电脑桌人机工程学课程论文-新型电脑桌人机工程学设计.docx

新型电脑桌人机工程学设计【摘 要】：探讨了电脑桌设计中要解决的实际问题，如桌面高度的选择依据、颜色、材料的确定以及电脑在使用过程中应注意的问题，结合安全人机工程学中的有关知识，以及人的主要尺寸，对电脑桌进行评估及改进，使其更安全、更舒适、更适合于人的使用。【关键词】： 大学生；电脑桌；人机工程学；设计；颜色；材料Ergonomic design of new computer desk【Abstract】 This paper discusses the practical problems to be solved in computer desk design, such as the choice of desktop height, the color, the determination of materials and the problems that the computer should pay attention to in the course of using computer. Combining the knowledge in safety ergonomics, As well as the main size of the computer desk for evaluation and improvement, making it more secure, more comfortable, more suitable for human use.【keywords】college; computer desk; humanengineering; design; color; materials概 述当今时代，电脑在人们的生活、学习和工作中受到了越来越广泛的应用，电脑成为每个家庭书房中不可或缺得部分。大家会认真细致地精挑细选，货比三家然后选择最适合自己的电脑。但是却往往忽视了选购电脑桌的重要性。本文主要通过人机工程学理论，从尺寸、色彩、材料方面对大学生电脑桌选择进行综合考虑，通过查阅相关资料、访谈等各种手段,分析并研究了使用者在使用过程中存在的问题,获得了大家对电脑桌的一些看法和意见。并根据大学生的生理特点,从人机工程学的角度计算出适合学生使用的电脑桌相关功能尺寸,并对作业环境进行分析,为电脑桌的设计提供参考。1调查问卷、访谈及分析通过本人和同学们对电脑桌的使用访谈（附录一），此次调查问卷主要是针对大学生设计了问卷,目的在于更加全面地了解大家对学生电脑桌的意见及建议。学生的问卷总共有100份,通过网络问卷的方式，经统计分析：(1)70%调查者对现在所使用的电脑桌不太满意,有50%认为桌面高度存在问题,使用起来不舒服，并反应电脑桌幅面设计偏窄,使用空间不够，一般书籍和电脑会同时使用，作为一个完整地书桌，需要满足多方面的需求，一般的电脑桌都只是由安放电脑的地方，没有设计专门的相应的书架和书桌，造成书本的随处乱放，寻找时间过多，降低工作效率。大多数人上网一小时左右，就会出现眼部疲劳，手腕酸软的诸多不适现象。在普通桌椅上操作电脑，人的手腕和前臂是悬空的，造成身体的不适和精神上的疲惫。 (2)调查显示,对于电脑桌的桌面颜色,54%的调查者喜欢简单稳重的电脑桌,有39%喜欢桌面是木材的本原色。62%放置显视器的桌面位置不是偏高就是偏低。 (3)在电脑桌的附加功能方面,89%的调查者认为电脑桌的高度应该能够自由调节,根据不同的使用者身体尺寸,调节出不同的电脑桌高度;46%的人认为电脑桌桌缘应该加上软垫。调查访谈中,很多人认为,电脑桌取材应该以环保、对身体无伤害的材料为主。（4）使用电脑的时候，电脑桌面设计得过窄，往往离电脑屏幕很近，保证不了操作者看显视屏的视距，从而导致眼睛的过度疲劳，引起近视。发现电脑桌在使用过程中存在以下问题：（5）有相当一部分电脑桌的键盘托板设计过小，使鼠标只能放在桌面上进行操作。此时如果键盘托板的高度是合适的，那么鼠标的高度就太高，操作时容易导致腕部和肘部的肌肉疲劳和疼痛。（6）电脑旁放置水杯，操作电脑时稍不注意水杯就会倒掉，经常造成不必要的麻烦。很多人都会在电脑旁放上台灯，会造成不必要的炫目，影响眼睛，影响工作。2电脑桌的改进（1）电脑椅依据人因工程学原理设计，通过调整椅面的高度，椅子的扶手可以与桌子的表面保持在同一水高度，在操作电脑时，使人的前臂、手腕时刻处于受支撑的状态。因为在普通桌椅上操作电脑，人的手腕和前臂是悬空的，因而肌肉时刻处于紧张状态。有了合适的肘部支撑之后可以使人体保持合理的操作坐姿，即能采取直立或稍向前倾的坐姿，避免了弯腰驼背，对某些桌面作业还可以采用稍向后倾的坐姿，舒服地依靠在座椅的靠背上。（2）操作者有多种可供选择的坐姿，可以经常变换姿势以减轻疲劳。合适的肘部支撑不仅使坐姿端正、稳定，同时也使桌面作业更加规范。使用者还可以根据需要调整椅子的倾斜角度。电脑椅最大限度地满足了人体对舒适度的需求，对手臂和身体起到了直接的保护作用，把工作变成惬意休闲。（3）人体在坐姿时，属于静态作业，而人体只有在不断活动中才能减少局部肌肉的持续收缩，从而减少背椎板的内压。所以，为减少身体的肌肉疲劳，电脑椅的设计应允许人体在工作中变换不同姿势，因此桌面下面不设计抽屉，可以使腿部有足够的活动空间，以便人们变换姿势，消除疲劳。（4）椅子的后部较高，可以给头部也有一个支撑。因为人们长时间坐在电脑桌前面的时候，劲部肯定会发生疲劳，所以为了让劲部得到充分得休息，防止出现颈椎病等，就在设计了这一个部件，防止因长时间用电脑之后的头部酸痛。（5）为了给人体尺寸不同的人都能把双脚自然垂直，必要时地有支撑物，就在桌子的底下设计了一个可以根据不同人的要求而可以调节高度的垫脚板，垫脚板的最主要的功能时是为了减缓腿部压力。（6）可推拉的键盘托板，可以根据个人的需要打开或收起来，并且此时手肘也可以直撑在键盘托板上，使人感到方便舒适。（7）考虑到人体尺寸差异以及各种坐姿的差异以及人们坐着的时候，经常改变姿势对人体健康有力，因此座椅应当适合各种坐姿势，设计座面的高度，靠背的角度，头靠的角度，垫脚板的角度在一定范围内可调。（8）椅面的材料选用毛料，透气性好且不打滑，椅面前缘呈圆弧曲面，增加臀部的舒适感。考虑不同温度下的舒适程度，配以不同的椅面材料。（9）电脑作业时人体坐姿分析人在坐姿时，身体的脊柱会由站立时的直形向拱形变化。这是因为坐姿时骨盆向后方倾转，从而使背下端的骶骨也倾转所致。这样就使得人脊柱的椎间盘受到了很大的压力，从而导致腰痛等疾病。所以在椅子的背面采用模拟人体的“S”型曲线，给人的腰部以一个支撑。以避免发生以上不好的情况。（10）考虑在电脑桌的旁边设计一个书架桌。3人机工程学方面确定电脑桌尺寸3.1桌面长度，宽度的确定3.1.1人的水平作业域方面：水平方向：最大作业域为1500mm，正常双手作业域为1194mm。垂直方向：最大作业域为508mm，正常双手作业域为394mm。项目百分位数男（尺寸）女（尺寸）尺寸平均值设计依据坐高50908855881.5电脑桌高度设计依据坐姿眼高50798739768.5坐姿肘高50263+413251+382654.51电脑桌高度设计依据2容膝空间设计依据（地面到键盘高度）小腿加足高50坐姿大腿厚度95151151151坐姿膝高95532493512.5表一坐姿人体尺寸参考（单位：mm）项目男（尺寸）女（尺寸）尺寸平均值设计依据最大肩宽469438453.5电脑桌宽度设计依据臀宽334346340坐姿两肘间宽489378433.5电脑桌长度设计依据坐姿臀宽355382368.5表二人体水平尺寸参考（单位：mm）3.1.2人的视距方面：人的最有效视野区为以水平线向上为30度，向下为40度，以鼻为中心左右各15度的范围内，其中以在3度以内为最佳视觉区。人眼的最佳视线在站立时往往低于水平线10度，在坐势时则为15度。现在大学生主要用的是14寸的笔记本电脑，它的高度大约是276mm，一般为了散热都装有散热器大约50mm，显示屏边缘高度共40mm。人眼与视屏应保持一定距离，以保证不受电子射线的伤害。屏面的大小在水平方向和垂直方向与人眼成不大于30度的夹角，屏幕边长约为305mm，此时的视距最小为(3052tan15)569mm。屏幕越大视距应越远，一般情况下取为710760mm,这样才不会因为经常进行电脑的操作而影响到我们的视力。将上面所述人的水平作业域，和人的视野区相结合，得出电脑桌的桌宽。3.2桌面高度的确定无论是写字台、课桌的高度，还是电脑桌上键盘与鼠标的高度，都应与人在坐姿时的肘部等高或稍低，只有这样才能最大限度地降低对腰背、颈部肌肉和手肌腱鞘等部位带来的损伤，而显示器的上方也不应高于坐姿的眼睛水平视线，否则造成视力下降。显示器一般都放在桌面的,所以显示器的放置就决定了桌面高度。显示器的上缘或屏幕文字最上端应与人的水平视线等高或略低,过高时需要不时仰头,使颈部伸展。而过低时又要颈部倾斜而加大了屈颈力矩使人在相同时间内更易疲劳,并引起颈部不适。表一给出的我国男女坐姿时人眼的高度,取功能修正值,着装修正取为3mm,放松坐姿时眼高修正值取为40mm。大学生常用电脑14英寸显示屏,取显示器屏幕下部边框的厚度大约在100mm左右（笔记本散热装置）。则桌面高度=坐姿眼距地高着装修正姿势修正屏幕边长屏幕下部边框厚度,男性从第5百分位到95百分位,则大约桌面的高度范围变化从1132305340100=690、1295305340100=853，即690853mm;女性为1037305340100=595、1189305340100=747，即595747mm。按照平均原则,以女性第50百分位的眼高为依据,则大约桌面的高度为679mm。3.3保持正确坐姿和手部姿势减少疲劳：（1）大腿与腰，大腿与小腿应保持90度弯曲；（2）上臂和前臂弯曲的弧度要保持在70-135度；手腕和前臂呈一条直线，避免手腕紧张。（3）前臂、手腕和手尽量维持在同一条直线和同一高度。（4）不要让手臂悬空。最好使用手臂支撑架，可以放松肩膀的肌肉，使整条手臂肌肉不紧绷。（5）使用键盘时手腕尽量是平的（既不仰屈，也不下折）和直的（既不向左边扭，也不向右边扭）。（6）在使用鼠标时，上臂和肘是尽量靠近身体的，尽量放松的避免过度前伸。在使用鼠标时手腕尽可能是直的。4电脑桌颜色的选择色彩对人的心理有着直接影响，单调的颜色会很容易让人产生视觉疲劳，而过大的色彩反差也同样会令人视觉难受。色彩对人们良好生活环境的营造是至关重要的，甚至会影响其性格的形成。长时间对着同一种颜色会产生视觉疲劳，所以电脑桌的颜色要与墙壁的颜色对比度稍大，可以使眼睛得到休息。正确选择颜色，有益于视觉、生理、心理、功效、安全。电脑桌颜色的选择可以根据使用者的需求和个人爱好来定，而银白色应为最符合安全人机工程学要求。电脑桌的颜色，自然与主人的喜好有关，不过也应保持其与室内环境的色彩协调。不但要满足人生理的需求。还要满足人的审美需求。由于电脑屏幕较亮，若工作性质要求视线要在屏幕与桌面文件间来回转换，为了避免眼睛因明暗适应带来的误差和注意力的分散，桌面色彩和屏幕色彩明度对比不易太大，否则易引起视觉疲劳，桌面宜采用白、浅兰、浅灰等柔和的浅色调，这也与目前的家居环境或办公环境的浅色调相协调。以免造成目眩，产生视觉疲劳。5材料的选择对于装饰材料主要使用环保，无毒，无污染的绿色材料，尽量选择以天然实木为主，市场上多选用松木。尽量避免使用玻璃，陶瓷等材料，这些易碎材料很容易伤害人身安全。对于中小学生家具基材和装饰材料主要使用环保、无毒、无污染的绿色材料。家具基材尽量选择以天然实木为主,如目前市场多选用松木为制造儿童家具材料。人造板等材料不可避免地会释放有害气体,并且释放期会长达数年,应尽量少用。尽量避免使用玻璃、陶瓷等材料,这些易碎材料很容易伤害儿童,特殊需要可以用有机玻璃代替普通玻璃。优先推荐使用ABS工程塑料(即PCABS，在化工业的中文名字叫塑料合金)、楠木。6辅助设计（1）完善电脑桌的使用功能，细部处理都必须加以精心设计和安排。（2）由于电脑设备有配线要求，预留开口及足够的空间，且保证其安全性，而在桌面设置预留走线孔和插座盒等都是很好的方式，这样使用环境，安全又整洁。桌子边缘部分应圆弧形，防划伤，材料绿色环保。（3）确保在上机中需要参照的纸质文档被放在尽量靠近显示器的位置，并和显示器有相近的倾斜角。7最终设计成果我设计的电脑桌面高度不宜过高也不能太低，人机分析：桌面高度不宜过高也不能太低，因此需要选用中身材百分位（50）来计算桌面的高度。桌面高度：16787/1730（功能修正量）50（心理修正量），取770；桌面长度：450（键盘长度）80（修正量）180（主机箱宽度）40（修正量）150（桌腿空间），取900；桌面宽度：400（显示器厚度）100（功能修正量）100（心理修正量），取600；桌下空间的设计应选用大百分位来计算桌下空间：17751/350（修正量）,取640；放置主机箱长：460（主机箱长度）100（修正量），取560。结束语电脑现已成为大学生以及所有人的生活必需品，而电脑桌既是电脑的依托，符合人体尺寸的电脑桌才是最适合的，人们在用电脑桌的时候才会舒服。通过此次学习安全人机，以及关于电脑桌的各种数据，以及在测量评价方面更加了解自己生活的环境。将人因工程学原理加以运用,进而分析和设计出电脑桌椅，可以看出来人因工程学的应用的重要