人机工程大作业——————人机工程学电脑桌椅.doc

人机工程学大作业 题 目： 电脑桌椅的人机分析设计 学 院： 机械学院 班 级： 2013年 6 月 10 日电脑桌椅的人机分析设计现在笔记本电脑基本上是每个大学生必备的家用电器，现代大学生的学习生活越来越离不开电脑了，无论是学习还是娱乐，电脑都是不可或缺的工具。但是公寓的条件有限不少学生都没有购买专门的电脑桌，只是随便的用普通的书桌和坐椅来代替，结果时间一长，经常会腰酸脖子痛，身体疲劳不说还影响视力，所以说配置一套合适的电脑桌椅是相当有必要的，这也是我们之所以研究这个课题的原因。现在大学生每天要有2 小时以上的时间是面对电脑的，也就是说我们每天要有很长的时间是坐在电脑桌前的。久坐电脑桌前的都有这样的经验，工作学习一段时间以后，常常会感觉脖子、肩膀发沉，起身活动一下就好了。肩膀酸痛最常见的原因，是由于不良坐姿引起的。同一姿势保持太久，使脖子和肩膀周围的肌肉紧张，时间一久就导致酸痛感。腕关节的病痛是由于长时间使用电脑，手部的神经受到压迫所致。不同于繁重体力劳动的是，从事电脑操作进行的是一项静力作业，伴随着头、眼、手的细小和频繁运动，往往持续时间长、工作量大，会使操作者的肌肉、骨骼反复紧张，引起相应的病症。 1 据我们调查个别人的宿舍不难发现电脑桌不足其主要表现：（1）电脑桌的作业高度偏高且不可调部分调查者对现在所使用的电脑桌不太满意，有些人认为桌面高度偏高，使用起来不舒服。（2）电脑桌幅面偏小很多用户反映电脑桌幅面设计偏窄，使用空间不够。（3）电脑桌的键盘托板高度不合理造成作业疲劳,幅面尺寸偏小,使用不方便（4）显示器位置偏高,现在市场上的电脑桌高度都在710mm以上,这个高度对于大多数的人来说普遍偏高（5）眼睛距电脑屏幕距离偏小,达不到手臂的距离（6）作业时缺乏必要的肘部支撑（7）对于电脑桌的桌面颜色，大部分的调查者喜欢色彩鲜艳的电脑桌，还有些人喜欢桌面是木材的原本色。（8）在电脑桌的附加功能方面，很多人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,还有人认为电脑桌要附加腕靠，还有些人认为电脑桌桌缘应该加上软垫。（9）还有很多人认为，电脑桌取材应该环保，对人的身体无伤害的材料为主，在人身体能够接触到的部分应该注重处理，进行抛光打磨，或者圆角光滑处理，避免磕碰和不必要的伤害。人们在电脑桌前的行为以注视屏幕、鼠标操作和键盘操作频率最高，但同时不能忽略记笔记、书写、以及趴在桌子上一些行为动作，改进电脑桌，让人们出现这些动作时感觉更加舒服，是我们需要努力的目的。2. 电脑桌设计分析 电脑桌在满足基本使用功能的基础上,还要满足一些要求,供使用者提供良好的坐姿,减少疲劳.所以,设计师应该“量体裁衣，以人为本”，从人体工程学的角度出发，设计可供人们使用的电脑桌。（1）人眼与视屏的距离分析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，而人在坐姿时自然视线与水平视线成向下15度夹角为理想视角。屏幕越大视距应越远，一般情况下取为710mm到760mm。人眼与视屏的距离要尽量保持在720mm以上,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。（2）桌面的高度尺寸分析显示器一般都放在桌面上，所以显示器的放置就决定了桌面高度，从人机工程学角度分析，显示器的最佳位置摆放高度应是它的上沿不高于人坐姿时眼睛的水平线，它的中心应在水平视线以下10到20度，如图即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，过高时要不时仰头，使颈部伸展；而过低时又要颈部倾斜而加大了曲颈力矩，使人在相同时间内更易疲劳，并引起颈部不适。最合适的桌面高度应该是：桌面高度=坐姿眼距地高+着装修正一姿势修正一屏幕边长一屏幕下部边框厚度，一般高度为700mm至750mm,我认为最好不超过730mm,因为在这个数值之下是最适合人的身体构造。（3）对键盘和鼠标高度分析作业面高度不当事引起电脑综合症的主要原因,太低则造成背部向前倾曲;太高则必须抬高肩部,引起颈肩的不适,理想的作业面高度应使上臂自然下垂,小臂接近水平或向下略斜,避免小臂上抬状况的发生。上臂与小臂的最适宜的角度为70度90度，腕部向上不得超过20度。在家用电脑桌的高度方面，应选择高度固定的工作台，但应选择高度可调节的平板以放置键盘。键盘在平板上可前后移动，其倾斜度在5度15度范围内可调。对于一些长时间工作的人来说，可设置一舒适的腕垫，以避免引起手腕疲劳综合症。（4）电脑桌桌面深度设计分析桌面的深度设计取决于要摆放的显示器厚度，保证人眼到显示器屏幕的视距。眼睛与电脑屏幕的距离依个人情况有所不同，但一般以50100cm为最佳范围，即一臂左右距离，防止眼睛的过度疲劳，引起近视。因为在使用时托板是拉出的，所以减去托板的进深尺寸，显示器的进深尺寸，选取3070cm即可。随着电脑技术的迅速发展，显示器越来越变薄，所以说，桌面的深度也会减小。（5）电脑作业时肘部支撑设计分析人在电脑操作时，手臂因操作会离开椅子的扶手，这时人的上肢必须要寻找一个新的支撑点或是一个依托，一方面支撑人的躯干，另一方面是支撑手和前臂从而减轻手腕，颈，肩，腰部的肌肉疲劳，疼痛和劳损。为了使电脑操作长时间地稳定进行，所以务必设计合理的支撑面。例如，可折叠式的或推拉式的支肘板。当拉出托板时，可根据需要将两侧的支肘板打开。两肘支撑在支肘板上，处于水平或者稍微向下垂的位置，保证肘部合理可靠的支撑，从而使身体有关部位的肌肉都可以感到放松。（6）材料选择 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。（7）色彩选择 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。现在的家用电脑桌，一般都是为孩子准备的，所以其色彩的选择应该与孩子密切相关。可采用较高明度绚丽的清色，并予以适当的对比度，不同的颜色还可刺激其视觉神经，提高学生的创造力。但要注意保持色彩协调，柔和，明快，淡雅，涂料禁止高光，不要过度刺激，以免造成目眩，产生视觉疲劳。（8）细节设计为了完善电脑桌的使用功能，对桌面的线角和抽屉的安装，储藏柜的附设等细部处理都必须加以精心设计和安排。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.综上所述我们基于这学期学的人机工程学知识对电脑桌设计如下人体的主要参数：表1 人体测量尺寸主要参数如下（CM）：项目百分位数男（尺寸）女（尺寸）尺寸平均值坐高50908855881.5坐姿眼高50798739768.5坐姿肘高50263+413251+382654.5小腿加足高50坐姿大腿厚度95151151151坐姿膝高95532493512.5电脑桌的整体要求： 桌面的高度、键盘的抽屉、走线等要符合自己实际情况和工作习惯。 电脑桌的高度应该适中，根据安全人机工程学的知识可知，电脑桌的高度应以第5百分位至第95百分位的人体尺寸范围作为高度范围适用的人体尺寸。 键盘前应保留足够的空间，键盘抽屉不宜过小。对于经常面对文字输入的人犹为重要，因为有足够的空间来支撑你手腕，长时间工作才不会有麻木感。而且使用起来舒适顺畅，不致影响平日的工作。人机工程学方面确定电脑桌尺寸：（一）桌面长度，宽度的确定：（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。（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( 305 2tan15 ) 569mm。屏幕越大视距应越远，一般情况下取为710 760mm。 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。（二）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1 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1132 305340 100 = 690 、1295305340100 = 853，即690 853mm;女性为1037305340100 = 595 、1189 305 3 40100 = 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。 （三）颜色和材质的选择：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。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。以下是颜色表示的抽象意义颜色抽象概念红革命、热烈、牺牲、豪迈、危险、激动 绿和蔼、悠闲、和平、娴雅、安静、健康、冷感 蓝沉静、深远、冷淡、和平、善良白洁白、纯净、清洁、轻松、真挚黑恐怖、绝望、寂静、沉重、悲哀、神秘 黄温暖、高贵、显赫、豪华、希望、光明、向上 赤黄快乐、光明紫优雅、温厚 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。宿舍电脑桌的简化图：寝室电脑桌的尺寸：（单位：mm）桌面长度桌面宽度桌面厚度主机板板长主机板板宽键盘板板长90060024710560710桌腿高度小桌面长小桌面宽主机板板厚键盘板板厚键盘板板宽6005002401616560目前我国电脑桌的标准尺寸： 正视图 左视图宿舍电脑桌分析：通过以上分析，本人认为宿舍电脑桌略不符合安全人机工程学中人体的要求：1、 现有电脑桌的宽度为600mm，而人在垂直方向的最大作业域为508mm，但是从视距方面分析，电脑桌的最佳宽度范围在710760mm之间。以人的健康为主要考虑对象，电脑桌的宽度应该在710760mm之间。2、 符合男性的桌面高度为690 853mm，而符合女性的桌面高度为595747mm，男女身高差异较大，导致适合男性电脑桌的高度大于适合女性的电脑桌高度。宿舍电脑桌的高度为750mm，略高于女性所适高度，而且对于某些过高的男性来讲，此高度又有些低。现在社会上出现了一些可以调节高度的电脑桌，可以依照个人需求调节高度，这是一种比较符合安全的人机工程理论的。学校里的电脑桌一般都是和床连在一起的（上床下桌），则可分为男生、女生两类，最好不要同一尺寸。当然，在电脑桌符合标准的情况下，人也要做到掌握正确的坐姿和手部姿势，这样可以有效地减缓疲劳，并且对人体产生最小的伤害。正确坐姿和手部姿势：大腿与腰，大腿与小腿应保持90度弯曲；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。 前臂、手腕和手尽量维持在同一条直线和同一高度。 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。 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）。 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。 如图所示：设计适合自己的电脑桌：自己身体的部分尺寸：（mm）坐高坐姿肘高坐姿眼高坐姿膝高坐姿大腿厚89528577049712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=770