電腦桌課程設(shè)計(jì)基于人機(jī)工程學(xué)學(xué)生電腦桌設(shè)計(jì)

1、目 錄1引言32 現(xiàn)在學(xué)生電腦桌的現(xiàn)狀與不足42.1 學(xué)生電腦桌現(xiàn)狀42.2 現(xiàn)有電腦桌不足42.3 此次設(shè)計(jì)的意義53 對(duì)存在問(wèn)題的改進(jìn)和設(shè)計(jì)63.1 原因分析63.2 對(duì)電腦桌的改進(jìn)83.2.1 整體布局改進(jìn)83.2.2 主機(jī)箱擺放柜改進(jìn)93.2.3 材料的改進(jìn)93.2.4 色彩的改進(jìn)93.3 電腦桌設(shè)計(jì)113.4 電腦椅子設(shè)計(jì)133.4.1 電腦椅子設(shè)計(jì)分析133.4.2 設(shè)計(jì)原則143.4.3電腦椅子設(shè)計(jì)尺寸144 總結(jié)16參考文獻(xiàn)17基于人機(jī)工程學(xué)學(xué)生電腦桌設(shè)計(jì) 【摘要】通過(guò)對(duì)大學(xué)生電腦桌使用過(guò)程中存在問(wèn)題的分析，根據(jù)學(xué)生的生理、 心理特點(diǎn)，提出基于人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)方法。分別對(duì)電腦桌

2、桌面相關(guān)尺寸，鍵盤托盤相關(guān)尺寸，以及電腦桌造型與色彩等方面進(jìn)行人性化分析。結(jié)合人機(jī)工程學(xué)的相關(guān)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出屬于我們大學(xué)生自己的腦桌?！娟P(guān)鍵詞】人機(jī)工程學(xué) 大學(xué)生 人體尺寸 電腦桌 設(shè)計(jì)1引言 隨著經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展,電腦已成為人們身邊必不可少的產(chǎn)品。電腦的普及與資訊教育的推廣使得學(xué)生接觸 電腦的時(shí)間逐漸增加,相應(yīng)的學(xué)生電腦桌也逐 漸受到人們重視。然而,當(dāng)前市場(chǎng)上電腦桌在結(jié)構(gòu)、尺寸、色彩等諸多方面存在問(wèn)題, 并缺乏個(gè)性,影響了學(xué)生的身心發(fā)展,尤其是在結(jié)構(gòu)尺寸方面的問(wèn)題更容易造成學(xué)生使用者不良操作姿勢(shì)習(xí)慣的養(yǎng)成,加速存在生理傷害的潛在風(fēng)險(xiǎn)。所以運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的知識(shí)對(duì)電腦桌進(jìn)行設(shè)計(jì)具有重要意義。2 現(xiàn)

3、在學(xué)生電腦桌的現(xiàn)狀與不足本章主要調(diào)查電腦桌的現(xiàn)狀、呈現(xiàn)的特征、存在的問(wèn)題未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，并指出研究電腦桌的意義和目的。2.1 學(xué)生電腦桌現(xiàn)狀 電腦桌是用來(lái)放電腦的桌子，是很重要的辦公及生活用品。在現(xiàn)在的學(xué)習(xí)生活中電腦已經(jīng)是我們必不可少的工具了，無(wú)論是寫論文、查資料、聽音樂、玩游戲我們都離不開電腦。大學(xué)生每天要有2小時(shí)以上的時(shí)間是面對(duì)電腦的，也就是說(shuō)我們每天要有很長(zhǎng)的時(shí)間是坐在電腦桌前的。久坐電腦桌前的都有這樣的經(jīng)驗(yàn)，工作學(xué)習(xí)一段時(shí)間以后，常常會(huì)感覺脖子、肩膀發(fā)沉，起身活動(dòng)一下就好了。肩膀酸痛最常見的原因，是由于不良坐姿引起的。同一姿勢(shì)保持太久，使脖子和肩膀周圍的肌肉緊張，時(shí)間一久就導(dǎo)致酸痛感。

4、腕關(guān)節(jié)的病痛是由于長(zhǎng)時(shí)間使用電腦，手部的神經(jīng)受到壓迫所致。不同于繁重體力勞動(dòng)的是，從事電腦操作進(jìn)行的是一項(xiàng)靜力作業(yè)，伴隨著頭、眼、手的細(xì)小和頻繁運(yùn)動(dòng)，往往持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、工作量大，會(huì)使操作者的肌肉、骨骼反復(fù)緊張，引起相應(yīng)的病癥。 2.2 現(xiàn)有電腦桌不足（1）電腦桌的作業(yè)高度偏高且不可調(diào)，部分調(diào)查者對(duì)現(xiàn)在所使用的電腦桌不太滿意，有些人認(rèn)為桌面高度偏高，使用起來(lái)不舒服。（2）電腦桌幅面偏小，很多用戶反映電腦桌幅面設(shè)計(jì)偏窄，使用空間不夠。（3）電腦桌的鍵盤托板高度不合理造成作業(yè)疲勞,幅面尺寸偏小,使用不方便（4）顯示器位置偏高,現(xiàn)在市場(chǎng)上的電腦桌高度都在710mm以上,這個(gè)高度對(duì)大多數(shù)的人來(lái)說(shuō)普遍偏高（

5、5）眼睛距電腦屏幕距離偏小,達(dá)不到手臂的距離（6）作業(yè)時(shí)缺乏合理的支撐。（7）對(duì)于電腦桌的桌面顏色，大部分的調(diào)查者喜歡色彩鮮艷的電腦桌，還有些人喜歡桌面是木材的原本色。（8）在電腦桌的附加功能方面，很多人認(rèn)為電腦桌的高度應(yīng)該能夠自由調(diào)節(jié)，根據(jù)不同的使用者身體尺寸，調(diào)節(jié)出不同的電腦桌高度,還有人認(rèn)為電腦桌要附加腕靠，還有些人認(rèn)為電腦桌桌緣應(yīng)該加上軟墊。（9）還有很多人認(rèn)為，電腦桌取材應(yīng)該環(huán)保，對(duì)人的身體無(wú)傷害的材料為主，在人身體能夠接觸到的部分應(yīng)該注重處理，進(jìn)行拋光打磨，或者圓角光滑處理，避免磕碰和不必要的傷害。2.3 此次設(shè)計(jì)的意義 電腦比較廣泛的使用是近年的事情，而電腦桌的設(shè)計(jì)還處于相對(duì)滯后

6、的階段。所以，此次設(shè)計(jì)的課題讓我們很好地結(jié)合書本知識(shí)，對(duì)生活中的不合理設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，將理論應(yīng)用于實(shí)際，同時(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)又鞏固了課本知識(shí)。對(duì)我們的學(xué)習(xí)有很大的幫助和提高。3 對(duì)存在問(wèn)題的改進(jìn)和設(shè)計(jì)本章對(duì)現(xiàn)有電腦桌存在問(wèn)題的原因分析以及評(píng)價(jià)過(guò)程與結(jié)論。3.1 原因分析（1）按照人體工程學(xué)的理論，無(wú)論是寫字臺(tái)、課桌的高度，還是電腦桌上鍵盤與鼠標(biāo)的高度，都應(yīng)當(dāng)與人在坐姿時(shí)的肘部等高或稍低，只有這樣，才有利于人們保持正確的坐姿。以日本為例，1971 年以前，日本辦公桌的標(biāo)準(zhǔn)高度采用74cm。由于屢發(fā)種種職業(yè)病，日本于1971 年全面修訂了辦公用具的標(biāo)準(zhǔn)，分別規(guī)定了70cm 與67cm為男用與女用辦公桌的標(biāo)

7、準(zhǔn)高度，從而在很大程度上減少了疲勞的產(chǎn)生。也許有人認(rèn)為，日本人比中國(guó)人矮（平均約2cm），不足為據(jù)。但是，據(jù)資料，英國(guó)男子平均身高約為1.78m，而英國(guó)推薦的桌面高度也僅為71cm。再來(lái)看看我們的電腦桌、寫字臺(tái)、課桌，一般的高度均為7576cm，顯然是太高了。（2）桌面的深度設(shè)計(jì)取決于要擺放的顯示器厚度，保證人眼到顯示器屏幕的視距。眼睛與電腦屏幕的距離依個(gè)人情況有所不同，但一般以50100cm為最佳范圍，即一臂左右距離，防止眼睛的過(guò)度疲勞，引起近視。因?yàn)樵谑褂脮r(shí)托板是拉出的，所以減去托板的進(jìn)深尺寸，顯示器的進(jìn)深尺寸，選取3070cm即可。隨著電腦技術(shù)的迅速發(fā)展，顯示器越來(lái)越變薄，所以說(shuō)，桌面的

8、深度也會(huì)減小。（3）作業(yè)面高度不當(dāng)事引起電腦綜合癥的主要原因,太低則造成背部向前傾曲;太高則必須抬高肩部,引起頸肩的不適,理想的作業(yè)面高度應(yīng)使上臂自然下垂,小臂接近水平或向下略斜,避免小臂上抬狀況的。 具體角度如表3-1，圖3-1所示。且作業(yè)面高度不當(dāng)事引起電腦綜合癥的主要原因,太低則造成背部向前傾曲；太高則必須抬高肩部,引起頸肩的不適,理想的作業(yè)面高度應(yīng)使上臂自然下垂,小臂接近水平或向下略斜,避免小臂上抬狀況的發(fā)生。表3-1人體最佳坐姿關(guān)節(jié)角度范圍 圖3-1人各關(guān)節(jié)最佳坐姿角度（4）顯示器的上方應(yīng)不高于坐姿的眼睛水平視線，顯示器的下方應(yīng)不低于水平視線向下40 度角的方向，顯示器的中心應(yīng)在水平

9、視線以下10度角20 度角上下。顯示器表面應(yīng)保持一定的斜度以與人的視線相垂直。如圖3-2示：由此看來(lái)，不應(yīng)當(dāng)把臥式主機(jī)墊在顯示器的下面，這樣顯示器的位置就過(guò)高了。眼睛與顯示器的距離一般應(yīng)提倡在70cm 左右，即為一臂距離。如果因電腦桌的不足或電腦放置的不當(dāng)使電腦系統(tǒng)達(dá)不到以上參數(shù)，對(duì)人的視力健康就會(huì)產(chǎn)生不良影響。圖3-2體如顯示器位置高度（5）當(dāng)人在操作電腦時(shí)，多是采取前傾的坐姿，這樣人的腰背部就脫離了椅子的靠背，手臂離開了椅子扶手，只剩下椅面支撐人的臀部，造成一種不穩(wěn)定的狀態(tài)。人們一般采用手掌支撐的方式來(lái)保持身體穩(wěn)定。但這種支撐不但穩(wěn)定性不好，很容易形成過(guò)度前傾，產(chǎn)生彎腰駝背的不良后果，而且

10、需要腰部和背部的肌肉處于靜態(tài)施力的緊張狀態(tài)，從而加重了肌肉的負(fù)擔(dān)，容易造成腰背肌勞損。所以，許多計(jì)算機(jī)操作人員都承受著腰和背的疼痛。操作電腦時(shí)由于缺乏對(duì)肘部的支撐，肘部處于懸肘操作的姿勢(shì)，而上臂與前臂又需要保持一定角度的固定姿勢(shì)，肩背部、手臂、手腕處的肌肉都處于一種靜態(tài)施力的緊張狀態(tài)，這就容易引起勞（6）對(duì)于裝飾材料主要使用環(huán)保，無(wú)毒，無(wú)污染的綠色材料，盡量選擇以天然實(shí)木為主，市場(chǎng)上多選用松木。盡量避免使用玻璃，陶瓷等材料，這些易碎材料很容易傷害人身安全。3.2 對(duì)電腦桌的改進(jìn)3.2.1 整體布局改進(jìn)首先，要確保計(jì)算機(jī)（包括顯示器、主機(jī)、鍵盤和鼠標(biāo)）要放在一個(gè)穩(wěn)定的工作面上（而不是搖搖擺擺的）

11、，要有足夠的面積來(lái)放下這些東西。如果在上機(jī)期間還需要在紙上書寫，那么選用一個(gè)平的臺(tái)面，高度在地面以上71到76厘米，在桌面下裝一個(gè)用來(lái)使用鍵盤的滑屜裝置。能夠讓鍵盤的放置，使手腕獲得一個(gè)較為舒適的角度；在使用鼠標(biāo)時(shí)，上肢應(yīng)該是放松地，而且要靠近身體。電腦桌面右上角帶有一個(gè)直徑為10cm的圓孔，里側(cè)要帶有一塊高度為6cm的擋板，桌面下增加一個(gè)鍵盤抽屜，桌面的邊緣為弧形。增加鍵盤抽屜查資料可知鍵盤的長(zhǎng)度為47cm左右，鼠標(biāo)墊的寬度為17cm左右。為了便于操作，使得鍵盤抽屜能容下鍵盤和鼠標(biāo)，抽屜的寬度設(shè)計(jì)為70cm。鍵盤的寬度為15cm左右，為了較大范圍地控制鍵盤和人的距離，抽屜的深度設(shè)計(jì)為30cm

12、。長(zhǎng)期打字時(shí)手肘沒有一個(gè)支撐點(diǎn)容易疲勞，因此在設(shè)計(jì)鍵盤抽屜時(shí)在抽屜里面嵌入一對(duì)可以拉出收進(jìn)的弧狀手肘支撐平板，同時(shí)還配有一對(duì)皮軟墊，打字時(shí)抽出支撐平板將軟墊粘在上面支撐手肘，用完就取下。結(jié)合桌面高度與容膝空間的設(shè)計(jì)，鍵盤桌面的高度應(yīng)該設(shè)計(jì)為12cm。而且抽屜里側(cè)要加一個(gè)擋板以防人不小心將鍵盤推到地下。3.2.2 主機(jī)箱擺放柜改進(jìn) 寢室電腦桌的可用面積比較小，將臺(tái)式機(jī)的主機(jī)箱擺放在桌面上，就會(huì)占據(jù)一部分空間，減少實(shí)用空間，使原本就不寬敞的桌面變得更加擁擠。所以，要將桌下的小柜進(jìn)行改造，用來(lái)擺放主機(jī)箱。將主機(jī)箱放在下面，也可以減少一部分電腦對(duì)人的輻射，防止長(zhǎng)期使用電腦引起病變。在柜子里側(cè)板上開圓口

13、，便于主機(jī)與顯示器、鼠標(biāo)、鍵盤各種線路的連接。柜子的后面要保持敞開，利于主機(jī)散熱。3.2.3 材料的改進(jìn) 電腦桌應(yīng)盡量選用質(zhì)地好且耐磨的材料，螺釘及相關(guān)部件應(yīng)用強(qiáng)度好的鐵釘。目前市場(chǎng)比較便宜的那種電腦桌椅都是用合成板材加塑料（如刨花板壓縮板三合板）制成的，這些電腦桌椅從表面上和其他電腦桌椅一樣。但是主要材料是合成的，硬度不夠邊縫鉚合的不嚴(yán)密，晃動(dòng)的較厲害。再一個(gè)缺點(diǎn)就是承重有限制，如果桌面設(shè)備較多較重的話，這種桌子就有可能支撐不住。但這種電腦桌的優(yōu)點(diǎn)就是價(jià)格便宜，且重量輕巧易于搬動(dòng)。再下來(lái)就是用純木材制作的電腦桌，桌子表面的有的噴涂的是油漆，有的是貼的那種顏色膠紙。一般來(lái)講，噴漆的木制電腦桌不

14、愛掉色，貼紙的則反之。這種電腦桌在市場(chǎng)最為常見，因其比較堅(jiān)固耐用，質(zhì)量也比較輕，價(jià)格屬中檔次價(jià)位。最后一種類型的電腦桌，就是近來(lái)市場(chǎng)上才開始興起的組合式電腦桌椅。這種電腦桌無(wú)論在樣式上還是顏色上，都比上兩種電腦桌要豐富。這類電腦桌用的材料是輕型鋁合金材料和塑料。結(jié)合上述市場(chǎng)上調(diào)查和學(xué)生的經(jīng)濟(jì)狀況，學(xué)生的電腦桌應(yīng)該選擇純木制的，上面再噴漆。3.2.4 色彩的改進(jìn)色彩對(duì)人的心理有著直接影響，單調(diào)的顏色會(huì)很容易讓人產(chǎn)生視覺疲勞；而過(guò)大的色彩反差也同樣會(huì)令人視覺難受。長(zhǎng)時(shí)間對(duì)著同一種顏色，會(huì)產(chǎn)生視覺疲勞，所以電腦桌的顏色要與墻壁的顏色對(duì)比度稍大，可以使眼睛得到休息。正確選擇顏色，有益于視覺、生理、心理

15、、功效、安全。紅色會(huì)讓人激動(dòng)，藍(lán)色則讓人平靜；心情郁悶的人容易從紅色當(dāng)中產(chǎn)生激情，在藍(lán)色中更感到壓抑和寂寞。通過(guò)顏色調(diào)節(jié)可以增強(qiáng)明亮程度、提高照明效果、標(biāo)志明確、識(shí)別迅速、便于管理、注意力集中、減少差錯(cuò)和事故、提高工作質(zhì)量、舒適愉快、減少疲勞、環(huán)境整潔、層次分明、明朗美觀，滿足于人們的審美情趣。根據(jù)安全人機(jī)工程學(xué)，安全心理學(xué)，顏色對(duì)人的視覺疲勞、心理疲勞均有影響，各顏色表示的抽象意義如表3-2所示，各顏色給人的心理生理作用如表3-3所示。表3-2 給顏色表示的抽象意義 顏色抽象概念紅革命、熱烈、犧牲、豪邁、危險(xiǎn)、激動(dòng)綠和藹、悠閑、和平、嫻雅、安靜、健康、冷感藍(lán)沉靜、深遠(yuǎn)、冷淡、和平、善良白潔白

16、、純凈、清潔、輕松、真摯黑恐怖、絕望、寂靜、沉重、悲哀、神秘黃 溫暖、高貴、顯赫、豪華、希望、光明、向上赤黃快樂、光明紫優(yōu)雅、溫厚表3-3各顏色給人的心理生理作用顏色熱烈興奮溫暖輕松華麗突出接近富貴安慰干凈沉重遙遠(yuǎn)紅橙黃紫綠藍(lán)白黑我校公寓的墻壁顏色為白色，而電腦桌為古樸的橙色。因?yàn)檫x擇電腦桌的材質(zhì)為木質(zhì)，所以配上古樸的橙色，視覺上非常柔和，非常適合我們學(xué)生。3.3 電腦桌設(shè)計(jì)桌面高度不宜過(guò)高也不能太低，因此需要選用中身材百分位（50）來(lái)計(jì)算桌面的高度。桌面高度：16787/1730（功能修正量）30（心理修正量），取720；桌面長(zhǎng)度：450（鍵盤長(zhǎng)度）80（修正量）190（主機(jī)箱寬度）40（修

17、正量）150（桌腿空間），取1560；桌面寬度：400（顯示器厚度）100（功能修正量）100（心理修正量），取560；桌下空間的設(shè)計(jì)選用大百分位來(lái)計(jì)算。若桌下空間滿足大個(gè)子也必然適合小個(gè)子人，若選小百分位計(jì)算，空間太小，大個(gè)子就會(huì)感到空間不夠，產(chǎn)生壓抑感。桌下空間：17751/350（修正量）,取640；放置主機(jī)箱長(zhǎng)：460（主機(jī)箱長(zhǎng)度）100（修正量），取460。圖3-3電腦桌俯視圖圖3-4電腦桌正視圖圖3-5電腦桌正視效果圖圖3-6電腦桌側(cè)視效果圖3.4 電腦椅子設(shè)計(jì)3.4.1 電腦椅子設(shè)計(jì)分析正常的姿勢(shì)下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨時(shí)則后凹。在良好的坐姿狀態(tài)下，壓力適當(dāng)?shù)胤植加诟髯甸g

18、盤上，肌肉組織上承受均勻的靜負(fù)荷。當(dāng)處于非自然姿時(shí)，椎間盤內(nèi)壓力分布不正常，形成的壓力梯度，嚴(yán)重的會(huì)將椎間盤從腰椎之間擠出來(lái)，壓迫中樞神,產(chǎn)生腰部酸痛、疲勞等不適感。軀干完全挺直的坐姿使脊椎嚴(yán)重彎曲，因椎間盤上壓力不能正常分布，身體上部的負(fù)荷加在腰椎部，引起不適，因此90度角的靠背椅是不良的設(shè)計(jì)軀干前傾的姿勢(shì)會(huì)使本來(lái)前凸的腰椎拉直甚至反向后凹，這種姿勢(shì)因而也極不舒服，影響了胸椎和頸椎的正常彎曲，使頸、背部疲勞。良好的坐姿：腰與大腿成135度，腰椎部有支撐脊椎骨依據(jù)其附近的肌肉和腱連接，椎骨的定位正是借助于肌腱的作用力。一旦脊椎偏離自然狀態(tài)，肌腱組織就會(huì)受到相互壓力(拉或壓)的作用，使肌肉活動(dòng)度

19、增加，招致疲勞酸痛。在挺直坐姿下，腰椎部位肌肉活動(dòng)度高，因?yàn)檠登跋蚶笔辜∪饨M織緊張受力。軀干前傾時(shí)，背上方和肩部肌肉活動(dòng)度高，以桌面作為前傾時(shí)手臂的支承并不能降低活動(dòng)度。根據(jù)矯形學(xué)原理和肌肉活動(dòng)度分析可得出下列結(jié)論：a 軀干挺直或前傾的坐姿很容易引起疲勞b 設(shè)置適當(dāng)?shù)目勘晨墒蛊诮档蚦 大于90度的靠背可防止骨盆的旋轉(zhuǎn)，增加坐姿穩(wěn)定性 且使坐姿更接近自然狀態(tài)3.4.2 設(shè)計(jì)原則（1） 適當(dāng)?shù)淖邞?yīng)使大腿保持水平，小腿垂直，雙腳平放于地面。（2） 座面不能過(guò)高，否則小腿懸空時(shí)，大腿受椅面前緣壓迫，使坐者感到不適，長(zhǎng)時(shí)間這樣坐著血液循環(huán)受阻，小腿麻木腫脹。因此，座高一般按低身材人群設(shè)計(jì)，建議座

20、面前緣應(yīng)比人體膝窩高度低35cm，且有半徑為2.55cm的弧度。（3） 座面亦不能太低，否則腿長(zhǎng)的人骨盆后傾，正常的腰椎曲線被拉直，致使腰酸不適。（4）座寬必須能容納身材粗壯的人。對(duì)單人使用的座椅，參考尺寸是臀寬。（5）為適應(yīng)絕大多數(shù)使用者，座深應(yīng)按較小百分位的群體設(shè)計(jì)，這樣身材矮小者坐著舒適，身體高大的人只要小腿能得到穩(wěn)定的支持，也不會(huì)在大腿部位引起壓力疲勞。(6) 靠背從脊柱正常形狀來(lái)看，該角為115度較為合適。(7) 扶手不能太高，否則迫使肘部抬高，肩部與頸部肌肉拉伸；但如過(guò)低則實(shí)際上使臂部得不到支撐，或者軀干必須偏斜，以尋求一側(cè)的支承。3.4.3電腦椅子設(shè)計(jì)尺寸 電腦椅子設(shè)計(jì)尺寸如圖3-7所示。效果圖如3-8所示。圖3-7電腦椅子尺寸圖3-8電腦椅子效果圖4 總結(jié) 學(xué)生是祖國(guó)的未來(lái)設(shè)計(jì)師，他們的身心健康很重要?；谒麄兊娜诵曰O(shè)計(jì)可以使他們事半功倍。我們現(xiàn)在使用的電腦桌是學(xué)校統(tǒng)一提供的，而適應(yīng)性較差。我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)真正適合學(xué)生使用的電腦桌十分重要。本次設(shè)計(jì)在多個(gè)方面對(duì)學(xué)生電腦桌進(jìn)行分析并設(shè)計(jì)，雖沒有考慮性別因