安全人机工程电脑桌课程设计.docx
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安全人机工程电脑桌课程设计
课程设计成果说明书
题目：
电脑桌的设计
学生姓名：
学号：
学院：
班级：
指导教师：
课程设计成绩评定表
2013—2014学年第一学期
学院班级专业安全工程
学生姓名（学号）
课程设计名称
安全人机工程课程设计
题目
电脑桌的设计
指导教师评语
指导教师签名：
年月日
答辩评语及成绩
答辩小组教师签名：
年月日
课程设计任务书
2013—2014学年第一学期
学院班级专业安全工程
学生姓名（学号）
课程设计名称
安全人机工程课程设计
设计
题目
电脑桌的设计
完成
期限
自2012年11月2日至2012年11月9日共1周
设
计
依
据
1、对市场上的电脑桌的各项数据进行测量
2、发现其中存在的问题和不足
3、再依据人机工程学的人机学参数、人的生理心理因素以及影响疲劳程度的因素对电脑桌进行设计。
设
计
要
求
及
主
要
内
容
设计要求：
1、以人为中心，充分考虑人的因素真正做到人机协调
2、根据中国成年人人体尺寸来设计电脑桌的外型、内部结构及支撑构架3、满足使用者的舒适度和方便性，减少疲劳感。
主要内容：
1、电脑桌外部的长、宽、高设计，使适应大部分使用者
2、键盘、主机箱、杂物等的储存空间设计，使打字时有所支撑，使用方便，利于机箱散热，桌面整洁有序
3、电脑桌的颜色，以满足不同的使用者，营造一种轻松、安静的工作氛围
4、电脑桌的材料，使用经济实用的环保材料。
参
考
资
料
[1]张力，廖可兵.安全人机工程学.北京:
中国劳动社会保障出版社.2007
[2]阮宝湘.工业设计人机工程[M].北京:
机械工业出版社.2010
[3]欧阳文,廖可兵.安全人机工程学.北京：
煤炭工业出版社.2002
[4]曹琦等，人机工程设计.四川：
西南交通大学出版社.1988
[5]丁玉兰，人机工程学.修订版.北京：
北京理工大学出版社.2000
指导教
师签字
日期
摘要:
现代人的生活越来越离不开电脑了。
无论是工作、学习还是娱乐，电脑都是不可或缺的工具。
不少人家里都没有购买专门的电脑桌，只是随便的用家里的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。
本文设计主要从电脑桌椅的造型入手，重点从电脑桌的舒适性和方便性展开设计，力求使桌椅符合人机工程学要求。
通过对市场上现有的电脑桌椅以及电脑的尺寸进行了详细的调查，查阅了人体尺寸标准，最终的设计能够让用户使用方便舒适。
而且桌子和椅子在造型上也达到了很好的统一结合。
关键字：
人机工程学人体尺寸电脑桌设计舒适
Abstract：
:
Computerbasicallyiseachfamilyessentialhouseholdappliance.Thelifeofmodernpeopleareincreasinglyinseparablefromthecomputer.Whetheritisworking,learningorentertainment,computerisanindispensabletool.Manypeopledon’tbuyacomputerdesk,justusethehomeofordinarydeskandchairtoreplace.Theresultsforalongtime,oftenhaveapainintheneck,thebodythatalsoaffectthevisualfatigue.Sothattheconfigurationofanappropriatesetofcomputerdesksandchairsareverydesignmainlyfromcomputermodelingwithtablesandchairs,computertablesfocusfromthecomfortandconvenienceofdesign,andstrivetomakefurnitureergonomicsrequirements.Basedontheexistingmarketofthesizeofdesks,chairsandcomputersareinvestigatedindetail,accesstoahumanstandard,thefinaldesigncanmaketheuserconvenientandcomfortableuse.Andthetableandchairsareinthemodelingalsoachievedverygoodcombination.
Keywords:
ErgonomicHumanbodydimensionsComputerdeskDesignComfortable
0前言
随着现代的社会科学技术突飞猛进，社会也在不断进步，人们对生活的要求也不仅仅在吃饱穿暖上了，更多地转为对电子产品的追求，入电视、电脑等。
不管是工作、娱乐、休闲，电脑都是我们很好的使用工具。
不过长期坐在电脑前，受辐射较多而且容易用眼疲劳、身体疲劳。
所以电脑桌椅设计的是否合理显得尤为重要。
渐渐的，人们开始注意到生活的质量，从而对生活的环境等等第一有了更新的要求。
人们要求要更加的人性化，这就使得人机工程在我们的生活中大规模的运用。
人机工程在生活中可以说是无处不在，从桌椅板凳到锅碗瓢盆，从行车走路到穿着打扮，都离不开人性化的设计。
人机工程使得我们有个更高的生活环境。
1电脑桌的现状与存在的不足
电脑桌现状及研究的目的和意义
现如今，随着科技的发展，网络和电脑已经成为大部分人生活中必不可少的一部分，聊天、听音乐、玩游戏、学习工作都离不开电脑。
可以想象，我们每天是有很长时间需要使用电脑桌的。
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。
因此，电脑桌的各部分尺寸、构造是否适宜使用者的各项生命体特征对使用者产生极大影响。
存在的问题
1.电脑桌的作业高度偏高。
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.不同人群对电脑桌颜色有不同的喜好。
4.电脑长时间工作后，电脑桌的密封条件不利于机箱散热。
5.写字时缺乏合理的支撑。
6．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。
存在问题的原因分析
1、按照人体工程学的理论，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，都应当与人在坐姿时的肘部等高或稍低。
只有这样，才有利于人们保持正确的坐姿。
根据工作性质确定不能升降的办公桌高度：
男子为700～720mm，女子为680～700mm。
然而，现在市场上大部分电脑桌的高度是710mm，是不能调整的，对于部分女性来讲略微偏高。
每个使用者的身高不尽相同，所以必然存在不适宜的情况。
作业面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。
具体角度如表1-1，图1-1所示。
表1-1人体最佳坐姿关节角度范围
各关节角度
角度范围
a1
0°～10°
a2
90°～100°
a3
170°～180°
a4
90°～100°
a5
90°～100°
a6
0°～10°
图1-1人各关节最佳坐姿角度
2、眼睛与电脑屏幕的距离依个人情况有所不同,一般操作的视距范围为38～76cm，在58cm处最佳,即一臂左右距离,防止眼睛的过度疲劳,引起近视。
我校学生电脑桌的桌面尺寸是105cm*48cm,长度适宜，但是宽度偏窄。
双眼与电脑屏幕距离过近，容易引起视觉疲劳。
3、不同的客户人群有不同的性格从而对各种颜色的喜好程度不同。
但是现在市场是的电脑桌颜色多为黑、灰、棕色等冷色调的颜色，不能满足所有客户要求。
4、操作电脑时由于缺乏对肘部的支撑，肘部处于悬肘操作的姿势，而上臂与前臂又需要保持一定角度的固定姿势，肩背部、手臂、手腕处的肌肉都处于一种静态施力的紧张状态，这就容易引起疲劳。
5、电脑运作时机箱大量散热。
电脑桌用于放置机箱的空间放入机箱后，剩余空间不多，不利于散热，如图1-2所示。
图1-2电脑桌的构造与功能分配
6、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。
2电脑桌的改进
电脑桌的改进
整体结构的改进
1、高度的改进
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。
根据中国成年人尺寸表显示，人体处于坐姿状态时，手臂自然弯曲呈90度角时（如图2-1所示）。
18至60岁的男性其中50％的人人体肘部距地面高度263mm+413mm=676mm（见表2-1）。
18至55岁的女性其中50％的人人体肘部距地面高度251mm+382mm=633mm（见表2-2）。
综合以上两组数据，人体处于坐姿状态时，平均人人体肘部距地面高度（676mm+633mm）/2=655mm。
电脑桌高度655mm+45mm（心理修正量）=700mm。
图2-1坐姿人体尺寸图
表2-1坐姿人体尺寸（男）
年龄
18-60岁
百分位数
1
5
10
50
90
95
99
坐姿肘高
214
228
235
263
291
298
312
小腿加足高
372
383
389
413
439
448
463
表2-2坐姿人体尺寸（女）
年龄
18-60岁
百分位数
1
5
10
50
90
95
99
坐姿肘高
201
215
223
251
277
284
299
小腿加足高
331
342
350
382
399
405
417
2、桌面的改进
如今大多数家庭都已经使用液晶显示器，厚度比台式机小很多。
适用于液晶显示器的电脑桌宽度不用太大，600mm左右即可。
此距离不仅满足最佳视距，显示器前还有足够空间用于书写作业。
桌面右上角留一个80mm的小洞，有线鼠标的连接线从小洞穿过与主机相连。
此外，电脑桌的四角应该设计成圆弧形的，以免发生撞伤的事故。
3、抽屉的改进
在桌面下装一个用来使用键盘的滑屉装置，抽屉里侧须装有挡板，防止键盘滑落。
长期工作时，手臂肌肉容易疲劳发酸。
为了减轻手臂的疲劳程度，可以在支撑手臂的挡板上装上软垫，增加其柔软度。
查资料可知键盘的长度为47cm左右，抽屉的宽度设计为55cm。
键盘的宽度为15cm左右，为了较大范围地控制键盘和人的距离，抽屉的深度设计为30cm。
桌面的左下脚用于放置电脑主机，可以减少人体受到的辐射和热量。
由于电脑长期工作之后，机箱会严重发热。
所以放置主机的空间前后必须完全保持敞开，朝外的一侧可以留些小洞便于通风。
电脑桌面得到充分利用后所剩空间不多，再摆放一些用品容易显得很杂乱。
此时可以利用桌面下方的另一边的空间，将其设计成小抽屉和橱柜，用于存放一些办公用品。
材料的改进
电脑桌应尽量选用质地好且耐磨的材料，螺钉及相关部件应用强度好的铁钉。
目前市场比较便宜的那种电脑桌椅都是用合成板材加塑料（如刨花板压缩板三合板）制成的，这些电脑桌椅从表面上和其他电脑桌椅一样。
但是主要材料是合成的，硬度不够边缝铆合的不严密，晃动的较厉害。
再一个缺点就是承重有限制，如果桌面设备较多较重的话，这种桌子就有可能支撑不住。
但这种电脑桌的优点就是价格便宜，且重量轻巧易于搬动。
再下来就是用纯木材制作的电脑桌，桌子表面的有的喷涂的是油漆，有的是贴的那种颜色胶纸。
一般来讲，喷漆的木制电脑桌不爱掉色，贴纸的则反之。
这种电脑桌在市场最为常见，因其比较坚固耐用，质量也比较轻，价格属中档次价位。
最后一种类型的电脑桌，就是近来市场上才开始兴起的组合式电脑桌椅。
这种电脑桌无论在样式上还是颜色上，都比上两种电脑桌要丰富。
这类电脑桌用的材料是轻型铝合金材料和塑料。
综上所述，最经济且实用的还是实木材质的，再喷上油漆就不易掉色。
颜色的改进
人处于不同颜色环境中，除了视觉辨别力受到影响、视野发生变化外，人的心理感觉也会有所变化，不同的颜色产生不同的感觉（见表2-3）和不同的抽象概念（见表2-4）。
表2-3各颜色给人的心理生理作用
颜色
热烈
兴奋
温暖
轻松
华丽
突出
接近
富贵
安慰
安静
沉重
遥远
忧郁
红
√
√
√
√
√
√
橙
√
√
√
√
√
黄
√
√
√
√
√
√
√
紫
√
√
√
√
√
绿
√
√
√
√
√
蓝
√
√
√
√
√
白
√
√
浅灰
√
深灰
√
√
黑
√
√
表2-4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
正确选择颜色，有益于视觉、生理、心理、功效、安全。
红色会让人激动，蓝色则让人平静；心情郁闷的人容易从红色当中产生激情，在蓝色中更感到压抑和寂寞。
通过颜色调节可以增强明亮程度、提高照明效果、标志明确、识别迅速、便于管理、注意力集中、减少差错和事故、提高工作质量、舒适愉快、减少疲劳、环境整洁、层次分明、明朗美观，满足于人们的审美情趣。
长期使用电脑易使人产生疲劳，因此我们需要给使用者营造一种轻松、安静的氛围，而不是兴奋、沉重的。
市场上不少电脑桌的颜色为浅灰色，的确满足了这一条件，但颜色较为单一。
可以再设计一些蓝、绿色调的电脑桌，以满足女性及儿童的需求。
3电脑桌、椅的设计
电脑桌的设计
桌面高度：
电脑桌高度655+40（心理修正量），取700；
桌面长度：
470（键盘长度）＋80（修正量）＋220（主机箱宽度）＋40（修正量）＋300（抽屉长度）+100（桌腿空间），取1200；
桌面宽度：
400（显示器厚度）＋100（功能修正量）＋100（心理修正量），取600；
桌下空间的设计选用大百分位来计算。
若桌下空间满足大个子也必然适合小个子人，若选小百分位计算，空间太小，大个子就会感到空间不够，产生压抑感。
桌下空间：
550＋50（修正量）,取600；
放置主机箱长：
460（主机箱长度）＋100（修正量），取600。
整体设计如附图1所示。
电脑桌椅子的设计
正常的姿势下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨时则后凹。
在良好的坐姿状态下，压力适当地分布于各椎间盘上，肌肉组织上承受均匀的静负荷。
当处于非自然姿时，椎间盘内压力分布不正常，形成的压力梯度，严重的会将椎间盘从腰椎之间挤出来，压迫中枢神经,产生腰部酸痛、疲劳等不适感。
躯干完全挺直的坐姿使脊椎严重弯曲，因椎间盘上压力不能正常分布，身体上部的负荷加在腰椎部，引起不适，因此90度角的靠背椅是不良的设计躯干前倾的姿势会使本来前凸的腰椎拉直甚至反向后凹，这种姿势因而也极不舒服，影响了胸椎和颈椎的正常弯曲，使颈、背部疲劳。
电脑工作者需要长时间在电脑前工作，容易产生疲劳。
所以椅子设计的是否合理对使用者的舒适度具有很大影响。
合理的作业椅应该是坐着舒服，操作方便，结构稳固，有利于减轻生理疲劳。
座椅设计的依据，主要是人体静态测量数据，但对动态项目也要进行考虑，如衣着的增量，操作时身体的位移量等。
1、坐面高度
坐面高度设计为高度可调，以适应第5百分位到第95百分位的大部分人群。
第5百分位的小腿加足高高度为383mm,第95百分位的测量数据为448mm。
因此，坐面可调高度范围在400mm～480mm。
2、坐面宽
坐面的宽度应稍大于臀宽，以便操作者灵活的改变姿势。
为了使所有使用者坐的舒适，此处使用第99百分位的测量数据。
女性臀宽大于男性，第99百分位的测量数据为400mm。
再考虑到冬季的衣服较厚以及使用者胖瘦不一，坐宽增加到510mm。
3、坐面深
坐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的3/4,即600mm*3/4=500mm。
4、倾斜度
坐面应有一定的倾斜度，一般做成仰角3°～8°，以免人体向下滑。
5、坐面形状
坐面以无凹凸行者为宜，坐面上可加一软垫，以增加接触表面，减少压力分配的不均匀性。
坐面四角设计成圆弧形较为舒适。
坐垫以纤维性材质为好，即通气又可以减少下滑，不宜采用塑料材质。
6、靠背设计
长时间的作业易产生疲劳，所以采用“全靠”式的靠背较为合适。
坐姿颈椎垫高的第95百分位的测量数据为701mm，靠背高度730mm为宜。
最大肩宽的第95百分位测量数据为469mm,靠背的最大宽度为510mm为宜。
靠背的倾斜角与椅面成115°夹角；宽度与椅面宽度相称。
4总结
电脑桌作为一种使用率极高的家具，虽然其技术性不强，但设计的是否合理对使用时的舒适性具有很大的影响。
因此该课程设计必须严格依据成年人人体尺寸数据，再进行适当的修正，才能使尺寸适用于大部分人群。
本次设计主要是以安全人机工程学原理为主，利用对电脑桌椅的认识并结合安全人机工程学的原理与相关知识对电脑桌椅的设计进行简要的分析，并应用人的心理特性等知识，对电脑桌椅的设计进行进一步的研究与分析探讨。
设计前，我先量取了电脑桌长、宽、高等各项尺寸，再通过与GB10000-88中国成年人人体尺寸表进行对比，发现其中存在的不足和问题并改进。
通过本次课程设计，我发现自己更加的系统的掌握了安全人机工程学的原理、方法和内容，通过这次课题的分析和改进,提高了我对人机工程学知识的应用能力，培养了我对人机实际问题的独立思考和解决的能力。
所以在设计时应以人为中心，充分考虑人的因素真正做到人机协调。
。
参考文献
[1]张力，廖可兵.安全人机工程学.北京:
中国劳动社会保障出版社.2007
[2]阮宝湘.工业设计人机工程[M].北京:
机械工业出版社.2010
[3]欧阳文,廖可兵.安全人机工程学.北京：
煤炭工业出版社.2002
[4]曹琦等，人机工程设计.四川：
西南交通大学出版社.1988
[5]丁玉兰，人机工程学.修订版.北京：
北京理工大学出版社.2000
附图1：
电脑桌的整体设计
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