车辆人机工程学作业

1、湖南工学院安全人机课程设计车辆人机工程学作业学院： 班级： 学号：姓名：大学生电脑桌椅的人机工程学设计 【摘要】随着生活水平的大大提高，大学生购买电脑也越来越普遍了，大学生的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。因此大学生在选电脑时都十分小心谨慎，但是却往往忽视了选购电脑桌椅的重要性。有很多大学生反应他们在电脑面前坐久了会头晕，腰酸脖子痛，身体疲劳不说还影响视力，这主要是跟电脑桌椅有很大的关系。据我所知中国大学里的住宿水平普遍不高。拿我们学校说吧，C区宿舍比较简陋，很多学生的电脑就摆放在一些普通的课桌上，我们学校有很多同学买的都是台式电脑，主机显示器都摆放在一堆，

2、有很严重的安全隐患不说，更重要的从学生身体健康方面来说，配置一套合适的电脑桌椅是相当有必要的。【关键字】大学生；电脑桌椅；舒适性；方便性1 前言随着网络通讯技术的发展，以及互联网的普及，大学生利用电脑进行学习以及课余时间的娱乐消遣已经越来越普遍。电脑已成为大学生生活中不可缺少的工具了。据调查，平均每个大学生每天有个小时以上的时间是面对电脑的。一般大学生坐电脑前都有这样的经验：坐在电脑面前一段时间后，经常会腰酸背痛甚至眼睛发胀。引起这些问题的原因主要是由于不良坐姿引起的，同一坐姿保持太久，是脖子和肩膀周围的肌肉紧张，时间一长就导致酸痛感。腕关节的疼痛是由于长时间使用电脑，手部的神经受到压迫所致。

3、从事电脑操作进行的是一项静力工作，伴随着头、眼、手的细小和频繁运动，往往会持续时间长，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。设计不合理的电脑桌椅会导致腰背疼、颈肌疲劳或劳损、手肌腱炎和视力下降。北京劳动卫生职业病防治研究所从1996年到1998年，连续三年对电信行业、电视台、报社激光照排车间电脑作业人员进行的调查显示，30%左右被调查不同程度的患有颈肩腕综合症，实力普遍下降。香港物理治疗学会曾调查290名中学生使用电脑的情况，结果发现约占40%的学生发生骨骼肌肉系统疼痛症，包括腰背疼，颈肌疲劳或劳损、手肌炎等。美国康奈尔大学的一项研究表明，由于学校的计算机工作站的设计很少或

4、根本未考虑肌肉骨骼的发育，40%的小学生面临坐姿不正的危险。不合理的电脑桌椅是罪魁祸首，它会造成坐姿不端正，操作姿势不合理，使身体某些部位的肌肉长时间处于静态施力的紧张状态，造成骨骼肌肉系统的疲劳损伤，同时还引起视力下降。之所以会发生上述这些问题与现在大部分电脑桌椅设计不合理，没有充分考虑人机工程的原理有着莫大的关系。因此研究如何从人机工程学角度出发，分析设计合理的电脑桌椅，使其符合人体的生理、心理及解剖学特性，以提高人们在电脑作业时的舒适度和工作效率已成为当今家具设计领域的一个重大课题。为了更好的改进设计符合人机工程的适合大学生电脑桌椅，首先必须对市面上现有的电脑桌椅存在的问题进行总结分析，

5、进而再针对这些问题进行改进，以设计出符合人体生理、心理及解剖学特性的电脑桌椅.2 一般电脑桌椅的设计原理2.1 一般电脑椅的设计原理电脑椅设计主要决定于人体测量数据，好的电脑椅应该是坐着舒适，结构稳固，有利于减轻疲劳。1.座面宽。座面的宽度应稍大于臀宽，以便用户可以灵活改变坐姿。最小的椅面宽度是400mm，再加上冬季衣服的厚度和口袋中装的东西，大概要50mm左右，合计450mm。若要胖瘦的人都适用，那就要加大到520mm。如果设置靠手，还要加上靠手的尺寸。2.座面深。座面的深度应能保证臀部得到全面的支持，其深度可取臀部至大腿全长/,即357到450之间。坐椅太深，不利于靠背，而且小腿背侧被椅的

6、前缘压迫而致膝部无法弯曲。座椅太浅，会造成大腿支撑不足，时间长了会产生不适感。3.倾斜度。座面应有一定的倾斜度，一般是做成仰角38度，以免人体向前滑下。4.座面形状。我们学校宿舍的椅子都有臀部凹形，在两腿之间略有隆起，目的是想让人坐着更舒服。但实践证明，人的臀部大小和大腿粗细，个体差异很大，这种座面反而不合适。其一，它妨碍臀部在椅子上自由移动；其二，这种座面让人体重量都压在臀部，与解剖生理学提出的由坐骨结节承重的结论相违背，不利于血液流通。因此，座面还是以无凹凸形都为宜。座垫以纤维性材质为好，既通风又可以减少下滑。5.座面高度。座面高度应根据工作高度确定座面高度，单纯考虑小腿长度是不全面的。决

7、定座面高度最重要的因素是使人的肘部与工作面有个合理的高度差。实验证明，这个高度差较适合的距离是275+-25。当上面处于良好的位置后再考虑到下肢，舒适的坐姿是大腿近乎水平以及脚底被地面所支持。一般椅面到脚掌的距离为腓骨的高度，即430450。6.靠背设计。腰靠应能调节高度，腰靠的形状应保证使人体压力尽量分布均匀，腰靠要装有软垫。在其沿座深方向垂直剖面内的曲率半径必须大于1400mm。2.2 一般电脑桌的设计原理一般电脑桌的设计属于人因工程学中作业空间设计的范畴，是近身作业空间，同时又是个体作业场所。因此设计的最基本内容，就是要依据电脑操作者在操作时四肢所及范围的静态尺寸和动态尺寸来确定，即按电

8、脑操作者的操作范围、视觉范围以及作业姿势等一系列的生理因素、心理因素对设备进行合理的布置和安排，并找出最适合该操作者的人体最佳作业姿势、作业范围，以为电脑操作者创造一个最佳的作业条件。一个优良的电脑桌设计，不仅可以使电脑操作者工作舒适、安全，操作方便，而且有助于提高人机系统的作业效率。根据人因工程原理，合格的电脑桌设计应该满足以下几方面的要求： 1. 视觉要求.正常人的视野大致相同，坐姿视平线以下15 度是最佳视角，向下的最大视角是 20 度。坐姿水平方向视物在 1.53 度内辨认物体最清晰，为中心视力范围；318 度内视物短暂，比较清晰，为片刻视范围；38 度左右为最大视角或视力范围。因此电

9、脑显示器应该放置在人的最佳视觉范围内，最好与水平面呈 30 度，而且最好设计成角度可调的。 .人在作业时，视距的远近直接影响着认读的速度和准确性。在正常作业中，通常采用 3856cm 的视距范围。因此电脑的显示器通常距眼睛 4561cm，其中在 56cm处为最佳。 2 .坐姿要求 .操作时正确的坐姿应是身躯上部伸直稍向前倾 1015 度，保持眼睛到工作面的距离在 30cm 以上，大腿放平，小腿自然垂直着地成稍向前伸展着地，使整个身体处于自然舒适状态。因此电脑桌的设计保证有足够的空间容纳双腿，使人能够处于最佳的坐姿状态。 .坐姿工作空间的范围是由进行工作的上肢伸展的范围来决定。人体上肢操作水平范

10、围的最佳区域为左右 30 度范围内，容易到达的区域为左右 60 度范围内，限制越少，可达范围越远。因此电脑的显示器和键盘、鼠标要放置在该范围内，同时应减少对上肢的限制，以保证上肢有足够的自由活动空间。 3. 工作面要求.工作中如果工作面太矮，后背就需过度弯曲；如果工作面太高，肩部就不能保持正常的姿势，必须要抬高从而引发肩部和颈部的不舒适。工作面高度处在肘部位置为最佳。使用键盘时的工作高度就是键盘上的主行。设计时要降低工作面的高度，同时允许大臂在工作中保持自然放松的姿势，并保持腕部处于中立的姿势，以防止手腕疲劳。 .工作面的高度同时也要受到座椅的高度、桌面的厚度和大腿厚度的影响，其下部的高度应该

11、提供足够的大腿空间。对于不可调整的坐姿工作面下部的最小尺寸应该是66.5 cm，但这样的工作面对于个子矮小的使用者可能就不方便了，因此应可能把工作面设计成可调的。腿伸展开的宽度最小为 59cm。 .使用倾斜桌面比使用水平面的操作姿势具有躯干移动减少，颈部弯曲减少，疲劳降低，不舒适感减轻的优点。但在这种情况下要防止桌面东西滑落。 4. 键盘位置要求.键盘应该正对操作者的中部摆放。键盘的高度不应低于肘部的高度，应该能使操作者的肩部保持放松，上臂放松并近似垂直，前臂水平并与手腕成一条直线。在使用普通键盘时，要求使用者的手掌面与键盘面平行。如果低于的话，会使键盘面与前臂成一个角度，从而增加了手指或腕部

12、的伸展，引起不必要的静态肌肉收缩。 .标准键盘的一般厚度是 30mm，使用键盘时，用户一般需要一个腕部支撑。手腕托架一般放置在键盘前面，应该有一个约 5cm 宽的面（至少 3.8cm），并且有一个圆形、光滑的边缘以防止对腕部和手部增加压力，再加上一个衬垫可以进一步减少皮肤的压力和刺激。但是应该避免使用过分柔软易变形的托架，这样会增加腕部的扭转运动。5.鼠标位置要求要有专门放的地方，鼠标应该放置在键盘旁边并处于同一高度；操作肘部应靠近身体，前臂水平并很容易触到鼠标，保持身体各冲部处于放松状态；调整桌子或椅子的高度，使鼠标与肘部同高；使用鼠标时，要避免腕部直接接触桌面；操鼠标时，始终保持肘部姿势，

13、保持腕部的正直，不要向上、下、左、右弯曲腕部；对鼠标保持适当的压力，以便于操作与运动。4 电脑桌椅的人机分析4.1 电脑椅的人机分析我设计产品需要满足大部分大学生，要考虑到所占用的空间，因此我采用中身材50%来确定椅子尺寸。(以下有关数据都从书中查得)1.座面宽：1678*0.203（臀宽）+50(尺寸修正量）+45（扶手宽度）*2+20（心理修正量）取500;2.座面深：1678*0.280*3/4+20(心理修正量)取372;3.倾斜度：座面应有一定的倾斜度，以免人体向前滑下。坐面前缘纵向起拱时，前部倾角15°，后部倾角210°，两角顶交点位于距坐面前缘座深23处;4.

14、座面高度：1678*3/13+38（鞋高）取426;5.扶手查询有关数据有：1）扶手上缘与坐面的垂直距离为230±20mm，取230;2）扶手长度为 200280mm，取260;3）扶手前缘与坐面前缘的水平距离为 90170mm,取130mm;4）扶手倾角 固定式0°5°，可调式0°20°。本设计中采用固定式数据取5°6.靠背1)靠背的倾斜度与椅面成115°2)宽度与椅面宽度相称，取500;3)靠背高度480.4.2 电脑桌的人机分析确定产品主要尺寸（单位：mm）如下：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（5

15、0）来计算桌面的高度。1.桌面高度：1678×7/1730（功能修正量）50（心理修正量），取774；2.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；3.桌面宽度：400（显示器厚度）100（功能修正量）100（心理修正量），取600；4.桌下空间的设计应选用大百分位来计算。因为如果桌下空间满足大个子也必然适合小个子人，假设选小百分位计算，空间太小，大个子就会感到空间不够，产生压抑感。5.桌下空间：1775×1/350（修正量）,取640；6.上层小桌面距桌面距离：400（显示器高度）60（修正量），取466；7

16、.放置主机箱板长：460（主机箱长度）100（修正量），取560。注：以上电脑主机箱、显示器、键盘的尺寸是通过到市场上进行了大量的调查后得到的数据，它们基本上都是比较大一点的尺寸，所以只要能满足这些尺寸的需要就必然适合其它小一点的电脑。5 电脑桌椅的设计1.本产品经过了大量的数据测量，并查阅了相关数据，符合人际工程学要求。2.本产品设计了靠背和扶手，如果用户累了时可以靠后休息，把手放在扶手上。3.本产品底部设计了滑轮，有很大的灵活性，能随处移动，也放便用户活动。4.本产品能够在一定范围内升降高度，以迎合用户的喜好。5.电脑椅可以旋转，坐垫柔软，靠背有符合人机的倾斜度。5.1.2 电脑桌的设计方

17、案 方案特点：、桌面的造型采用直线与弧线相结合，直线部分靠墙可以增加稳定性，弧线部分朝内弯，且弧度的设计符合人机学原理。直线与弧线的完美结合，既避免了直棱直角，增加美感，同时弧度又不是太大，容易加工，既美观舒适又经济节约。、电脑桌椅的尺寸设计是通过查阅大量人机学原理后计算出来的，它们都符合人机学原理，所以人操作过程中会更加方便、舒适。、电脑桌上增设了专门放置音响等小配件的地方，充分的利用了垂直空间。、桌腿的设计采用了直线型与弧线完美结合，给人钢中带柔，柔里见钢的感觉。 6.1 设计说明1电脑椅依据人体工学原理设计，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

18、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。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， 把工作变成惬意的休闲。 2人体在坐姿时，属于静态作业，而人体只有在不断活动中才

19、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。 3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。 4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，头靠的角度在一定范围内可调。 5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

20、拱形变化。这是因为坐姿时骨盆向后方倾转，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。 6.2 基于人机工程的电脑操作建议为了舒适而高效地工作，在使用和操作电脑时，应该遵循以下人机工程学原则：1、将显示器和键盘放置在正前方。本文设计的新型电脑桌有助于将键盘摆放在正确的位置。 2、将显示器放置在可以舒适观看的距离（通常为距眼睛 450 至 610 毫米 18 至 24 英寸）。 3、坐在显示器的正前方时，要确保显示器屏幕与视线等高或略低。 4、调整显示器的倾斜度、对比度和亮度设置以及照明环境（例如吊灯、台灯以及附近窗户的窗帘或百叶窗），以尽可能减少显示器屏幕的反光和闪烁。 5、坐在可以对腰部提供良好支撑的椅子上。 6、使用键盘或鼠标时，使上臂自然垂放于身体两侧，前臂保持水平，手腕处于自然舒适的位置。同时要留出枕放手的空间。 7、坐在椅子上时，确保将双脚平放在地板上确保腿的重量落在双脚上，而不是座位的前缘。必要时要调整椅子的高度或使用