周雪

摘要：隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和生活水平的不斷上升，人們對產(chǎn)品設計的舒適性要求也在逐步提高?？祻洼喴巫鳛槔夏耆说腻憻捙c代步工具，長時間坐在上面保持同種姿勢很容易產(chǎn)生疲勞感，在做康復輪椅的設計時，必須要考慮舒適性。本文在舒適度的原則下，從輪椅坐墊、靠背和腳踏板三方面對老年人輪椅的設計進行了研究。

關鍵詞：舒適度；康復輪椅；老年人；產(chǎn)品設計

座椅的舒適性包括靜態(tài)和動態(tài)兩種。靜態(tài)舒適性是指座椅與人體之間的匹配關系能否為人創(chuàng)造出舒適的坐姿條件，以及所能提供的舒適程度。當輪椅使用者在自然放松狀態(tài)下的人體曲線與輪椅形態(tài)曲線越吻合，輪椅的舒適性就越高。動態(tài)舒適性是指座椅及運輸工具在行進過程中承受所產(chǎn)生的各種沖擊和振動激勵的能力，能否使乘員身體承受的振動強度處于人體承受振動的舒適范圍之內(nèi)，以及人體所能感受舒適的程度。本文所研究的康復輪椅，在使用其康復護理功能時，輪椅不處于行進狀態(tài)，因此本文主要考慮康復輪椅的靜態(tài)舒適性。在輪椅的使用過程中，使用者70%的體重都會壓在輪椅座位上，輪椅與人體之間有匹配關系的部位主要是輪椅的坐墊部分、靠背部分以及腳踏板部分（如圖1），因此，坐墊、靠背與腳踏板的舒適性設計是康復輪椅舒適性設計的重點。

1輪椅坐墊設計

舒適度高的輪椅坐墊，其界面的形狀與人體臀部輪廓契合，對臀部有較好的支撐和包裹作用。而且坐墊要透氣性、吸濕性良好，保證皮膚表面干爽，局部皮膚溫度升高會加快細胞代謝率，使皮膚出汗而長期浸在潮濕環(huán)境中，發(fā)生潰瘍。當人體局部組織壓力過大，或長時間保持同一坐姿時，會使壓力分布不均勻，導致血液循環(huán)不暢，有產(chǎn)生壓瘡的風險。輪椅的坐墊設計應該增大臀部與坐墊間的接觸面積，減小壓力，并且支持患者變換坐姿以調(diào)整壓力分布狀況。

坐墊對輪椅舒適度的影響主要表現(xiàn)在坐墊尺寸、坐墊形狀、坐墊傾角與坐墊材料上：

1.1坐墊尺寸

坐墊尺寸包括坐墊的寬度即座面左右距離，坐墊深度即座面前后距離。根據(jù)人體測量學，人體坐姿時臀部寬度尺寸為404-434mm之間，為了使用戶能夠自由調(diào)整坐姿，座面寬度應該大于這個尺寸；座面深度太深會使背部的支撐點懸空，同時膝窩處受壓，座面太淺會使大腿前沿軟組織受壓，時間久了使大腿麻木。因此，座面深度一般相當于大腿全長的3/4，即400-440mm。坐墊高度取決于輪椅的座位高度，根據(jù)人體測量學，我國一般椅子高度為400-460mm，座面太高會使兩只腳懸空，小腿容易麻木，座面太低，體重會集中在坐骨部位，臀部肌肉容易疲勞，同時也會加大背部肌肉負荷，起身時感到困難。

1.2坐墊形狀

坐墊的形狀應與人體臀部輪廓契合，座面能有與臀部形狀相適應的凹陷，而且有一定彈性，對臀部有較好的支撐和包裹作用。

1.3坐墊傾角

舒適的座椅體壓分布呈現(xiàn)的是坐墊部分為坐骨結節(jié)處壓力最大，從坐骨結節(jié)向外，壓力逐漸平緩減弱，直至大腿部分壓力降至最?。ㄈ鐖D2）。所以輪椅座面應與水平方向存在一個夾角，約5-10°為宜。這有助于防止輪椅使用者臀部向前滑動的趨勢，減少由肌肉靜力收縮來防止這一滑動趨勢而造成的生理和心理上的疲勞感。但坐面的后傾角又不能過大，否則容易增加大腿前緣的壓力，并減少雙腿在腳踏板上的負荷，阻礙血液循環(huán)，引起雙腿發(fā)麻、腫脹。

1.4坐墊材料

同坐墊形狀一樣，坐墊材料必須要有好的支撐力。調(diào)查發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在常用的坐墊采用泡棉填充，外層包裹織物或皮革。通常認為，當坐墊使用材料的硬度越低，人體的下陷程度越大，接觸面的峰值壓力就越小。但是當座椅泡棉太過柔軟，泡棉的局部變形導致出現(xiàn)“漏斗效應”，此時人體局部所受到的擠壓增大，最終導致峰值壓力的增大。所以，坐墊一定要軟硬適中，而且保證透氣性、吸濕性良好，使皮膚表面干爽，避免發(fā)生潰瘍。

2輪椅靠背設計

輪椅的靠背主要為用戶提供腰部支撐，部分特殊輪椅還需要提供肩部和頭部的支撐。輪椅靠背對輪椅舒適度的影響主要表現(xiàn)在靠背的高度和靠背傾角。

2.1靠背高度

輪椅靠背越高，穩(wěn)定性越高；靠背越低，上肢活動受限就越少。本文設計老年人肢體康復輪椅，為了最大限度地鍛煉老年人的肢體肌肉，所以本設計選擇低靠背輪椅。腰靠的支承點位置相當于人體的第4-5腰椎之間的高度，此時能保證坐姿狀態(tài)下的近似于正常的腰曲弧線。為了使驅(qū)干得到充分支撐，同時又不能妨礙手臂的活動，椅子靠背必須大于275mm。

2.2靠背傾角

為了使腹部與大腿之間的血管不受壓迫且血液暢通，軀干與大腿之間應保持鈍角，這就要求座椅的靠背與座面之間也是鈍角?？勘硟A斜能使軀干的部分肌肉得以放松，減少肌肉作功，從而減緩疲勞的發(fā)生。有人機工程學專家指出，人體坐姿狀態(tài)下其脊柱狀態(tài)在115°時可呈現(xiàn)自然舒適狀態(tài)；Grand Jeans指出，在人體處于完全放松狀態(tài)下的最佳靠背傾斜角度為105-108°，在閱讀狀態(tài)下的最佳靠背傾斜角度為101-104°。

3輪椅腳踏板設計

腳踏板的合理設計對輪椅舒適性也有很大的影響。根據(jù)肌電圖的研究，腳踏板應該遵循：腳的正確位置是保持小腿與上身平行，或者與大腿的夾角大于90°。實現(xiàn)設計時，還必須加上腳能自由活動的空間。因此，腳踏板位置應擺在腳的前方或上方，才能方便腳的活動。另外，為了適應不同人群的身體尺寸，輪椅的腳踏板應該能夠自由調(diào)節(jié)長度及1頃斜角度。

除了這幾部分影響輪椅舒適度的關鍵結構外，輪椅的扶手設計可以減輕肩膀、背部和臀部的疲勞，有利于上肢靜脈血回流和肌肉的休息。如果扶手太高，會使手臂不能自然下垂，扶手太低會使兩肘無法自然落靠在扶手上。扶手的高度和間距取決于人體兩肘之間寬度、肘部平放高度。根據(jù)資料顯示，當坐骨結節(jié)點與扶手表面距離為240-250mm時，肌肉的活動強度最小，扶手的位置最適當。同時，合適的扶手間距應在420-440mm之間，扶手應該有軟墊并最好設計成水平。

4結語

舒適性是一種主觀評價，會受到產(chǎn)品本身、環(huán)境因素以及用戶的生理因素等多種因素的影響。本文從人機工程學的角度對影響輪椅靜態(tài)舒適性的坐墊、靠背、腳踏板等關鍵結構進行了分析研究，對振動、環(huán)境等因素并未分析，后續(xù)仍需進行更加深入的研究，從動、靜兩方面對輪椅的舒適性設計研究進行全面展開。