人 体 工 程 学
姓名：刘梦宇
班级：工业设计103（建筑产品） 学号： 5203210035 指导老师：熊兴福
标题：人机工程--电脑桌椅—设计
电脑桌椅的人机学评析
一、前言··············
摘要 关键词
二、人机工程学简介···········
人机工程学定义 人机工程学应用
三、关于电脑桌椅的概述············
四、我国现有电脑桌椅设计上存在的问题···········
五、电脑桌椅设计原则············
六、设计完成后的最终效果图···········
七、设计说明···········
在设计时考虑的人机学因素 书房电脑桌椅尺寸及各部分构成说明
八、总结···········
九、附录···········
指导老师 参考文献
人机工程在电脑桌椅设计中的应用
一、前言：
摘要：随着社会发展，电脑几近成为在部分家庭的必备品。针地目前市场上电脑桌椅在设计中存在的一些问题和缺陷及对健康的种种不良影响，本文作者从人因工程学角度出发，在对电脑操作时的人体坐姿与支撑方式进行系统分析和研究的基础上，设计出一种符合现代人办公和学习要求的新型全方位电脑桌椅。
关键词：人因工程电脑桌椅设计坐姿支撑
二、人机工程学简介：
人机工程学定义：所谓人机工程学，亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、活动范围、动作速度、动作频率、重心变化以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。
人机工程学应用：人机工程学的范围是很广泛的，其基础学科是研究人的胜利、心理。就是实用科学，把技术科学直接应用的实际的操作之中，也是人体工程的本源之处。人机工程学以人为最根本、最直接的研究、服务的对象，所以一切信息必须从人的自身中去获得，综合了这写信息才能做出判断。人类工程学是与人相关的科学信息在对对象、体系和环境进行设计中的应用，它涉及到人类生活的方方面面。理想的设计应当在工作体系、运动、休闲、健康和安全灯诸多方面充分体现人类工程学的原理。
三、关于电脑桌椅的概述：
当今时代，电脑在人们的生活、学习和荼中受到了越来越广泛的应用。与此同时，我国也迎来了第三次计算机普及的高潮，这意味着电脑必将广泛进入办公室、学校课堂和家庭。电脑成为每个家庭书房中不可或缺得部分。然而在电脑带给人们方便快捷和高科技的同时，人们也越来越注意到它带来的许多负面影响。如在普通桌椅上操作电脑，人的手腕和前臂是悬空的，困而肌肉时刻处于紧张状态。此外电脑操作者长时间使用一种坐姿会使接触椅面的部位缺乏自血液流通，并产生神经压迫感，从而造成身体的不适和精神上的疲惫。长期如此，容易诱发严重的职业病。且人们在使用电脑的时候，往往离电脑很近，大都是由于桌面宽度不够，使视距过短，容易产生视疲劳，对于视力健康不利。另外，人们一般书籍和电脑会同时使用，作为一个完整的书桌，需要满足多方面的需求，一般的电脑桌都只是安放电脑的地方，没有设计专门的相应的书架和书桌，造成书本的随
处乱放，寻找时间过多，降低工作效率。因此研究如何从人因工程学角度出发，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合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因工程的书房电脑桌椅，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，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。
四、我国现有电脑桌椅设计上存在的问题：
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。下面综合市场上的电脑桌椅主要存在以下不足和缺陷：
1.电脑椅的作业高度是固定不可调节的，存在着作业面相对人体过高的倾向。在操作键盘和鼠标时缺少不必要的人的手腕、手臂处于悬空状态，极易使手腕、手臂处的肌肉群疲劳。
2.相当一部分电脑桌的键盘托板设计过小，使鼠标只能放在桌面上进行操作此时如果键盘托板的高度是合适的，那么鼠标的高度就太高，操作时容易导致腕部和肘部的肌肉疲劳和疼痛。
3.放置显视器的桌面位置不是偏高就是偏低。偏高时使人仰着脖子看屏幕，引起颈部肌肉的疲劳。偏低时使人低头或不自觉的身体前倾看屏幕，从而保证不了视距和良好的坐姿。
4.电脑桌面设计得过窄，保证不了操作者看显视屏的视距，从而导致眼睛的过度疲劳，引起近视。
5.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，甚至会造成终生的伤害。
6.虽然有的电脑椅的设计有许多是设计成高度可以随意调节以用来符合不同高度的人使用，但只是单纯考虑了高度，而没有综合运用人因工程学来分析人体的坐姿曲线模型，使设计的椅面、靠背等尺寸和倾角可随坐姿的不同而进行全方位的调节。
7.虽然现在人们用电脑的机会大大地增加了，好多工作都可以在电脑上完成，可是书籍还是必不可少的。一般书籍和电脑会同时使用，作为一个完整地书桌，需要满足多方面的需求，一般的电脑桌都只是由安放电脑的地方，没有设计专门的相应的收架和书桌，所以在要用到书的时候，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。
五、电脑桌椅设计原则：
1.家具尺寸高度一定要有利于人体的健康。对于桌椅类的高度，国家已有标准规定。其中，桌类家具高度尺寸标准为 700~760mm 四个规格，椅凳类家具的座面高度为 400~440mm 三个规格。另外还规定了桌椅配套使用标准尺寸，桌椅高度应控制在 280~320mm 范围内。
2.正确的桌椅高度应该能使人在坐时保持两个基本垂直，一是当两脚平放在地面时，大腿与小腿能够基本垂直，这时座面前沿不能对大腿下平面形成压迫。二是当两臂自然下垂时，上臂与小臂基本垂直，这时桌面高度应刚好与小臂下平面接触。这样就可以使人保持正确的坐姿和书写姿势。如果桌椅高度搭配得不合理会直接影响人的坐姿，不利于使用者的健康。为此，写字桌台面下的空间高不小于 580mm，宽不小于 520mm。
3.对于涉及到书柜类也有标准，搁板的层间高度不应小于 220mm。小于这个尺寸就放不进 32 开本的普通书籍。搁板层间高一般选择 300~350mm。
4.在普通桌椅上操作电脑，人的手腕和前臂是悬空的，困而肌肉时刻处于紧张状态。所以电脑桌椅在设计时，椅子的扶手与桌子的表面应该保持在同一水平高度，在操作电脑时，使人的前臂、手腕时刻处于受支撑的状态。
5.考虑人体尺寸差异，设计座面、靠背的高度应在一定范围内可调，桌椅尺寸应该满足不同人的要求，使不同的人在使用时都能感到舒适，长时间使用不会产生职业病。
6.从人体生理特性上分析，人体在坐姿时，属于静态作业，而人体只有在不断活动中才能减少局疗肌肉的持续收缩，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，即处于相对的动态作业中。也就是说随着坐姿的变换，设计电脑椅的靠背倾角、座面倾角和座高等尺寸可相应调节。考虑作业时的不同姿势，随着坐姿的变换，靠背倾角尺寸可相应调节。
7.由于电脑设备有很多的线要走，必须有线路，预留开口及足够的空间，且要保证其安全性，而在桌面设置预留走线孔和插座盒等都是很好的方式。每张桌子都必须有数个电器插座，电力递增保护装置也应予以考虑。
8.桌子边部应圆弧型，防划伤，材料绿色环保。
9.电脑作业时人本坐姿分析人在坐姿时，身体的脊柱会由站立时的直形向拱形变化。这是因为坐姿时骨盆向后方倾转，从而使背下端的骶骨也倾转所致。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。研究表明，此时人的第三和第四腰椎间所受的压力最在，长时间的处于受压状态会导致腰痛。因此电脑椅的设计要保证椎间压力最小。
10.电脑桌面应该宽广，使视距保持在合理的范围内避免视距过短的普遍现象。
六、设计完成后的最终效果图：
使用到的材料：木材，塑料，软垫。
七、设计说明：
㈠．在设计时考虑的人机学因素：
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平高度，在操作电脑时，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，舒服地领先在座椅的靠背上。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的时候，颈部肯定会发生疲劳，所以为了让颈部得于充分的休息，防止出现颈椎病等，就是设计了这一个疗件，防止因长时间用电脑之后的头部酸痛。
4.为了给人体尺寸不同的人都能把脚垂直地有支撑物，就在桌子的底下设计了一个可以根据不同人的要求而可以调节高度的垫脚板，垫脚板的最主要的功能时是为了减缓腿部压力。
5.可折叠的键盘托板，可以根据个人的需要打开或收起来。在键盘托板打开之后可以增加视距，消除眼睛疲劳，并且此时手肘也可以支撑在键盘托板上，使人感到方便舒适。
6.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，设计座而把高度，靠背的角度，头靠的角度，垫脚板的角度在一定范围内可调。
7.椅面的材料选用毛料，透气性好且不打滑，椅面前缘呈圆弧面，增加臀部的舒适感。
8.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拱形变化。这是因为坐资时骨盆向后方倾转，从而使背下端的骶骨也倾转所致。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。
9.最后考虑的是在电脑桌的旁边设计了一个书架桌，可以方便人们在操作电脑的时候，突然要用到某些资料的时候，可以直接转过椅子，在书架桌前翻阅资料和书本。
10.在电脑桌的左前方设计了一个可以转动的架子，主要用于放置各种各样的电脑的连接部件和装置。还可以安放插座等物品，他可以分层摆放，不管电脑的线路怎么多，都可以显得简洁明了，井然有序。
㈡．书房电脑桌椅尺寸及各部分构成说明: 主要尺寸如下图：（单位:mm） 主视图：
俯视图：
主要尺寸选择说明：
椅子因为是可调高度的，所以高度的调节范围为第五百分位和第九十五百分位，适用于大部分人。
椅子的深度以第五百分位，也可以让大部分人的背靠在椅靠上，可以分散全身的压力，不会导致局部压力过大而导致血液不流通。
椅子的宽度以第九十五百分位为设计标准，基本上能够让大部分人坐下。并且椅子因为有扶手，所以两扶手之间距离应该大于 500mm，选择 540mm.椅面高度可调在 380-530mm 之间。
椅子的背靠因为要到头部，所以选择 780mm。 桌面宽度设计的比一般的桌面宽度，主要考虑的是可以加大眼睛到电脑屏幕的距离，并且距离长了之后，人们的选择空间也比较的大，根据不同的需求自由调节。
电脑桌长为 1000mm，主要是根据现有的标准桌子长度为标准。
书架的搁板层间高取 350mm，可以放那个下 32K 大小的书本，施用于大部分情况，比较的实用。以上各个尺寸都是按照人因工和中的尺寸以及结合实际的需要所设计的。
各部分构成功能的说明：
键盘托盘收起来的效果：
八、总结：
通过上面的分析和所设计的电脑桌椅，可以看出来人因工程学的应用的重要性。随着社会的发展，越来越多的人使用电脑，必然还会对电脑桌椅提出新的要求，只有不断的适应社会需要的产品才能长久存在，而对人因工程学的应用是提
高产品竞争力的重要渠道。
九、附录：
1、指导老师:熊兴福教授
2、参考文献：
[1]《工业设计人机工程学》北京理工大学阮宝湘邵祥华编著机械工业出版社
[2]《人机工程学》（修订版）丁玉兰主编北京理工大学出版社
[3]《人机工程与造型设计》左春柽杨斌宇王晓峰邢浩编著化学工业出版社 [4]部分图片资源与数据资料来源于互联网
