宿舍安全人机工程学课程设计.doc

课程设计 （安全人机工程课程设计说明书） 题目： 寝室桌椅的安全人机优化设计 班 级：2012级安管1班 学 号： 学生姓名： 指导老师：刘艳宾 重庆安全技术职业院学院 目录人体参数3 4 5电脑桌高度的确定 5 6电脑桌材质和颜色选择7电脑桌标准尺寸8宿舍电脑桌分析 9 10电脑桌设计11 座椅设计理念12 座椅结构13座椅建模14座椅渲染效果15结束语16参考文献16 学生公寓电脑桌的人机学分析与设计摘要：通过对大学生寝室电脑桌的尺寸，外形进行分析，结合安全人机工程学中的有关知识，以及人的主要尺寸，对大学生电脑桌进行评估及改进。关键词：安全人机工程学 人体参数 舒适 安全人体的主要参数：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+406305340100=734mm。最小桌腿的高度=坐姿膝高+坐姿大腿厚+着装修正+姿势修正=497+12+3+50=562mm最小桌面宽度：( 305 2tan15 ) 569mm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，结合人机环三个方面，更全面的学习了课本上的知识，以及在测量评价方面更加了解自己生活的环境。 宿舍座椅安全人机工程设计一、设计理念1. 座高：从人的解剖特点考虑，人的臀部真皮和足跟一样厚，而臀部肌肉丰满，是人体最 能够耐受压力的部位之一。所以，合适的座椅应设计成使躯干的重量压在臀部和坐骨上。 座高的设计很重要。椅子太高，人坐着足部悬空，使大腿肌肉受压，大小腿肌肉紧张， 时间不长人就会感到肌肉酸痛，甚至连背部肌肉都会感到疲劳；椅子过低，人坐上去背部肌 肉也紧张，这种椅子不能保证腰骶部椎骨的适宜姿势，而增大了背部的负荷。因此，适宜的 座高应稍稍低于小腿高。这样，脚部、腿部的全部或大部分自然落在地板上。2. 座深：应当使臀部全部得到支持，而椅座的前端离小腿应有一定距离，以保证小腿活动的自由。3. 椅宽：应使臀部得到全部支持，并且有一定的宽余，使人能调整坐姿。双人椅应保 证人能自由活动。因此，应比人的宽度稍大。人的平均肘宽度约 33.163.5 厘米，这样的椅子能满足 95%的人的需要。 4. 靠背：人直坐足踏地时，倘若躯干得不到支持，则背部肌肉紧张，容易疲劳，为了减轻 正坐时背肌的紧张，必须使躯干也得到支持，靠背则是支持躯干的比较合理的部件。如果我们设计的靠背能恰当地支持 1112 胸椎部位，123 腰椎部位，则能使背部肌肉放松，胸腔舒展，呼吸舒畅。此外，靠背与坐垫的夹角要稍大。这样，可使腹部到大腿的血管松弛，利于血液循环。靠背和坐垫相接处，以不与人臀部接触为宜，以免人体因臀部受压引起人体向前滑动。靠背的斜度，各人要求不同，不同的工作要求也不一样。学校学生用椅靠背斜度应为 95110 度。椅座面斜度大多采用后倾，后倾角度以小于 36 度为宜。以上这些数据都是基于人体工程学的研究成果，都应该成为我们进行椅子设计时所熟悉和掌握的。为确保操作人员在操作过程中不会有任何行为被强加了不可接受的负荷， 使人机间负荷 分配合理，在设计时，应注意人的体力极限。二、产品结构图 三、产品建模正视图侧视图顶视图四、渲染效果结束语：人机工程学的显著特点是，在认真研究人、机、环境三个要素本身特性的基础上，不单纯着眼于个别要素的优良与否，而是将使用“物”的人和所设计的“物”以及人与“物”所共处的环境作为一个系统来研究。在人机工程学中将这个系统称为“人机环境”系统。这个系统中，人、机、环境三个要素之间相互作用、相互依存的关系决定着系统总体的性能。本学科的人机系统设计理论，就是科学地利用三个要素间的有机联系来寻求系统的最佳参数。 参考文献人机工程学丁玉兰主编北京理工大学出版社普通人机工程学杨君顺主编陕西科技大学安全人机工程学张力编著中国劳动社会保障出版社李文彬 建筑室内与家具设计人体工程学5867中国林业出版