电脑桌人机学分析与设计

.,电脑桌的人机学分析与设计,组长：王磊组员：董树伟于文涛杜明睿陶野,第三组,.,前言无论是工作、学习还是娱乐，电脑都是不可或缺的工具。因此不少用户在配置自己的电脑时，总是会精挑细选。但是却往往忽视了选购电脑桌的重要性。不少人家里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。当前市场上电脑桌品种繁多，款式和着色不乏新颖丰富。然而仔细分析这些产品，真正从人因工程学角度设计的却寥寥无几。一些进口的和仿国外品牌设计的电脑桌，虽有部分按人因工程学原理角度设计合理的地方，但设计的尺寸是按国外的人体尺寸照搬，也不符我国人体的尺寸模型，使用时同样会给健康带来不良影响。目前，由劳动卫生部门提供的一份调查显示，北京劳动卫生职业病防治研究所从2005年到2008年，连续3年对电信行业、电视台、报社激光照排车间电脑作业人员进行了有关调查，30%左右被调查者不同程度地患有颈肩腕综合症，视力普遍下降。因此，电脑桌的设计对人的健康有很大影响。随着现代的科技的突飞猛进，社会也在不断进步，人们开始注意到生活的质量，人们要求使用设备要更加的人性化，这就使得人因工程学在我们的生活中大规模的运用。人因工程学使得我们拥有更高的生活环境。关键词：电脑桌人因工程学人性化,.,(1)79的调查者对现在所使用的电脑桌不太满意，有52的人认为桌面高度偏高，这让使用者不得不仰视显示器，易产生颈部肌肉疲劳。84的人认为桌面设计得过窄，一方面保证不了操作者看视屏的视距，使眼睛过于疲劳，时间一长容易引起近视，另一方面对于经常要使用电脑桌来学习的大学生来说，过窄的桌面，造成他们的使用空间不够。,问卷小调查,(2)有39的人认为键盘托盘长度刚好只够放键盘，使鼠标只能放在桌面上进行操作，此时如果键盘高度使用起来是合理的，那使用鼠标的高度就太高，同时，有67的人认为他们在操作键盘和鼠标时肘部缺少必要的支撑，使手腕和手臂处于悬空状态，极易造成肌肉群疲劳。,(3)62的调查者认为电脑主机箱位置过低，每次进行各种操作时总要弯下腰去，使用极不方便，此外，放主机箱的位置太闭塞，不利于空气流通及主机散热。,.,(4)78的调查者会把常用物品放在电脑桌上，而现有的电脑桌功能过于单一，缺少必要的收纳功能，而对于有电脑配件多的用户来说，电脑桌显得“小”，放不下其它设备，比如音箱、电话等配件就没有专门的放置地点。有时用到书的时候，我们不得不离开位子寻找，往往导致寻找时间过多，降低工作效率。,(5)调查显示，对于电脑桌的色彩，72的女性调查者喜爱暖色调，而90男性调查者喜欢冷色涮或无色调；材质方面，大部分调查者偏向环保材质，造型风格偏向时尚风格。,(6)此外，还有82的调查者认为电脑桌的走线位置设计不合理；而随着笔记本电脑越来越走向平民化，更多的大学生开始使用笔记本电脑，现有的电脑桌根本不能满足他们的需求，这些都是需要设计者解决的问题。,.,(7)有许多家庭都是大人和孩子共用一台计算机，但电脑桌和椅子只有一套。显示器的高度、键盘的位置和椅子的高度都是固定的。这种配置如果长期使用，会影响孩子视力和骨骼的健康发育。,.,1.您家现在使用的电脑桌是宽屏还是普通屏？,网络调查,.,2.您认为电脑桌是什么材质的比较好？,.,3.觉得现在的电脑桌还存在哪些问题？,.,4、家庭电脑桌的功能，您最希望具备哪些功能？,.,第一、作业面的高度不合理。,第二、显示器的高度、角度与视距不合理。,第三、缺乏合理的支撑。,第四、人眼的视距不合理,第五、电脑桌的长度不够合理,第六、键盘板的不合理,第七、储存架的不合理,常见缺陷与不足,第八、色彩材料的不合理,.,现有产品市场调研,书房中使用的电脑桌,.,书架和电脑桌的结合式,.,单独的电脑桌,.,各种电脑桌市场关注度（柱状图体现）a.按电脑桌的种类分,.,b.按电脑桌的功能分,.,c按用户需求分,.,人体坐姿尺寸参考（单位：mm,.,人体水平尺寸参考（单位：mm）,.,.,电脑桌的高度不当是引起电脑综合症的主要原因，太低则造成背部向前倾屈；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，前臂接近水平或向下咯斜，避免小臂上举状况的发生，避免静肌负荷。同时,桌面的高度影响到显示器的摆放高度，进而影响到人眼的观察角度，从人因工程学角度分析，显示器的最佳摆放高度应是它的上沿不高于人坐姿时眼睛的水平视线，它的中心应在水平视线以下l0o20o,比较合适。考虑人在屏幕时，一般视线与屏幕相垂直时比较舒服，还可以减少反光对眼睛的伤害，所以显示器一般后倾10o15o。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。若采用17英寸显示屏，取显示器屏幕下部边框的厚度大约在100mm左右。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,.,.,人的横向视野大于纵向视野。最有效的视野区为以水平线向上为30o，向下为40o，以鼻为中心左右各15o的范围内，其中以在3o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10o，在坐势时则为15o。,从1132-305+3-40-100=690、1295-305+3-40-100=853，即690853mm；女性为1037-305+3-40-100=595、1189-305+3-40-100=747，即595747mm。,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。,.,手与键盘、鼠标的关系最自然的手的姿势是手左右对称，处于正中线的位置，见图1中间图所示，左侧图产生了掌侧曲和尺侧偏，右侧图产生了背侧曲和挠侧偏，使手偏离了正常的位置，容易引起重复性积累损伤疾病如腱鞘炎、滑膜炎等。在使用键盘或鼠标过程中，要使手保持正常自然的姿势，上臂应自然放松，垂直向下，上臂与小臂之间呈略大于90的角度，放置鼠标的位置高度不易过高，有利于保持手腕的顺直（见图2左侧图，避免产生背侧曲见图2右侧），这也是为什么键盘高度要在肘高以下的原因。在移动鼠标时，应由上臂带动手腕来移动，避免纯的手腕转动，更应避免转动幅度过大，造成尺侧偏和挠侧偏。另外还要避免手腕直接和桌沿相接触，使腕道内的腱鞘发炎、肿大压迫腕部神经，可知，键盘和鼠标的高度合适，有利于保持正确的作业,姿势，降低职业病的发生率。另外在使用键盘或鼠标时，手在进行运动时，最好给予支撑，大的运动要提供肘部支撑，小的运动要提供前臂支撑，手指运动要提供腕部支撑。形成腕管综合症（鼠标手）,.,.,因此，由以上分析可知，键盘和鼠标的高度合适，有利于保持正确的作业姿势，降低职业病的发生率。另外在使用键盘或鼠标时，手在进行运动时，最好给予支撑，大的运动要提供肘部支撑，小的运动要提供前臂支撑，手指运动要提供腕部支撑。在进行文字输入时最好有肘部的支撑，否则肘部悬空，需要耸肩用力，同时伴有头、眼、手、指的细小频繁运动，时间长了会使颈、肩、背、腰、手臂、手腕、手的肌肉疲劳与疼痛。所以应有支撑肘部托板，让双臂放置在身体两侧的支肘板上，可以使上身自然放松、缓解疲劳、减少疼痛。并且可根据不同的工作性质变换身体姿势，采取不同的坐姿。上述尺寸的选择既可以基于平均原则，适合于大多数人。在电脑桌设计时，可以采用可调原则，使键盘高度、桌面高度都可在一定范围内调节，以适应不同身高的需求。,对电脑桌使用的作业环境研究光源放置要避免光线经显示器反射进入人眼引起眩光。周围环境与电脑屏幕的亮度对比不应过大，防止对比眩光的产生。,.,对电脑桌设计的色彩研究电脑桌的颜色，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,材质选用材料主要选择环保无毒的天然实木为主，尽量避免了现代材料释放有害气体，桌面的架子支撑选用不锈钢材料，有很好的承重效果。,.,计算公式:桌面的高度+底座高度+(显示器面板高度2)cosl5o=坐姿眼高+小腿加足高+着装修正量一姿势修正量一视距tanl5o视距取710mm，显示器后倾的角度和眼睛观察显示器的角度均取l5o经过计算得：男人桌高735mm，女人桌高645mm。此可见，男性与女性电脑桌高度相差90mm学校提供的电脑桌为通用尺寸，这是很不合理的。所以设计高度因性别而异。参见：万方数据库作者：何文波，刘丽萍，左洪亮，HEWen-bo，LIULi-ping，ZUOHong-liang作者单位：河南科技大学,洛阳,471003刊名：包装工程英文刊名：PACKAGINGENGINEERING陈漪;叶喜基于人体工程学的电脑桌设计余肖红;费海玲;张亚池人体工程学与全方位电脑桌椅的设计国家标准GB10000-88曹云飞等基予人机工程学学生电脑桌设计罗碧娟；张飞飞基于人机工程学的大学生电脑桌设计楚杰；楚良海；邱晓利多媒体演示仪的人机安全设计苏垣以人为本设计健康的桌面工作状态李文彬建筑室内与家具设计人体工程学,.,优秀的设计,.,.,电脑桌书架书桌台式电脑桌组合,.,我们的设计