教室桌椅設(shè)計(jì)

1、 人機(jī)工程學(xué)座椅設(shè)計(jì)姓名：李江濤學(xué)號(hào)：41206022002班級(jí)：產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)1班西安工程大學(xué)教室桌椅改良設(shè)計(jì) 背景目前西安工程大學(xué)臨潼校區(qū)的教室桌椅普遍存在設(shè)計(jì)不合理問(wèn)題，桌椅是學(xué)生一天的學(xué)習(xí)生活中使用最多的學(xué)習(xí)“工具”，一套設(shè)計(jì)不合理的桌椅，長(zhǎng)期坐著會(huì)使人肌肉松弛，行動(dòng)變得遲緩，也影響到人的消化和呼吸功能，并會(huì)引起各種疾病，輕者背部肩部肌肉酸痛，重者引起局部損傷、腿部血液循環(huán)問(wèn)題，而合理適用的工具可以減少學(xué)習(xí)疲勞和提高學(xué)習(xí)效率，這也是人機(jī)工程的共識(shí)。“人性化設(shè)計(jì)”,即是任何人性化的產(chǎn)品都是以滿足人的需要為目的的。同理,在教室桌椅的設(shè)計(jì)上也應(yīng)該以使用者的需要作為基本的出發(fā)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)目的就是通

2、過(guò)一則基于人機(jī)工程學(xué)的教室桌椅設(shè)計(jì),闡述人機(jī)工程學(xué)中人性化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念,將人的因素放在首要位置,重點(diǎn)是人、桌椅和環(huán)境之間相互影響、相互依存的思想。以“為人而設(shè)計(jì)“的崇高理想來(lái)指導(dǎo)教室桌椅的設(shè)計(jì),讓人文關(guān)懷充滿設(shè)計(jì)。 一丶教室桌椅現(xiàn)狀分析1、西安工程大學(xué)臨潼校區(qū)教學(xué)樓桌椅存在尺寸設(shè)計(jì)不合理現(xiàn)象，給上課的學(xué)生帶來(lái)了很多不便，同學(xué)們抱怨反應(yīng)的方面主要有：、相鄰兩個(gè)座位間距過(guò)窄，活動(dòng)不方便，特別是在寫(xiě)字的時(shí)候，雙臂不能舒適自由的進(jìn)行活動(dòng)，不能以最佳的姿勢(shì)寫(xiě)字，不僅對(duì)書(shū)寫(xiě)的內(nèi)容的精確度及美觀度有所影響，并且長(zhǎng)時(shí)間在這樣的條件下寫(xiě)作極易引起雙臂及眼睛的疲勞，還會(huì)使注意力下降，學(xué)習(xí)效率降低；其次，如果是在

3、炎熱的夏天并且是一百多人的大課，由于人體本身就在不斷的釋放熱量再加上相鄰兩人距離過(guò)近，會(huì)讓學(xué)生在本就異常炎熱的夏季倍感悶熱，心情煩躁；所以適當(dāng)增加相鄰兩個(gè)座位之間的距離是非常有必要的。、座椅靠背與桌面的與座椅靠背平行的垂直切面之間的距離讓人感覺(jué)寬窄不一，合適的距離會(huì)使人在桌面書(shū)寫(xiě)時(shí)感到方便舒適，過(guò)寬的話身體會(huì)不自覺(jué)的稍往前傾，以尋求最舒適的距離在桌面進(jìn)行書(shū)寫(xiě)，距離過(guò)窄身體沒(méi)有足夠的空間尋求最舒適的姿勢(shì)，并且最不方便的是大腿部部分，因?yàn)榫嚯x過(guò)短膝蓋在桌洞的下方，如有需要雙腿沒(méi)有空間交疊，而大部分學(xué)生有“蹺二郎腿”的下意識(shí)習(xí)慣，這樣的設(shè)計(jì)不能滿足學(xué)生的需求。（3）椅背和桌面容易被涂鴉，也容易弄臟，

4、影響同學(xué)們的心情，產(chǎn)生煩躁的不良心情，影響學(xué)習(xí)效率。 3、實(shí)驗(yàn)課桌椅的測(cè)量尺寸（單位 mm）圖1 左視圖2俯視圖二、基于人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)分析 1教室桌椅設(shè)計(jì)原則 桌椅的尺寸應(yīng)與使用者的人體尺寸相適應(yīng)，。因此在設(shè)計(jì)桌椅椅前，首先要明確設(shè)計(jì)的桌椅要供大學(xué)生在上課教室使用。 應(yīng)盡可能使就坐者保持自然的或接近自然的姿勢(shì)，并且要使就坐者可以不時(shí)變換自己的坐姿。 應(yīng)符合人體生物力學(xué)原理。座椅的結(jié)構(gòu)與形態(tài)要有利于人體重力的合理分布，有利于減輕背部與脊柱的疲勞和變形。 坐姿工作面的高度主要由人體參數(shù)和作業(yè)性質(zhì)等因素決定，并根據(jù)作業(yè)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。應(yīng)使坐用者活動(dòng)方便，操作省力，舒適。牢固、穩(wěn)定。防止坐者傾翻、滑到

5、。 2座椅主要部分的測(cè)量尺寸分析及設(shè)計(jì) 椅面高度（座椅面至地面的高度）舒服的坐姿是大腿近乎水平以及兩腳被地面所支持。為了避免大退下有過(guò)高的壓力（一般發(fā)生在大腿的前部），椅面高度應(yīng)設(shè)計(jì)得比“小腿加足高”略低一點(diǎn)，可避免就坐者的大腿緊壓在椅面前緣上，椅面前緣以低于小腿加足高五厘米左右比較適宜，或者以座椅使用者群體“小腿加足高”的第5百分位數(shù)值做參照，使椅面高度稍低于這一測(cè)量值。成年男性“小腿加足高”第5百分位數(shù)為38.3cm，成年女性34.2cm，而高等院校椅面GBT（國(guó)標(biāo)推薦）尺寸為41±1cm。如表1所示，實(shí)驗(yàn)桌椅實(shí)際測(cè)量值為35.0cm，實(shí)際值與理想值的偏差較大，所以這一設(shè)計(jì)是不符

6、合人因工程學(xué)原理的，需要進(jìn)行改進(jìn)?？悸员拘Ｄ信壤闆r以及以上各因素，將此尺寸調(diào)整為41.0cm。 座椅的深度 座椅的深度要設(shè)計(jì)成使人的腰背自然地倚靠在靠背上時(shí)椅面前緣不會(huì)抵到小腿，一般以“臀膝距”尺寸為參考，取第5百份位數(shù)的3/4為依據(jù)，這樣使短腿者膝蓋不會(huì)壓在椅緣上。成年男性“臀膝距”第5百分位為51.5cm,女性為49.5cm，取3/4后，分別為38.63cm,37.13cm, 可得實(shí)驗(yàn)座椅的深度為42cm,實(shí)際值于理想值偏差過(guò)大，應(yīng)人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)要求將椅面深度改進(jìn)為36cm。座椅的寬度寬度要按大身材人的體寬尺寸設(shè)計(jì)。一般以女性成人臀部測(cè)量的第95百分位數(shù)為依據(jù)。最小的椅子寬度是40

7、cm再加上5cm的衣服和口袋裝物的距離。對(duì)于有靠手的座椅，兩靠手之間的距離最小是50cm。不會(huì)妨礙手臂的運(yùn)動(dòng)。 成人女性臀部測(cè)量的第95位百分?jǐn)?shù)為34.6cm,加上5cm的衣服和口袋裝物的距離，理想值為39.6cm，實(shí)驗(yàn)座椅實(shí)際測(cè)量寬度為43.8cm，將椅面的寬度改進(jìn)為40.0cm。 座椅面傾角 座椅面傾角由于用途不同設(shè)計(jì)要求不同，休息椅后傾20°左右；音樂(lè)廳、講演廳、會(huì)議廳為5°15°；辦公座椅一般后傾3°左右為宜。我認(rèn)為教室坐椅的面傾角應(yīng)與辦公座椅的面傾角一致，以3°左右為宜，而實(shí)際上我校的座椅為曲率不大的離線型，在設(shè)計(jì)上更為符合人體的結(jié)構(gòu)

8、尺寸需求。 靠背中靠背，上下40cm左右，適用面較廣。中靠背除了低靠背具有的支撐腰椎部的功能外，還可以支撐到胸椎下半部，使人的腰背部受到一定支撐，比較省力，比起低靠背更舒適，比起高靠背更經(jīng)濟(jì)，實(shí)際測(cè)量值與理想值之間有5cm的偏差，可不進(jìn)行調(diào)整?？勘辰?指靠背與椅面的夾角?？勘辰堑拇笮?duì)坐姿和脊柱、背肌的負(fù)荷程度有重要影響。一般認(rèn)為座椅的靠背可在95°110°范圍內(nèi)選取。辦公用椅以100°左右為宜，閱讀用椅子則為101°104°最好，休息用椅靠背角的最佳范圍是105°110°。實(shí)驗(yàn)桌椅的實(shí)際測(cè)量值是102.23°，學(xué)

9、生座椅就是閱讀座椅，是比較符合標(biāo)準(zhǔn)的，所以選用GBT尺寸104°進(jìn)行改進(jìn)。3課桌主要部分的測(cè)量尺寸分析及設(shè)計(jì)課桌的高度坐姿工作面的高度主要由人體參數(shù)和作業(yè)性質(zhì)等因素決定。從人體力學(xué)的角度來(lái)看，作業(yè)者的小臂接近水平稍微下傾放在工作面上而上臂處于自然懸垂?fàn)顟B(tài)，是最適宜的操作姿勢(shì)。所以，一般把工作面高度設(shè)計(jì)在肘部以下510cm（輕作業(yè)者，正常位置），但也要根據(jù)作業(yè)性質(zhì)進(jìn)行調(diào)整。例如負(fù)荷較重時(shí)工作面的高度應(yīng)低于正常位置510cm，以避手部不負(fù)重，易于肩部施力；對(duì)于裝配和書(shū)寫(xiě)這樣的精細(xì)工作，作業(yè)面搞度要高于正常的位置510cm,使眼睛接近操作對(duì)象，便于觀察。所以對(duì)于成年男性來(lái)說(shuō)使用桌面高度為9

10、0110cm，成年女性為80100cm， 而高效桌面高度的GBT尺寸為73±1cm，實(shí)驗(yàn)課桌的實(shí)際測(cè)量尺寸為71cm所以，我們小組整和各方面因素覺(jué)得桌面高度尺寸可以改進(jìn)為73cm， 以保證大腿的容膝空間. 桌面寬度（學(xué)生手臂橫向活動(dòng)范圍） 適當(dāng)?shù)淖烂鎸挾瓤梢越o學(xué)生提供舒適書(shū)寫(xiě)環(huán)境，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和減緩疲勞，方便學(xué)生放置書(shū)本以外的學(xué)習(xí)用品或是水杯等物品，寬度過(guò)小則會(huì)與相鄰座位的同學(xué)相互影響甚至妨礙對(duì)方學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)書(shū)桌寬度的實(shí)際測(cè)量值為49cm，而高校桌面寬度GBT尺寸為60cm，所以我們小組將桌面寬度改進(jìn)為60cm。桌下凈空高桌下的凈空高需要為學(xué)生提供合適的容膝空間，以便學(xué)生變換姿勢(shì)

11、緩解疲勞。實(shí)驗(yàn)課桌的桌下凈空高測(cè)量值為53.5cm，而GBT大于等于62cm，所以需要改進(jìn)，但考慮到學(xué)生有書(shū)包需要放在桌空里，本校學(xué)生每次去上課平均帶兩本書(shū)，并不多所以我們小組將桌下凈空高改進(jìn)為55cm.桌面深實(shí)驗(yàn)課桌深度測(cè)量尺寸為35cm，剛好與GBT尺寸相符不需要在改進(jìn)。4、桌子和椅子的配套桌椅高度差GBT桌椅配套使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸為，桌椅高度差應(yīng)控制在至范圍內(nèi)，而實(shí)驗(yàn)課桌椅經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的高度差為30cm,是符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的，保證了學(xué)生的正?；顒?dòng)范圍，并且滿足了學(xué)生久坐變換坐姿的需要。每套課桌椅前后長(zhǎng)每套課桌椅前后長(zhǎng)GBT尺寸為8185cm。而實(shí)驗(yàn)課桌椅的前后長(zhǎng)為加桌面的深度35cm，即為76cm到

12、81.8cm不等，最小值與最大值的差距過(guò)大，不符合標(biāo)準(zhǔn)需要改進(jìn)為83cm，這樣就解決了個(gè)別座位在書(shū)寫(xiě)時(shí)身體需要往前傾，臀部及大腿占有椅面的面積減小，壓力增大，極易疲勞等問(wèn)題。色彩設(shè)計(jì) 色彩是課桌椅的基本構(gòu)成要素之一，如果運(yùn)用恰當(dāng)，會(huì)起到豐富造型、突出功能的作用，并表達(dá)出產(chǎn)品不同的氣氛和性格。因此，在設(shè)計(jì)中既要保證課桌椅單體色彩的美觀，還要保證色彩在教室環(huán)境相協(xié)調(diào)，總體來(lái)說(shuō)課桌椅的設(shè)計(jì)色彩設(shè)計(jì)要求色彩明朗精神飽滿安靜平和。設(shè)計(jì)中使用的色彩主要為稍顯平靜的淺灰色。三、課桌椅的改進(jìn)設(shè)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)教室現(xiàn)狀進(jìn)行分析后，綜合考慮安全舒適性、經(jīng)濟(jì)適用性及可實(shí)施性給給出了兩個(gè)方案，它們分別是：1、改良

13、設(shè)計(jì)方案根據(jù)對(duì)教室桌椅的尺寸及形狀的具體分析，針對(duì)現(xiàn)狀的不足進(jìn)行了改進(jìn)，根據(jù)改進(jìn)后的數(shù)據(jù)，得到以下設(shè)計(jì)如下圖3、圖4所示： 圖3 左視圖圖4 俯視圖本方案是針對(duì)原有桌椅尺寸進(jìn)行改進(jìn)的，這樣的尺寸更符合人體的尺寸特點(diǎn) ，盡量滿足了大多數(shù)人的需求，讓同學(xué)們感覺(jué)更加舒適，不容易產(chǎn)生疲勞。2、有所創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方案 本方案是在以上方案的基礎(chǔ)上，為了更能體現(xiàn)本課程的安全可靠、舒適經(jīng)濟(jì)的思想和以人為本、為人而設(shè)計(jì)的原則，在桌椅的顏色上也進(jìn)行了改進(jìn)，也對(duì)座椅的靠背形狀進(jìn)行了改進(jìn)，在設(shè)計(jì)上更能滿足學(xué)生通過(guò)靠背來(lái)減緩身體對(duì)臀部及腿部的壓力，緩解學(xué)生疲勞，為學(xué)生延長(zhǎng)學(xué)習(xí)時(shí)間提供了一定的物理環(huán)境，促進(jìn)學(xué)習(xí)效率的提高，具體的改進(jìn)效果如下圖5、圖6所示：圖5 左視圖圖6 俯視圖根據(jù)人的脊柱自然彎曲，靠背形狀要設(shè)計(jì)成與脊柱的自然彎曲狀相適應(yīng)，我們?cè)O(shè)計(jì)中使用的色彩主要為稍顯平靜的淺灰色，整體看起來(lái)明快簡(jiǎn)約，讓人心情舒適，這樣的設(shè)計(jì)更體現(xiàn)著人性化設(shè)計(jì)的理念。 總結(jié)產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持以人為本的原則，要實(shí)現(xiàn)人性化的設(shè)計(jì)，就要從最基本的使用者的生理和心理考慮，高校課桌椅座作為和大學(xué)學(xué)習(xí)息息相關(guān)的硬件設(shè)