2.4 肢體的運動出力(1 / 2)

2.4.1 人體運動係統

人體運動係統的生理特點關係到人的姿勢、人體的功能尺寸和人體活動的空間尺度,從而影響家具、設備、操作裝置和支撐物的設計。人體的運動係統由骨骼、關節和肌肉組成。

1.骨骼

骨骼是人體的支架。人體有206塊骨頭,占人體幹重的60%。它們一塊一塊地連接在一起組成了骨骼支撐人體,也決定了人體的基本形,尤其是脊椎骨。

人骨按形狀分為長骨、短骨和扁骨。骨骼的聯結方式有兩種,一是通過韌帶和軟骨直接連接,其活動性很小或不能活動,如顱頂骨連接使之形成了完整的頭蓋骨;另一種是通過關節的間接連接,連接處活動靈活,如上肢骨和肩胛骨的聯結等。

人的骨骼也可分為中軸骨和四肢骨兩大部分。中軸骨包括顱骨、脊柱、胸骨和肋骨,是人體的支架大梁,保護著重要的髒器和中樞神經係統;四肢骨骼是人體運動係統的重要組成部分,肌肉附著於四肢骨上,根據大腦指令進行收縮、牽動骨骼完成運動功能。

2.肌肉

肌肉是人體運動係統的動力。人的全身有639塊肌肉,占體幹重的40%。肌肉分骨骼肌、平滑肌和心肌三類。骨骼肌有兩種作用,一是靜力作用,如維持站立姿勢,肌肉通過杠杆作用與地球重力抗衡,保持一種靜態平衡;另一種是動力作用,肌肉收縮產生哭、笑、走、跑等動作,反映了人的心理活動和空間狀態。

3.關節和韌帶

關節是人體杠杆的重要連結方式和連接結構。關節結構主要包括關節麵、關節囊和關節腔三部分。在關節的內外還有一些韌帶幫助維持關節的穩定性和防止關節異常活動。不同部位的關節功能不同,結構也不同。如提拉重物時,肘關節是向內活動;為使腿後蹬有力,膝關節隻能向後屈等。

骨骼、關節和肌肉的共同作用完成了人體的各種動作和活動。如果室內局部設計不合理或不符合人體運動的科學規律,就會對人體造成傷害。

2.4.2 人體力學

1.人體骨骼力學模型

人體運動係統的各個組成部分造就了人的空間形態,也維持了人的內力和重力平衡。它類似一個“鋼筋混凝土空間結構”,骨骼好比“鋼筋”,肌肉好比“混凝土”,它們共同作用,不僅支撐人體各個器官,還承擔外來的負荷。而各種力的傳遞就是通過關節和韌帶來實現的。

人體重力最後主要傳至足上,人下肢骨的結構則巧妙地適應了這一點。足弓部像三腳架一樣支撐著整個身體,把踝部傳來的重力傳到三點上,結構非常合理。足弓還可以緩衝行走對人體產生的振蕩和衝擊。

2.力的傳遞

由於人體姿勢不同,人體內力和重力傳遞路線也不同。各支撐麵的壓力線分布不同,壓力大小也不同。故在支撐麵設計,如家具的椅麵、床墊等,應該力求使壓力均勻分布,即變“集中荷載”為“均勻荷載”,以滿足人體的舒適要求。