基于人机工程学的网球轮椅设计

　　随着社会的进步，残疾人体育活动逐步受到重视，下肢肢残者可以通过网球轮椅进行适当的户外运动。网球轮椅作为残疾人进行网球运动的一种辅具，它以人作为动力，与人有着十分密切的关系。在网球轮椅的设计与使用过程中，包含着大量的人机工程学问题。为了使网球轮椅的设计更趋于成熟，为了使操作者在操作时更加方便和舒适，则需要运用人机工程学的原理来设计网球轮椅。

　　1 网球轮椅的设计

　　1.1 人机工程学分析

　　人机工程学是运用人体测量学、生理学、心理学等科学的研究手段和成果，即将人体特性、能力和活动限度等方面的数据用于机械系统及其所处环境的设计中去，使操作者能安全、舒适和高效率地工作。人机工程学就是研究与解决“人—机—环境”三者协调统一，使人机系统和谐的学科。

　　在早期的网球轮椅设计中，网球轮椅一般由专业运动员使用，对其设计着重于追求功能、工作效率和工作的可靠性。现在，网球轮椅越来越多地由非专业的残疾人使用，网球轮椅的设计要考虑它的使用和工作环境满足操作者的生理和心理要求，达到工作环境舒适、安全、操作方便、减轻操作疲劳的目的。

　　将网球轮椅置 “人—机—环境”系统中，按人机工程学原理进行设计，主要从座椅系统、操纵系统和乘坐舒适性等方面讨论网球轮椅的人机工程学设计问题，对于网球轮椅与人的“人—机—环境”系统如图 1 所示。

　　1.2 座椅系统

　　网球轮椅的操纵者是在坐姿的状态下工作的，为了使操作者在使用时处于舒适的状态和适宜的环境中，在设计中就必须充分考虑人体坐姿的尺度。以座椅的结构为例，主要考虑座宽、座高、座深的设计尺寸。

　　(1)座宽按人机工程学的要求应该满足臀部横向宽度所需要的尺寸，考虑到要包容大多数操作者，我国正常成人男女人体主要尺寸按GB10000-88标准如表 1、表 2，按成人女子 P95百分位数的臀部宽度，在设计中还要考虑衣服厚度和余量，座宽设计为 400 mm。

　　(2)座高是座面到踏板面的距离，主要为了保证从踏板到座面的距离，它相当于人体小腿长度加上脚的厚度，考虑到不同的人都能在舒适的状态下工作，则坐高应做成可调节的，其调节范围按成人女子 P50百分位数到成年男子 P95百分位数设计，最后设计可调范围为：375 mm~390 mm。

　　(3) 座深是座面的前后距离，它应能使臀部得到全部支撑，其深度一般相当于臀部至大腿全长的 3/4，按成人男子，P95百分位数应不超过 446 mm。