人体工程学研究与测试实验室
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沙发是日常生活中最普及的,也是使用最频繁的家具之一。近年来随着生活水平的不断提高,人们开始重视沙发的舒适性和功能性,功能沙发也被越来越多的人所了解和接受。本文从功能沙发的靠背角度和腿板角度的体压测试方面对坐姿舒适性进行评价和探索。
沙发是生活中最重要的家具之一,在客厅中占据着主要的位置,沙发的好坏对于舒适性的重要程度是显而易见的。随着生活水平的不断提高,人们对沙发的舒适性和功能性有了更高的要求。功能沙发相比普通沙发,增加了坐姿调整、形态变换的功能,甚至在坐卧的功能以外还增加了储物、助力、按摩等功能,是一种新型的软体家具。
2012年,我国成为全球最大的软体家具消费国,消费量约占全球的三成。沙发等休闲类家具的主要功能在于放松身体、减少疲劳、享受生活。功能沙发作为一种新型的软体家具,行业发展存在着诸多问题。其中较为突出的一点是在人体工程学方面缺乏相应的理论研究。
目前,在传统坐具领域,国内外的专家学者进行过一系列关于坐姿舒适性的研究。有学者通过体压分布实验,总结出几个有研究价值的指标,并进行了进一步分析。有学者通过心理学评价,认为靠背倾角应为108°。也有学者指出,阅读时靠背倾角应取101°~ 104°,而休息时应取105°~ 108°。
虽然国内外对座椅和坐姿舒适性有一些研究,但对于沙发等软体家具的研究偏少,特别是靠背等多个接触面的角度对于人体舒适性的交互作用。所以,本文将从靠背角度和腿板角度两个因素入手,对这两个因素与人体舒适性之间的关系进行评价,并对两因素对于舒适性的交互作用进行探究。
本文通过问卷调查,了解到90%的人会在沙发上停留至少1小时以上。如果沙发设计不符合人体工程学,其舒适性就会受到影响,久而久之会导致不良体态,甚至导致肌肉酸痛和脊椎变形。因此,本研究对不同靠背角度和腿板角度下的坐姿进行体压测试,通过结果分析,为功能沙发的设计提供理论依据。
本实验采用美国Tekcsan公司的压力分布采集系统进行体压采集实验。分别采集人体在不同坐姿下臀部的体压数据,并对最大压力(Pm)、平均压力(Pv)、接触面积(Ab)三个参数进行分析。
身体健康的年轻受试者12名,按BMI指数分为3组(低于18.5、18.5~ 23.9、高于24),每组4人。要求被试者身体状况良好,24小时内未从事剧烈运动,无身体疲劳状况。
实验涉及靠背角度和腿板角度两个因素;其中靠背角度包含110°/120°/130°/140°/150°/160°等6个水平,腿板角度包含 0°/10°/20°/30°/40°/50°/60°/90°等8个水平,共形成48个处理水平的结合。
(1)将体压垫平铺在沙发座面上,并连接电脑;
(2)受试者以放松的坐姿坐在沙发上,双手置于扶手上;
(3)等待数据显示稳定;
(4)开始记录,记录时间为5min,采样率为8 f/s。如图1所示;
(5)实验过程中受试者填写主观问卷,用李克特7级量表记录主观舒适性。
在实验过程中记录下受试者的主观舒适度的评价。为分析不同腿板角度与人体主观舒适度的关系,做出了各靠背角度下腿板角度与主观舒适性的折线图,如图2所示。
图1 体压实验示意图
图2 腿板角度与人体主观舒适度的关系
由上图可知,在不同的靠背角度下,当腿板角度为60°时,主观舒适度普遍较高;50°时主观舒适度普遍较低;从50°~10°主观评价总体上呈上升趋势。当靠背角度为120°,腿板角度为40°时,舒适度主观评价分值最高。
这部分主要研究坐姿状态下,人体背部和沙发靠背接触面的压力分布状态。
2.2.1 功能沙发腿板角度对臀部最大压力的影响
臀部最大压力与沙发腿板角度关系如图3所示。
图3 臀部最大压力与沙发腿板角度的关系
对其进行回归分析,结果如下:当沙发靠背角度为110°时,臀部最大压力与沙发腿板角度呈二次函数关系,即臂部最大压力随着腿板角度的减小而增大;当沙发靠背角度为120°时,臀部最大压力与沙发腿板角度呈二次函数关系,即臂部最大压力随着腿板角度的减小而增大;当沙发靠背角度为130°时,臀部最大压力与沙发腿板角度呈二次函数关系,在腿板角度为60°之前,臂部最大压力呈下降趋势,60°之后臂部最大压力随着腿板角度的增大而增大;当沙发靠背角度为140°时,臀部最大压力与沙发腿板角度呈二次函数关系,即臂部最大压力随着腿板角度的减小而增大;当沙发靠背角度为150°时,臀部最大压力与沙发腿板角度呈二次函数关系,在腿板角度为60°之前,臂部最大压力呈下降趋势,60°之后即臂部最大压力随着腿板角度的减小而增大;当沙发靠背角度为160°时,臀部最大压力与沙发腿板角度呈二次函数关系,即臂部最大压力随着腿板角度的减小而增大。回归方程如表1所示。
表1 臀部最大压力回归模型
2.2.2 功能沙发腿板角度对臀部平均压力的影响
臀部最大压力与沙发腿板角度关系如图4所示。
图4 臀部平均压力与沙发腿板角度的关系
对其进行回归分析,结果如下:当沙发靠背角度为110°时,臀部平均压力与沙发腿板角度呈二次函数关系,即臂部最大压力随着腿板角度的减小而增大;当沙发靠背角度为120°时,臀部平均压力与沙发腿板角度呈二次函数关系,即臂部最大压力随着腿板角度的减小而增大;当沙发靠背角度为130°时,臀部平均压力与沙发腿板角度呈二次函数关系,即臂部最大压力随着腿板角度的减小而增大;当沙发靠背角度为140°时,臀部平均压力与沙发腿板角度呈指数关系,在腿板角度为10°~0°之间,臂部最大压力随着腿板角度的减小而减小,其他阶段臂部最大压力随着腿板角度的减小而增大;当沙发靠背角度为150°时,臀部平均压力与沙发腿板角度呈二次函数关系,即臂部最大压力随着腿板角度的减小而增大;当沙发靠背角度为160°时,臀部平均压力与沙发腿板角度呈二次函数关系,即臂部最大压力随着腿板角度的减小而增大。回归方程如表2所示。
表2 臀部平均压力回归模型
图5 臀部接触面积与沙发腿板角度的关系
2.2.3 功能沙发腿板角度对臀部接触面积的影响
臀部接触面积与沙发腿板角度关系如图5所示。
对其进行回归分析,结果如下:当沙发靠背角度为110°时,臀部接触面积与沙发腿板角度呈二次函数关系,在腿板角度为40°之前,臂部接触面积呈上升趋势,60°之后臂部接触面积随着腿板角度的增大而减小;当沙发靠背角度为120°时,臀部接触面积与沙发腿板角度呈三次函数关系,在腿板角度为40°之前,臂部接触面积呈上升趋势,40°之后臂部接触面积随着腿板角度的增大而减小;当沙发靠背角度为130°时,臀部接触面积与沙发腿板角度呈三次函数关系,臂部接触面积随着腿板角度的增大而增加,到一定角度时,再逐渐减小;当沙发靠背角度为140°时,臀部接触面积与沙发腿板角度呈四次函数关系,呈现出几个较突出的点;当沙发靠背角度为150°时,臀部接触面积与沙发腿板角度呈四次函数关系,呈现出几个较突出的点;当沙发靠背角度为160°时,臀部接触面积与沙发腿板角度的关系不明显,呈现出几个较突出的点。回归方程如表3所示。
表3 臀部接触面积回归模型
使用SPSS软件,对主观评价和体压数据进行相关性分析。如表4所示。
《礼记·昏义》云:“昏礼者,将合二姓之好,上以事宗庙,下以继后世也,故君子重之。”婚姻是不同姓氏交好的途径,是告慰祖宗家庙和繁衍子嗣的重要方式,因此,婚姻论财就成为普遍现象。在中国农村,儿子的婚姻支付实际上由父母来承担。
表4 主观评价与体压指数相关性分析(靠背110°)
由以上结果可以得知:影响舒适度的因素有很多,随着靠背角度的改变或者腿板角度的改变,舒适度也会改变。1)从总体趋势来看,靠背角度越大,休息程度越高;2)总体上,当腿板角度为20°时,主观评价分值最高,即最舒适;当腿板角度在90°到20°之间变化时,人体主观评价分值总体上呈现上升趋势;3)由于用户行为习惯的差异性,即使在相同或相似的行为模式下,所选择的舒适坐姿也有很大差异性;4)舒适度和体压参数并不呈线性关系,而是二次或二次以上函数关系,多呈阶段性变化趋势。因此随着靠背角度的增加,舒适度并不会随之增加,改变腿板角度亦然。
沙发是家具中很重要的部分,有着很高的使用频率,沙发设计的科学与否,对生活舒适度的影响重大。目前,功能沙发市场良莠不齐,缺乏相应的理论依据,而广大消费者又缺乏辨别能力。
设计出舒适的、能满足用户需求、提升生活质量的功能沙发,不仅是消费者所期盼的,也是每一位设计研发人员所追求的。希望在不断的努力下,功能沙发能够满足大众对舒适性的需求。
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