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《人机工程学》 期末论文 对枕头的人机工程学分析 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 二〇一四年十二月 对枕头的人机工程学分析 [摘要]：分析枕头的设计、材料、形状等实际上包含的人机工程学原理，从枕高、 枕长、枕宽、枕芯材料及枕头形状5 个方面进行研究，得出枕头性能对人体睡眠 舒适性的影响及最佳使用范围，并根据实验结果设计一款人机工程学枕头，将有 利于最大限度地缓解由枕头所引起的睡眠疲劳。 [关键词]：枕头；人机工程学；睡眠舒适性 枕头是我们日常生活中最常见的物品之一。它看似平常无奇，没有什么值 得研究的。然而作为我们的必需品之一，枕头的设计、材料、形状等实际上包含 了许多人机工程学的原理，值得我们好好研究一下，从而加深对枕头的认识，同 时加深对人机工程学的认识。 一般认为，枕头就是人们为睡眠的舒适而采用的填充物，而从现代医学研 究上认识，人体的脊柱，从正面看是一条直线，但侧面看是具有四个生理弯曲的 曲线，为了保护颈部的正常生理弯曲，维持人们睡眠时正常的生理活动，人们睡 眠时必须采用枕头。 1．枕头与人机工程学 颈部是人体最狭窄的部位，其上撑头颅， 下连躯干，在最小的范围内集 中通过了人体最重要的主干神经和血管。 而枕头的功用在于支撑、保护人体颈 椎的正常生理曲线， 促进人体睡眠， 其设计合理与否直接影响着人体健康。舒 适的枕头可使颈部保持正常的生理自然弯曲，见图 1a，过大或过高的枕头会使 颈骨的自然弯曲消失而向 前倾， 见图 1b， 而过低 的枕头会使颈部向后弯曲， 见图 1c。 如果枕头不合 适， 长期下来必然会引发 颈肌和韧带损伤、椎间盘蜕 变、关节功能混乱以及形成骨质增生等问题。 这些病变使神经根系、骨髓、血 管等。 1．1 枕头的合理高度 1 睡觉时维持颈椎的正常生理状态，才能使颈项部皮肤、肌肉、韧带、椎间 关节及穿过颈部的气管、食道和神经等组织与整个人体一起放松、休息。正常人 睡高枕，无论是仰卧还是侧卧，都会使颈椎生理状态改变，使颈部某些局部肌肉 过度紧张。久而久之，颈部肌肉就会发生劳损、挛缩，促使颈椎位置发生微小变 化，引起颈部神经根和血管受刺激或压迫，出现反射性痉挛，甚至造成脑部供血 不足，产生颈、肩、背、臂麻痛或头晕、头痛、视力下降、耳鸣、恶心、听力减 退等症状。高枕是引起落枕、颈椎病的常见原因之一。此外，高枕会增大颈部与 胸部角度，使气管通气受阻，易导致咽干、咽痛和鼻鼾。高枕还能使胸背肌肉长 期紧张，胸部受压，妨碍正常呼吸，长此下去必定给身体带来不良影响。正常人 去枕长期睡低枕，同样也会改变颈椎生理状态。因头部的静脉无瓣膜，重力可使 脑内静脉回流变慢，动脉供血相对增加，从而出现头涨、烦躁、失眠等不适，低 枕对于高血压和动脉粥样硬化病人尤其有不良影响。 一般来说，患有高血压、心脏病、哮喘的人需要睡高枕；患低血压、贫血 的人则需要睡低枕。枕头过高或过低都对人体健康不利。那么对正常人而言，枕 头的高度究竟多高才合适呢？一般的认识是：习惯仰卧的人枕高一拳，习惯侧睡 的人枕高一拳半较为合适。但最近据医学调查，健康人在8 小时睡眠中，姿势变 换约20-45 次，而且有一半的姿势在不到5 分钟就变换一次，其中60%是仰卧， 35%是侧卧，5%是俯卧。所以虽然说人们所需要的枕高度往往因人而异，与每个 人高矮，胖瘦、肩宽窄、头围、脖子的长短颈部弧度有关，并无一定的标准，但 是一般人睡眠由于使用仰卧姿势时间较多，一般医生会建议使用一拳多一点的高 度为宜，不宜达到一拳半的高度。 1.2 枕头的合理硬度 一般来讲，较硬些的枕头有益于人体健康，但过硬的枕头使头部与枕头接 触面过少，局部压力过大，使人感到不舒服，而且这样很可能造成对局部神经的 压迫过大，在第二天早上产生头、颈、背、臂、手等处的麻木或者痛疼等症状； 过软的枕头难以保持枕头的高度，因为过于松软对头皮压迫面积大，不利于血液 循环，同时也存在透气性能差的问题，不能保证睡眠时充分的呼吸，也可能存在 安全隐患。 1.3 枕头的透气性和弹性