个性电脑桌人机学设计说明

-1-个性电脑桌人机学设计说明书前言在本学期期间我们学习了人机工程学这门课，学了人机工程学理论，就要懂得去运用它，为了锻炼运用人机工程学理论的能力，我们进行了此次人机工程学的课程设计。电脑基本上是每家每户必备的电器，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。因此不少用户在配置自己的电脑时，总是会认真细致地精挑细选，货比三家后选择合适自己的电脑。但是却往往忽视了选择合适电脑桌的重要性。不少人没有购买合适的电脑桌，只是随便的用家里的普通桌椅来代替，结果时间一长，经常感到腰酸脖子痛，身体疲劳、视力下降，所以说，配置一套合适自己的电脑桌非常有必要。基于电脑桌如此重要，我特为自己设计一套适合自己的电脑桌。-2-个性电脑桌设计说明书目录一、题目及其概述····················································3二、调研与分析······················································32.1调查··························································32.2电脑作业的人机界面分析·········································5三、方案构思、多方案的提出与对比·····································6四、最终方案及设计说明··············································94.1最终方案·······················································94.2主要人体尺寸··················································104.3座椅设计······················································104.4电脑桌设计····················································124.5核算膝部活动空间f·············································134.6眼—视屏界面核算··············································144.7总高度尺寸核算················································154.8效果图和尺寸图················································15五、设计总结·······················································17六、参考文献·······················································17-3-一、题目及其概述题目：个性电脑桌设计概述：虽然现在我还是学生，但由于我是学工业设计的，使用电脑很频繁，每天长时间使用电脑。经常工作学习一段时间后，常常会觉得脖子肩膀发沉，腰酸背痛，为此，我想为自己设计一套个性化电脑桌椅，方便自己使用，使自己再工作和学习时更舒心，提高效率。二、调研与分析2.1调查为了调查清楚现有电脑桌的情况，我走访了电脑桌市场、学校综合楼、图书馆、学生宿舍，查看那里的电脑桌，进行实地调查，并且还进行上网、查阅书籍调查。经过调查，我发现现有电脑桌存在很多人机学不合理的问题：（1）作业面的高度不合理，希望可调节高度（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）显示器的位置偏高（4）眼睛距离电脑屏幕尺寸偏小，达不到手臂的距离（5）作业时缺乏必要的肘部支撑（6）电脑桌的长度不合理（7）配置的座椅不合理-4-调研图片-5-2.2电脑作业的人机界面分析1.人—椅界面2.手—键盘界面3.眼—视屏界面4.脚—地板界面1、人—椅界面首先要求作业者保持正确坐姿，即：头部不过分低俯，上臂自然下垂，上臂与前臂之间约成90度角，脊柱接近正常弯曲状态，大腿腘窝处不受压迫，脚平放在地板或脚踏板上。采用适当尺寸、结构和可以调节的座椅。座椅的高度：应使作业者坐下后，脚能平放在地板或脚踏板上；调节座椅椅背，使其正好处于腰部的凹处，使作业者保持正确姿势。2、手—键盘界面在手—键盘界面上，要求上臂从肩关节自然下垂，上臂与前臂的最适宜的角度为70°～90°，还应保持手和前臂呈一直线，腕部向上不得超过20°。-6-在手—键盘界面设计上，为适应所有成年人的使用，可选择高度固定的工作台，但应该选择高度可调的平板以放置键盘。键盘在平板上可以前后移动，其倾斜角在5°～15°范围内可调。在腕关节和键盘间应该留有100mm左右的手腕休息区；对连续作业时间较长的文字、数据输入作业，手基本不离键盘，可设置一舒适的腕垫，以避免作业者引起手腕疲劳综合症。3、眼—视屏界面在眼－视屏界面上，首先应根据人的视觉特点，即从人体轴线至视屏中心的最大阅读距离为710～760mm，以保证人眼不受电子射线伤害；俯首最大角度不超过15°，以防止疲劳；视屏的最大视角为40°，一般不转动头部。4.脚－地板界面如果桌、椅、地三者之间高差不合适，有可能形成作业者脚不着地，从而引起下肢静态负荷；也有可能因大腿上抬，导致大腿受到工作台底面的压迫。三、方案构思、多方案的提出以下是个性电脑桌的设计方案草图：方案一-7-方案二方案三8方案四方案五9四、最终方案及设计说明4.1最终方案经过对几个方案的对比和分析，最终我采用了方案五。104.2主要人体尺寸所用到的人体尺寸如下：我测量了自己的个人体尺寸数据如下：3.1坐高850mm3.3坐姿眼高730mm3.4坐姿肩高556mm3.5坐姿肘高230mm3.6坐姿大腿厚120mm3.8小腿加足高382mm3.9坐深430mm4.6坐姿臀宽320mm4.3座椅设计（参见教材P77～88）4.3.1GB/T14774-1993《工作座椅一般人类工效学要求》（1）结构形式适合操作要求，使操作者工作中身体舒适、稳定，能准确进行操作。（2）座高和腰靠高能方便地调节，调节后能进行可靠的紧固。（3）外露部分不得有易伤人的尖角、锐边、突头。11（4）结构材料应无毒、阻燃、耐用；坐垫、腰靠、扶手的覆盖层材料应柔软、防滑、透气、吸汗、不导电。4.3.2坐高参照坐姿人体尺寸中的“3.1坐高”来确定。坐椅座高为：比坐姿人体尺寸中的“3.8小腿加足高”低10～15mm，并考虑穿鞋穿裤修正量。坐椅座高=“3.8小腿加足高”+穿鞋修正量-穿裤修正量-10～15mm，式中“3.8小腿加足高”—P95男=448mm，P5女=342mm穿鞋修正量—男25mm，女20mm。穿裤修正量—6mm。即中国成年男女通用工作椅座高尺寸的基础数据为：350～460mm。可无级调节或20mm一档的有级调节。按照我的尺寸进行计算，我的座高=“3.8小腿加足高”-12=382-12=370mm。4.3.3座深工作椅座深的设计要点：（1）座面有必要的支撑面积，臀部边缘及大腿在椅面的“弹性支撑“能辅助上身的稳定，减少背肌负担。（2）在腘窝不受压的条件下，腰背部容易获得腰靠的支托。符合上述要求的工作椅座深为：比人体尺寸中的“3.9坐深”略小些。工作座椅的座深数值范围为360~390mm，推荐值为380mm。我的座椅座深=380mm。4.3.4座宽单人用椅宜略大于人体尺寸中的“4.6坐姿臀宽”，根据实际经验，我的座宽=400mm。124.3.5/T14774-1993《工作座椅一般人类工效学要求》推荐值4.3.6椅子效果图4.4电脑桌设计4.4.1电脑桌面高度的计算确定桌高的正确方法：桌高=座高+合理的桌椅高度差13电脑桌面的高度可参照办公桌(或书写用桌)高度计算，则：办公桌高度＝座高＋合理的桌椅高度差＝座高＋坐高/3座高由上文确定为370mm桌高=座高+坐高/3=370+850/3=653mm4.4.2桌面长度和宽度桌面的长度和宽度以人坐姿作业时手可达的水平动作范围为依据，国标中给出的办公桌的参考尺寸是：桌面的长度：双柜桌为1200～1400mm单柜桌为900～1200mm根据我的个人经验和使用情况，我选1000mm。桌面的宽度：双柜桌为600～750mm单柜桌为500～600mm根据我的个人经验和使用情况，我选600mm。4.4.3键盘托板底面到桌面的高度键盘托板高度应考虑键盘的高度、桌子面板的厚度、托板的厚度和适量的余裕空间，在此我取用80mm。4.4.4主机箱宽度和高度按照一般的主机的尺寸，加上适当的心里修正量，放置主机的箱子的尺寸为250*545mm。4.4.5电脑桌上书柜设计放置显示器的高度按照显示器的尺寸再加上适当的心里修正量，取值为500mm。上书柜做两层，下层可以放置尺寸较小的书籍，或者水平放置报纸，又或者其他物品，高度尺寸为250-30=220mm，上层则放置较大的书籍，高度尺寸为300mm。4.5核算膝部活动空间f为了保证人在坐姿使用桌子时，大腿能在桌下放置与活动，桌面下的净空高度应高于双腿交叉时的膝高，并使膝部有一定的上下活动空间f。14a—桌椅高度差=653-370=283；b—桌子面板厚度15mm；c—键盘托板厚度10mm；d—3.6坐姿大腿厚120mm；e—穿衣修正量6mm。x—键盘托板到桌子底面高度=80mm；f—托板下大腿的(小幅度)活动空间，为：f＝a-b-x-c-d-e=283-15-80-10-120-6=52mm=30mm，设计合理。4.6眼－视屏界面核算我的显示器高度为350~450mm可调节，可调节角度为－5°～15°，能有效减少反光作用。显示器上限高度应该与水平视线平齐，以避免头部上转。人水平视线高度＝“3.3坐姿眼高”＋“3.8小腿加足高”＋穿鞋修正量（男25mm，女1520mm）＋穿裤修正量（6mm）＋坐姿修正量（－44mm）=730+382+20+6-44=1082mm核算：显示屏上限高度＝电脑桌面高度＋显示器高度=653+（350~450）=1003~1103mm，设计合理。4.7总高尺寸核算电脑桌与书柜合起来的总高=653+500+250+320=1723mm，我的“上举功能高”尺寸为1860mm，足以证明我可以较轻松地够得着书架顶端，方便我拿顶端面上放置的东西。4.8效果图和尺寸图4.8.1效果图淡雅白色木质材料164.8.2尺寸图17五、设计总结一周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，进行调研实践，和同学们相互探讨，相互学习。美好的生活源于设计，所以在设计过程中要考虑周详，要多方案选择，找到最优方案，既要美观，又要符合人机工程学的要求，让人使用起来轻松舒适。此次课程设计是我们人机工程学课程知识综合应用的实践训练，为我们在以后设计中运用熟练人机工程学奠定基础。“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义，我现在认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。六、参考文献[1]阮宝湘·工业设计人机工程[M]·北京：机械工业出版社，2010.1.[2]阮宝湘·人机工程学:课程设计/课程论文选编[M]·北京：机械工业出版社，2005.5.[3]陈毅然·人机工程学[M]·北京：航空工业出版社，1990.[4]李风崧·家居设计[M]·北京：中国建筑工业出版社，1999.[5]张铭续·中国成年男女人体尺寸关系初探[C]·北京：北京科学技术出版社，1993:79-83.