐卧类家具时，必须考虑人体生理特点，使骨筋、肌肉结构保持合理状态，血液循环与神经组织不过分受压，尽量设法减少和消除产生疲劳的各种因素。
1．立姿
2．立姿并倚靠某一物体 
3．坐凳状态，可作制图，读书等使用的小型椅子
4．坐面、靠背支撑着人体，可作一般性工作、用餐
5．较舒适的姿势，椅子有扶手，用于用餐读书等 
6．很舒适的姿势，属沙发类的休息用椅
7．躺状休息椅
8．完全休息状态用床机器操作
坐高是影响坐姿舒适程度的重要因素之一、坐面高度不合理会导致不正确的坐姿，并且坐的时间稍久，就会使人体腰部产生疲劳感。通过对人体坐在不同高度的凳子上其腰椎活动度的测定（图3—3）可以看出凳高为400mm 时，腰椎的活动度*高，即疲劳感*强。稍高或稍低于此数值者，其人体腰椎的活动度下降，舒适度也随之增大，这意味着凳子比400mm 稍高或稍低都不会使腰部感到疲劳，在实际生活中人们喜欢坐矮板凳从事活动的道理就在于此，人们在酒吧间坐高凳活动的道理也相同。
对于有靠背的坐椅，其坐高既不宜过高，也不宜过低，它与人体在坐面上的体压分布有关。不同高度的椅面，其体压分布情况有显著差异，坐感也不尽相同，它是影响坐姿舒服与否的重要因素。坐椅面是人体坐时承受臀部和大腿的主要承受面，通过测试，不同高度的坐椅面的体压分布（如图3—3）所示，可看出臀部的各部分分别承受着不同的压力，椅坐面过高，两足不能落地，使大腿前半部近膝窝处软组织受压，时间久了，血液循环不畅，肌腱就会发胀而麻木；如果椅坐面过低，则大腿碰不到椅面，体压分布就过于集中，人体形成前屈姿态，从而增大了背部肌肉负荷，同时人体的重心也低，所形成的力距也大，这样使人体起立时感到困难（图3—4）。
坐深：主要是指坐面的前沿至后沿的距离。它对人体舒适度影响也很大，如坐面过深，则会使腰部的支撑点悬空，靠背将失去作用，同时膝窝处还会受到压迫而产生疲劳。同时，坐面过深，还会使膝窝处产生麻木的反应，并且也难起立（图3—5）。
坐面深度要适度，通常坐深小于人坐姿时大腿水平长度，使坐面前沿离开小腿有一定的距离，以保证小腿的活动自由（图3—6）。我国人体的平均坐姿大腿水平长度为男性445mm 、女性425mm，所以坐深可依此值减去椅坐前缘到膝窝之间应保持的大约60mm 空隙来确定，一般说来选用380~420mm 之间的坐深是适宜的。
对于普通工作椅，在正常就坐情况下，由于腰椎到骨盆之间接近垂直状态，其坐深可以浅一点，而对于一些倾斜度较大，提供休息的靠椅，因坐时人休腰椎到骨盆也呈倾斜状态，所以坐深就要略加深，也可将坐面与靠背连成一个曲面。

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坐宽：根据人的坐姿及动作，椅子的坐面往往呈前宽后窄，前沿宽度称坐前宽，后沿宽度称坐后宽。椅坐的宽度应当能使臀部得到全部的支承，并且有适当的活动余地，便于人能随时调整其坐姿。肩并肩坐的联排椅，宽度应能保证人的自由活动，因此，应比人的肘至肘宽稍大一些。一般靠背椅坐宽不小于 380mm 就可以满足使用功能的需要；对扶手椅来说，以扶手内宽作为坐宽尺寸，按人体平均肩宽尺寸加上适当余量，一般不小于460mm， 其上限尺寸应兼顾功能和造型需要，如就餐用的椅子，因人在就餐时，活动量较大，则可适当宽些。坐宽也不宜过宽，以自然垂臂的舒适姿态肩宽为准。
坐面曲度：人坐在椅、凳上时，坐面的曲度或形状也直接影响体压的分布，从而引起坐感觉的变异，如图3—7 所示。从图中可知，左力的体压分布较好，右方的欠佳，坐感不佳。其原因是左边的压力集中于坐骨支承点部分，大腿只受轻微的压力；而右边的则有相当的压力要内腿部软组织来承受。尽管从坐面外观来看，似乎右边的舒适感比左边为好，但实际情况恰恰相反，所以坐椅也不宜过软，因为，坐垫愈软，则臀部肌肉受压面积愈大， 而致坐感不舒服。因此，设计时应注意尽量使腿部的受压降低到*低限度。由于腿部软组织丰富，无合适的立承位置，不具备受压条件（有股动脉通过），故椅坐面宜多选以半软稍硬的材料，坐面前后也可略显微曲形或平坦形，这有利于肌肉的松弛和便于起坐动作。

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座面倾斜度：一般坐椅的坐面是采用向后倾斜的，后倾角度以3°~5°为宜。但对工作用椅来说，水平坐面要比后倾斜坐面好一些。因为当人处于工作状态时，若坐面是后倾的，人体背部也相应向后倾斜，势必产生人体重心随背部的后倾而向后移动、这样一来，就不符合人体在工作时重心应落于原点趋前的原理，这时，人在工作时为提高效率，就会竭力欲图保持重心向前的姿势，致使肌肉与韧带呈现极度紧张的状态，不多时间，人的腰、腹、腮等处就开始感到疲劳，引起酸痛。因此，一般工作用椅的坐面以水平为好，甚至也可考虑椅面向前倾斜。如通常使用的绘图凳面是前倾的；一般情况下，在一定范围内，后倾角越大休息性越强，但不是没有限度的，尤其是对于老年使用的椅子，倾角不能太大，因为会使老年人在起坐时感到吃力。
椅靠背：人若笔直地坐看，躯干得不到支撑，背部肌肉也就显得紧张，渐呈疲劳现象，因此，就需要用靠背来弥补这一缺陷。椅靠背的作用就是要使躯干得到充分的支承，通常靠背略向后倾斜，能使人体腰椎获得舒适的支承面，同时，靠背的基部*好有一段空隙利于人坐下时，臀肌不致受到挤压。在靠背高度上有肩靠、腰靠和颈靠三个关键支撑点。肩靠应低于肩胛骨（相当于第9 胸椎，高约460mm），以肩胛的内角碰不到椅背为宜。腰靠应低于腰椎上沿，支撑点位置以位于上腰凹部（第2~4 腰椎处，高为18~250mm ）*为合适。颈靠应高于颈椎点，一般应不小于660mm。
通过测量坐、背部分的压力分布来判断不同座椅的舒适程度。PPS坐垫座椅式人体压力分布测试系统为设计人员和医生提供了一种手段用于测量和可视化使用者坐在座椅上时主要的压力点。