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【摘要】：通过体压测试系统和主观评价，本文分析了贵妃椅靠背的倾斜角度对坐姿舒适性的影响。测试结果的客观分析和主观评价分析结果皆显示贵妃椅靠背的倾斜角度对坐姿舒适性是有极大影响的。贵妃椅的靠背倾斜度分别在在100°、110°、120°的时候，体压分布结果和被测试者的主观评价基本一致。当靠背倾斜角度达到110°左右的时候，人体的各部位舒适性最佳。
【关键词】：体压分布；贵妃椅；靠背；倾角；坐姿舒适性
贵妃椅既可以当作不错的沙发又可以当作短暂休息的床来使用，并且它优雅的气息超脱于普通的折叠沙发之上。座椅靠背上的压力分布，应当是肩胛骨和腰椎骨两个部位最高[1]，不同用途的座椅，两点支撑的作用是不一样的，目前国内外还没有研究过贵妃椅的坐姿舒适性。但贵妃椅作为一种重要的家具类别，对其进行坐姿舒适性的研究显得尤为重要。
体压分布对研究人体坐姿舒适性有着重要的指示作用。早期的体压分布研究主要用于医疗器械的研究，目的是为了减少长期坐卧在床的瘫痪病人因局部压力过大造成的疼痛甚至局部皮肤溃烂等病症，因为人椅界面如果局部压力过大会造成人体软组织变形从而引发不舒适感[2]。在人机工学越来越发达的今天，人体压力分布技术越来越多的应用到各项领域当中，坐卧时，人体局部长期受压过大会引起颈椎、肩胛骨或腰椎发生病变，严重影响人类身体健康。随着人体工程学的发展，国内外做了很多沙发及各类座椅的靠背实验研究，研究表明合理的腰部和肩部支撑可以减少坐姿条件下不舒适的产生。贵妃椅带有较长的座面，可以将双腿完全平放在座面上，所以使用贵妃椅的时候，人体各部位受力跟普通沙发不同，但是对贵妃椅的舒适性研究较为缺乏。作者利用体压分布测量系统BPMS，采用主客观测试相结合的方法对贵妃椅靠背倾角进行了人体坐姿舒适的研究，为贵妃椅靠背面的优化设计和贵妃椅舒适度评价提供了理论依据。
1、实验过程
1.1 材料
1.1.1 实验对象
年龄22a±3a，身高165cm±10cm，体重60kg±10kg的女生八名。要求被试者身体健康，无肌肉骨骼疾病史，试验前24h未进行剧烈体力活动，无肌肉疲劳现象。
1.1.2 设备
实验选用Tekscan 公司提供的体压分布测量系统（BPMS），該系统采用柔性薄膜网格状触觉压力传感器[3]。选用座面高度为500mm的实验床模拟贵妃椅，坐垫和靠背硬度分别为89N和35N。
1.2 方法
1.2.1 客观实验
在保持贵妃椅靠背高度不变的情况下，靠背倾斜角度分别固定在100°、110°、120°的地方，实验室要求被试者自然后倾地正靠在贵妃椅上，眼睛平视正前方，双肩放松，双腿大致平行平放在放于座面上，双手重叠放在腹部上。对被试者进行靠背接触面体压分布测试。
1.2.2 主观评价
采用“语义微分法”，通过受试者的主观状态和感受来评定坐靠在贵妃椅上的舒适性。评定包括滑脱感、稳定性、颈部、肩部、背部、腰部的局部舒适心和总体舒适性等7项评价内容。选用七级评定标准，1～7分别对应每项主观评价：非常小、较小、小、一般、大、较大、非常大。
1.2.3 BPMS数据采集
将BPMS测量薄膜置于被试者背部和贵妃椅靠垫之间测量人与靠垫之间的压力分布，测试过程大概5min，200帧，提取平均接触压力、接触面积、峰值接触压力三项内容。
1.2.3 分析方法
传感数据通过生成图片（图1、图2），直接导入电脑生成excel 数据，这个数据作为基础数据。利用相关软件求出体压指标[4]：接触面积、平均接触压力、峰值接触压力、平均压力分布梯度、峰值压力分布梯度，同时对被试者的主观评价结果进行统计分析[5]，求出体压指标与主观感受的相关系数，分析其相关趋势[6-10]。
人体体压指标随着靠背倾斜角度的变化而变化。由图1可以看出，人体背部跟靠背的接触面积随靠背的倾斜角度增大而增大，这是因为随着靠背倾角的增大，人体上身的下沉量随着仰角的增大而增大，因此，总接触面积呈现递增的趋势。
由图2和图3可以看出，当靠背角度从100°变到110°的时候，人体背部跟靠背的接触压力和峰值接触压力都随靠背倾斜角度增大而减小，而当靠背角度从110°变到120°的时候，接触压力和峰值接触压力随着靠背倾斜角度增大而增大。即靠背角度在110°左右人体背部和靠背之间的接触压力和峰值接触压力最小。
2.2 主观评价结果
通过求被试者的主观评价数据的平均值，将结果列于表2。由表2知，人体主观舒适度随贵妃椅靠背的倾斜角度变化而变化。（1）靠背倾角变大，人的滑脱感增大，这可能是因为靠背倾角增大后臀部与座面间的垂直分力减小所致，与之相应的稳定性有所降低。（2）随着靠背倾斜角度增大，颈部、肩部、背部、腰部的舒适感都呈上升状态，而且100°到110°比110°到120°上升的多。这可能是因为当靠背倾角增大，人体背部和靠背间的接触面积增大，使得各部位舒适性相应提升，而110°过后由于滑脱感的增大减小了舒适性增大的程度。（3）人体坐姿的总体舒适性也随着靠背角度的增大而增强。
2.3 主观舒适感评价与客观测试结果之间的相关性
将主观评价所得的结果与客观测试的结果进行相关性分析，结果列于表3。由表3可知，人体背部与贵妃椅靠背面的接触面积和背部舒适感呈显著的正向相关性，即靠背面上的接触面积越大，背部舒适性越大，这主要是由于随着靠背面倾斜角度的增大，靠背面垂直方向受力增大，减小了人体自身所受的重力，而背部又在靠背重心，所以背部舒适性增大。腰部舒适感和峰值接触压力呈显著的负向相关性。即峰值接触压力越大，人体腰部舒适性越低。
腰部作为人体和靠背间“两个支撑点”其中之一，当靠背面所承受的峰值压力增大，腰部分担的压力相应增大，其舒适性降低。
3、结论
贵妃椅靠背倾角变大的时候，人体各部位的舒适性都会相应增大，但是因为人们坐在贵妃椅上的时候双脚不能接触地面，过大的倾角容易给人不稳定的感觉，当靠背倾角超过110°的时候，人体的坐姿稳定性开始降低，滑脱感增大，当靠背倾角在110°左右的时候人体舒适性最好。背部舒适性和接触面积密切相关，可以通过增大接触面积来提高背部舒适性；腰部舒适性和峰值接触压力密切相关，可以通过降低峰值接触压力的方式来提高腰部舒适性。
参考文献：
[1].周有礼江升修，罗世忠.人体坐姿与座椅界面间生物力学分析[J].医用生物力学，1999，14（2）：65-73.
[2].庄燕子.人体压力分布测量及其传感技术[J].传感技术学报，2005，18（2）：313-317.
[3].徐明.夏群生.体压分布的指标[J].中国机械工程，1997，8（1）：65-68.
[4].李文彬.建筑室內与家具设计人体工程学[M].北京：中国林业出版社，2001：150，48-52.
[5].杨世莹.Excel数据统计与分析范例应用[M].北京：中国青年出版社，2005：362-376.
[6]郑祥先，邱时灿. 生活中的人体工程学[M].成都：四川科技出版社，1985：2.
[7]陈玉霞，申利明. 沙发舒适度的评价方法探讨[J]. 西北林学院学报，2007，22（2：）：179-183.
[8]刘建中，铃木近，青木弘行. 汽车乘坐舒适性主观评价模型的构筑[J].汽车技术，1994（9）：11-20.
【关键词】：体压分布；贵妃椅；靠背；倾角；坐姿舒适性
贵妃椅既可以当作不错的沙发又可以当作短暂休息的床来使用，并且它优雅的气息超脱于普通的折叠沙发之上。座椅靠背上的压力分布，应当是肩胛骨和腰椎骨两个部位最高[1]，不同用途的座椅，两点支撑的作用是不一样的，目前国内外还没有研究过贵妃椅的坐姿舒适性。但贵妃椅作为一种重要的家具类别，对其进行坐姿舒适性的研究显得尤为重要。
体压分布对研究人体坐姿舒适性有着重要的指示作用。早期的体压分布研究主要用于医疗器械的研究，目的是为了减少长期坐卧在床的瘫痪病人因局部压力过大造成的疼痛甚至局部皮肤溃烂等病症，因为人椅界面如果局部压力过大会造成人体软组织变形从而引发不舒适感[2]。在人机工学越来越发达的今天，人体压力分布技术越来越多的应用到各项领域当中，坐卧时，人体局部长期受压过大会引起颈椎、肩胛骨或腰椎发生病变，严重影响人类身体健康。随着人体工程学的发展，国内外做了很多沙发及各类座椅的靠背实验研究，研究表明合理的腰部和肩部支撑可以减少坐姿条件下不舒适的产生。贵妃椅带有较长的座面，可以将双腿完全平放在座面上，所以使用贵妃椅的时候，人体各部位受力跟普通沙发不同，但是对贵妃椅的舒适性研究较为缺乏。作者利用体压分布测量系统BPMS，采用主客观测试相结合的方法对贵妃椅靠背倾角进行了人体坐姿舒适的研究，为贵妃椅靠背面的优化设计和贵妃椅舒适度评价提供了理论依据。
1、实验过程
1.1 材料
1.1.1 实验对象
年龄22a±3a，身高165cm±10cm，体重60kg±10kg的女生八名。要求被试者身体健康，无肌肉骨骼疾病史，试验前24h未进行剧烈体力活动，无肌肉疲劳现象。
1.1.2 设备
实验选用Tekscan 公司提供的体压分布测量系统（BPMS），該系统采用柔性薄膜网格状触觉压力传感器[3]。选用座面高度为500mm的实验床模拟贵妃椅，坐垫和靠背硬度分别为89N和35N。
1.2 方法
1.2.1 客观实验
在保持贵妃椅靠背高度不变的情况下，靠背倾斜角度分别固定在100°、110°、120°的地方，实验室要求被试者自然后倾地正靠在贵妃椅上，眼睛平视正前方，双肩放松，双腿大致平行平放在放于座面上，双手重叠放在腹部上。对被试者进行靠背接触面体压分布测试。
1.2.2 主观评价
采用“语义微分法”，通过受试者的主观状态和感受来评定坐靠在贵妃椅上的舒适性。评定包括滑脱感、稳定性、颈部、肩部、背部、腰部的局部舒适心和总体舒适性等7项评价内容。选用七级评定标准，1～7分别对应每项主观评价：非常小、较小、小、一般、大、较大、非常大。
1.2.3 BPMS数据采集
将BPMS测量薄膜置于被试者背部和贵妃椅靠垫之间测量人与靠垫之间的压力分布，测试过程大概5min，200帧，提取平均接触压力、接触面积、峰值接触压力三项内容。
1.2.3 分析方法
传感数据通过生成图片（图1、图2），直接导入电脑生成excel 数据，这个数据作为基础数据。利用相关软件求出体压指标[4]：接触面积、平均接触压力、峰值接触压力、平均压力分布梯度、峰值压力分布梯度，同时对被试者的主观评价结果进行统计分析[5]，求出体压指标与主观感受的相关系数，分析其相关趋势[6-10]。
人体体压指标随着靠背倾斜角度的变化而变化。由图1可以看出，人体背部跟靠背的接触面积随靠背的倾斜角度增大而增大，这是因为随着靠背倾角的增大，人体上身的下沉量随着仰角的增大而增大，因此，总接触面积呈现递增的趋势。
由图2和图3可以看出，当靠背角度从100°变到110°的时候，人体背部跟靠背的接触压力和峰值接触压力都随靠背倾斜角度增大而减小，而当靠背角度从110°变到120°的时候，接触压力和峰值接触压力随着靠背倾斜角度增大而增大。即靠背角度在110°左右人体背部和靠背之间的接触压力和峰值接触压力最小。
2.2 主观评价结果
通过求被试者的主观评价数据的平均值，将结果列于表2。由表2知，人体主观舒适度随贵妃椅靠背的倾斜角度变化而变化。（1）靠背倾角变大，人的滑脱感增大，这可能是因为靠背倾角增大后臀部与座面间的垂直分力减小所致，与之相应的稳定性有所降低。（2）随着靠背倾斜角度增大，颈部、肩部、背部、腰部的舒适感都呈上升状态，而且100°到110°比110°到120°上升的多。这可能是因为当靠背倾角增大，人体背部和靠背间的接触面积增大，使得各部位舒适性相应提升，而110°过后由于滑脱感的增大减小了舒适性增大的程度。（3）人体坐姿的总体舒适性也随着靠背角度的增大而增强。
2.3 主观舒适感评价与客观测试结果之间的相关性
将主观评价所得的结果与客观测试的结果进行相关性分析，结果列于表3。由表3可知，人体背部与贵妃椅靠背面的接触面积和背部舒适感呈显著的正向相关性，即靠背面上的接触面积越大，背部舒适性越大，这主要是由于随着靠背面倾斜角度的增大，靠背面垂直方向受力增大，减小了人体自身所受的重力，而背部又在靠背重心，所以背部舒适性增大。腰部舒适感和峰值接触压力呈显著的负向相关性。即峰值接触压力越大，人体腰部舒适性越低。
腰部作为人体和靠背间“两个支撑点”其中之一，当靠背面所承受的峰值压力增大，腰部分担的压力相应增大，其舒适性降低。
3、结论
贵妃椅靠背倾角变大的时候，人体各部位的舒适性都会相应增大，但是因为人们坐在贵妃椅上的时候双脚不能接触地面，过大的倾角容易给人不稳定的感觉，当靠背倾角超过110°的时候，人体的坐姿稳定性开始降低，滑脱感增大，当靠背倾角在110°左右的时候人体舒适性最好。背部舒适性和接触面积密切相关，可以通过增大接触面积来提高背部舒适性；腰部舒适性和峰值接触压力密切相关，可以通过降低峰值接触压力的方式来提高腰部舒适性。
参考文献：
[1].周有礼江升修，罗世忠.人体坐姿与座椅界面间生物力学分析[J].医用生物力学，1999，14（2）：65-73.
[2].庄燕子.人体压力分布测量及其传感技术[J].传感技术学报，2005，18（2）：313-317.
[3].徐明.夏群生.体压分布的指标[J].中国机械工程，1997，8（1）：65-68.
[4].李文彬.建筑室內与家具设计人体工程学[M].北京：中国林业出版社，2001：150，48-52.
[5].杨世莹.Excel数据统计与分析范例应用[M].北京：中国青年出版社，2005：362-376.
[6]郑祥先，邱时灿. 生活中的人体工程学[M].成都：四川科技出版社，1985：2.
[7]陈玉霞，申利明. 沙发舒适度的评价方法探讨[J]. 西北林学院学报，2007，22（2：）：179-183.
[8]刘建中，铃木近，青木弘行. 汽车乘坐舒适性主观评价模型的构筑[J].汽车技术，1994（9）：11-20.