《人機(jī)工程》課程設(shè)計(jì)專業(yè)裝飾藝術(shù)設(shè)計(jì)姓名黃彩云學(xué)號(hào)142230314課程名稱人機(jī)工程學(xué)指導(dǎo)教師閔浩環(huán)境藝術(shù)學(xué)院2015年1月8日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院：環(huán)境藝術(shù)學(xué)院 班級(jí)：1422303專業(yè)：裝飾藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名（學(xué)號(hào)）黃彩云課程設(shè)計(jì)名稱人機(jī)工程學(xué)安全人機(jī)工程課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)課題電腦桌新型人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)間自2015年1月2日至2015年1月8日共1周課程設(shè)計(jì)的目的課程設(shè)計(jì)是理論和實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的有效途徑。通過本次課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生能更加系統(tǒng)掌握安全人機(jī)工程學(xué)的原理、方法和內(nèi)容，通過對(duì)某一具體的人機(jī)系統(tǒng)的分析評(píng)價(jià)和改進(jìn)設(shè)計(jì)，提高人機(jī)工程學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)人機(jī)實(shí)際問題的獨(dú)立思考和解決的能力，形成較為系統(tǒng)和科學(xué)的思維體系，為以后專業(yè)工作和設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容1．調(diào)查課程的現(xiàn)狀、呈現(xiàn)的特征、存在的問題并指出研究的意義和目的。2．存在問題的分析以及評(píng)價(jià)過程與結(jié)論（運(yùn)用人機(jī)工程有關(guān)理論，結(jié)合安全系統(tǒng)分析評(píng)價(jià)的方法丟問題的原因進(jìn)行比較深入的分析，并就現(xiàn)狀分析的結(jié)果做出評(píng)價(jià)，并得出結(jié)論等）。3．對(duì)存在問題的改進(jìn)措施和設(shè)計(jì)（包括改進(jìn)設(shè)計(jì)的依據(jù)、原理、思路、實(shí)施方案和步驟等）。4．本次設(shè)計(jì)的水平，存在的問題等總結(jié)。課程設(shè)計(jì)要求1．每位同學(xué)獨(dú)立完成一個(gè)課題，課題可從參考課題中選擇，鼓勵(lì)同學(xué)們自己做自選課題（自選課題要與本課程設(shè)計(jì)緊密聯(lián)系，源自實(shí)際應(yīng)用，且須經(jīng)指導(dǎo)老師審核和確認(rèn)方可有效）。2．.課題原始資料必須來自實(shí)際，要經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪，準(zhǔn)確和可靠。同學(xué)們可以通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、調(diào)查、問卷和查閱有關(guān)資料記錄等形式來收集。3．課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容要求：理論有理有據(jù)，評(píng)價(jià)分析合理和透徹，結(jié)論可靠正確，設(shè)計(jì)大膽合理，充分體現(xiàn)以人為本的人機(jī)學(xué)原理。4．格式及其他要求參看課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。TOC\o"1-3"\h\uHYPERLINK1前言 電腦桌新型人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)1前言隨著電腦的普及和互聯(lián)網(wǎng)的興起,電腦的使用也開始全面影響和改變?nèi)藗兊纳詈凸ぷ?特別是對(duì)大學(xué)生這個(gè)群體來說,電腦已成為他們?nèi)粘W(xué)習(xí)中不可缺少的工具。然而,他們?cè)谑褂秒娔X的同時(shí)卻往往忽略了由于電腦桌設(shè)計(jì)不當(dāng)所帶來的健康問題。一款好的電腦桌能讓使用者更舒適,更方便地使用電腦,同時(shí)也可以避免許多健康問題。事實(shí)是,當(dāng)前大學(xué)生所使用的大部分電腦桌在尺寸、結(jié)構(gòu)、功能、造型、色彩等諸多方面存在問題,影響了學(xué)生的身心發(fā)展,長(zhǎng)期不當(dāng)?shù)氖褂蒙踔習(xí)硪恍┥硇缘膫?。通過對(duì)大學(xué)生現(xiàn)有的電腦桌以及電腦的尺寸進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查,分析并研究了現(xiàn)有產(chǎn)品存在的優(yōu)、缺點(diǎn),以及在使用過程中存在的問題,同時(shí)根據(jù)大學(xué)生的生理特點(diǎn)、心理特點(diǎn)及使用特點(diǎn),從人機(jī)工程學(xué)的角度計(jì)算出適合他們使用的電腦桌相關(guān)功能尺寸,為大學(xué)生電腦桌的設(shè)計(jì)提供參考。1.1發(fā)展歷史科技的發(fā)展，讓電腦從地上慢慢的變到了桌子上，不僅是量的改變，更是質(zhì)的飛躍，我們學(xué)習(xí)過剛剛發(fā)明的電腦能占據(jù)兩間房子的空間，再來看看我們現(xiàn)在的電腦，無論是臺(tái)式的還是便攜式的，都是生產(chǎn)技術(shù)的革新成果，同時(shí)，承載電腦的電腦桌也隨著電腦的發(fā)展而快速發(fā)展。根據(jù)上面的介紹，我們知道電腦起步的時(shí)候是體積巨大的，根本不需要電腦桌，可是慢慢發(fā)展成為體積小、質(zhì)量輕的產(chǎn)品，這時(shí)候就需要桌子來供其使用。從一開始，借助其他平臺(tái)的充當(dāng)電腦桌的角色起，它并沒有一個(gè)特定的名字和說法，只是用其他的桌子來替代，慢慢的人們認(rèn)識(shí)到了電腦桌的重要性，開始為電腦全身打造這類桌子。有專門存放電腦的主機(jī)的地方和顯示屏的地方，這種變革漸漸的讓電腦在各類桌子中脫穎而出，獨(dú)樹一幟。1.2研究意義隨著科技的快速發(fā)展，人們?cè)絹碓诫x不開電腦的使用，這就意味著電腦桌的需求也越來越多了。但是人們?cè)诠ぷ鬟^程時(shí)多電腦桌的要求也在提高舒適的工作環(huán)境對(duì)工作的影響可想而知；這就體現(xiàn)出了對(duì)于符合人機(jī)工程學(xué)的電腦桌設(shè)計(jì)更加突出。對(duì)于人體舒適的電腦桌對(duì)于人們工作帶來了方便，不僅僅是給人們帶來了舒暢的心情更是提高了人們工作的效率。合適的電腦桌讓人們用起來感到輕松和愉悅不會(huì)跟人們身體造成負(fù)面影響。因此對(duì)于電腦桌的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)具有重要的意義。2學(xué)生電腦桌設(shè)計(jì)分析從孩子出生起到18歲,如果按年齡段劃分可分為學(xué)齡前(0~6歲)、小學(xué)(6~12歲)和中學(xué)(12~18歲)3個(gè)年齡段。電腦對(duì)于未成年人主要是用來學(xué)習(xí)和娛樂的,學(xué)齡前兒童不是很適宜用電腦,這個(gè)年齡段的消費(fèi)群體較小,所以這里討論的主要是消費(fèi)市場(chǎng)大而又被忽視的中小學(xué)生電腦桌。中小學(xué)生有其特殊的生理特征(主要指身體尺度方面)和心理特征。中小學(xué)生電腦桌是供中小學(xué)生使用的,在其尺度、功能、造型及色彩裝飾設(shè)計(jì)等方面都必須以相應(yīng)年齡段中小學(xué)生的考慮其心理與生理的需求為依據(jù),甚至要與中小學(xué)生房室內(nèi)的各種陳設(shè)相配套。中小學(xué)生電腦桌在滿足基本使用功能的基礎(chǔ)上,還有衛(wèi)生學(xué)上的要求,要適合就座兒童的身材,可提供良好的坐姿,減少疲勞,不妨礙兒童的正常生長(zhǎng)發(fā)育,保護(hù)視力。所以,設(shè)計(jì)師應(yīng)該量體裁衣,以人為本,從人體工程學(xué)的角度出發(fā),設(shè)計(jì)中小學(xué)生用的電腦桌【1】。2.1鍵盤托板的合理設(shè)計(jì)操作鍵盤時(shí)的高度(即作業(yè)面的高度)是影響人體坐姿的重要因素。過高或過低都不利健康。所以面對(duì)不同的使用者，要保證讓每個(gè)人都有一個(gè)合適的高度，則應(yīng)將鍵盤托板設(shè)計(jì)成可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié),可調(diào)范圍依人體尺寸而定.且調(diào)節(jié)的最低限度要保證托板底面與椅座面之間有大于170mm的空隙，以保證下肢能自由活動(dòng)。從人體工程分析，一般情況下在電腦作業(yè)時(shí)，小臂保持水平或稍向下傾的姿勢(shì)最佳。查表"可知保持水平的肘高為201~312之間，為不與最小下肢活動(dòng)空間沖突，可設(shè)計(jì)托板高度在190~312之間可調(diào)。另外，應(yīng)把鼠操作設(shè)計(jì)在與鍵盤操作同一水平上，因此要保證鍵盤有一個(gè)合理的面積，以充分放下鼠標(biāo)。2.2電腦作業(yè)時(shí)肘部支撐的設(shè)計(jì)人在電腦操作時(shí)(即操作鍵盤和鼠標(biāo))手臂因操作而離開了椅子的扶手，這時(shí)人的上肢必然要尋找新的支撐點(diǎn)或是一個(gè)依托，一方面配合椅子支撐人的軀干，另一方面是支撐手和前臂從而減輕手腕，頸，肩，腰部的肌肉疲勞，疼痛和勞損，使電腦操作能夠長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定進(jìn)行，所以務(wù)必設(shè)計(jì)合理的支撐面。近幾年來，有一種按人體工程學(xué)原理設(shè)計(jì)的帶有支肘板(折疊式或推拉式)的桌面結(jié)構(gòu)新技術(shù),在市場(chǎng)面市。可以借鑒到電腦桌作業(yè)支撐的設(shè)計(jì)上，裝在托板上，這種設(shè)計(jì)是當(dāng)把左右兩塊支肘板打開時(shí)，矩型托板靠近人體的一側(cè)就變成了凹結(jié)構(gòu)，即兩端(支肘板)凸出(處于人的腰部?jī)蓚?cè))中間凹進(jìn)。人的腰部可以寬松地進(jìn)入凹入部位，此時(shí)上臂放松地處于人體兩側(cè)的自然懸垂位置。兩肘（即前臂)支撐在支肘板上，處于水平或稍向下斜的位置，保證肘部合理可靠的支撐，從而使身體有關(guān)部位的肌肉都可以感到放松，既減少了頸肩腕綜合癥的發(fā)生，又避免了彎腰駝背。但該種支撐設(shè)計(jì)，在實(shí)際使用中存在著給人帶來不便的缺點(diǎn)，即它會(huì)防礙人的坐姿及操作姿勢(shì)的變換，使人感到不舒適。主要原因是為保證可靠支撐，左右肢支板一般是緊固在托板上的，作業(yè)時(shí)不能隨人的移動(dòng)在方向上微調(diào)，所以該種設(shè)計(jì)有待進(jìn)一步完善。隨著科技的進(jìn)步，人會(huì)設(shè)計(jì)制作出可隨人的動(dòng)態(tài)作業(yè)而自動(dòng)作相應(yīng)微調(diào)的支肘板。另外，我們可以考慮對(duì)扶手進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，從而使其起到支肘板的作用。在國(guó)標(biāo)中，座椅的扶手也是以人體肘高為設(shè)計(jì)依據(jù)，一般設(shè)計(jì)成200~250之間，這與鍵盤托板設(shè)計(jì)高度是相吻合的。所以我們可以考慮把扶手設(shè)計(jì)成可折疊式可推拉式。在作業(yè)時(shí)，拉出一段距離或拆開成較大面積的面以符合作業(yè)時(shí)肘部支撐要求。前面提到座椅扶手的設(shè)計(jì)可以在方向上微調(diào)，所以以它為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)出的扶手支撐面也能隨人體坐姿變化而具微調(diào)性，從而設(shè)計(jì)出的支肘板具有很好的擬人性，使人感到方便舒適。2.3人眼與視屏的距離分析人眼與視屏應(yīng)保持一定距離,以保證不受電子射線的傷害,屏面的大小在水平方向和垂直方向與人眼成不大于300的夾角,而人在坐姿時(shí)自然視線與水平視線成向下150夾角為理想視角。以17英寸顯示屏為例,屏幕邊長(zhǎng)約為305mm,此時(shí)的視距最小為305/2tan150×569mm。屏幕越大視距應(yīng)越遠(yuǎn),一般情況下取為600~700mm。為了保證兒童的視力不受到傷害,人眼與視屏的距離要盡量保持在650mm以上,這樣才不會(huì)因?yàn)榻?jīng)常進(jìn)行電腦的操作而影響到孩子的視力【2】。2.4桌面的高度尺寸分析顯示器一般都放在桌面的上,所以顯示器的放置就決定了桌面高度。從人體工程學(xué)角度分析,顯示器的最佳位置擺放高度應(yīng)是他它的上沿不高于人坐姿時(shí)眼睛的水平視線,圖1人體垂直坐姿與電腦桌關(guān)系它的中心應(yīng)在水平視線以下15~20,見圖1，即顯示器的上緣或屏幕文字最上端應(yīng)與人的水平視線等高或略低,過高時(shí)要不時(shí)仰頭，使頸部伸展;而過低時(shí)又要頸部?jī)A斜而加大了曲頸力矩,使人在相同時(shí)間內(nèi)更易疲勞,并引起頸部不適。最合適的桌面高度應(yīng)該是:桌面高度=坐姿眼距地高+著裝修正-姿勢(shì)修正-屏幕邊長(zhǎng)-屏幕下部邊框厚度,見圖2。圖2不同年齡階段男女身高統(tǒng)計(jì)下面將介紹不同年齡的學(xué)生坐姿高的取值以及對(duì)應(yīng)的桌面高度的取值。本文設(shè)計(jì)的學(xué)生電腦桌主要是針對(duì)6~18歲年齡階段的孩子,電腦桌的尺寸取值將采取先計(jì)算最小值和最大值,然后取中間范圍值的方法計(jì)算,即先計(jì)算6歲兒童的身體尺寸對(duì)應(yīng)的電腦桌高度,再計(jì)算18歲學(xué)生的身體尺寸對(duì)應(yīng)的電腦桌高度,得出范圍值,在此值內(nèi)可進(jìn)行高度的可調(diào)節(jié)。由圖2可知,6歲兒童的平均身高在1100~1200mm(1987年數(shù)據(jù))之間,而當(dāng)前兒童身高普遍比20年前長(zhǎng)高了6cm,取1200mm,一般坐姿眼距地高與身高的比例關(guān)系為:n=0.7【3】,即6歲兒童的一般坐姿眼距地高為1200mm×0.7=840mm,取功能修正值,著裝修正取為3mm,放松坐姿時(shí)眼高修正值取為20mm。若采用17英寸顯示屏,取顯示屏幕下部邊框的厚度大約在100mm左右,所以桌面高度=840-305+3-20-100=418mm,取整為420mm。而對(duì)于18歲學(xué)生的坐姿眼距地高則取成人值計(jì)算(放松修正值取30mm),表2給出我國(guó)成年男女坐姿時(shí)人眼的高度,根據(jù)上公式男性從第5百分位到95百分位,桌面的高度范圍為700~863mm;女性從第5百分位到第95百分位桌面高度范圍為605~757mm。取上限時(shí)按照平均原則,以男性第90百分位的眼高為依據(jù),則大約桌面的高度為830mm。故桌面高度的范圍應(yīng)該為420~830mm,而中小學(xué)生身高與電腦桌桌面高度對(duì)應(yīng)曲線為H1=0.7×H0-420(H1為桌面高,H0為身高),依照此擬合曲線,結(jié)合不同年齡段50百分位對(duì)應(yīng)的學(xué)生身高數(shù)據(jù),對(duì)中小學(xué)生高度可調(diào)電腦桌進(jìn)行設(shè)計(jì)將更加符合學(xué)生生理成長(zhǎng)規(guī)律,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人性化設(shè)計(jì)見表1。 2.5電腦桌桌面深度分析桌面要保證一定的深度,以保證最小視距,避免視距過短,引起近視【4】。通常,距顯示器最大閱讀距離為710mm~760mm可以保護(hù)眼睛不受電子射線傷害?？紤]到大學(xué)生使用的電腦桌也是他們的學(xué)習(xí)桌,而學(xué)習(xí)桌又常常和書架連在一起,所以桌面進(jìn)深+書柜寬度-顯示器進(jìn)深+托盤拉出進(jìn)深+對(duì)手腕起支撐作用的前臂長(zhǎng)=人眼與屏幕之間距離,這里顯示器進(jìn)深為215mm,托盤拉出進(jìn)深為280mm,書柜深度取300mm【5】,即對(duì)男性電腦桌,桌面進(jìn)深在708mm和758mm之間,對(duì)女性電腦桌,桌面進(jìn)深在732mm到785mm之間。當(dāng)然,桌面進(jìn)深會(huì)隨著顯示器尺寸的變大而變大。2.6材料選擇和色彩設(shè)計(jì)2.6.1材料選擇對(duì)于中小學(xué)生家具基材和裝飾材料主要使用環(huán)保、無毒、無污染的綠色材料。家具基材盡量選擇以天然實(shí)木為主,如目前市場(chǎng)多選用松木為制造兒童家具材料。人造板等材料不可避免地會(huì)釋放有害氣體,并且釋放期會(huì)長(zhǎng)達(dá)數(shù)年,應(yīng)盡量少用。盡量避免使用玻璃、陶瓷等材料,這些易碎材料很容易傷害兒童,特殊需要可以用有機(jī)玻璃代替普通玻璃。2.6.2色彩設(shè)計(jì)色彩對(duì)學(xué)生良好生活環(huán)境的營(yíng)造是至關(guān)重要的,甚至?xí)绊懫湫愿竦男纬伞Ｃ恳环N色彩都具有其自身的性格。學(xué)生家具應(yīng)與其天真、活潑的天性相匹配,應(yīng)使色彩及其調(diào)和的平衡點(diǎn)更多地具有這種心理語(yǔ)義,可采用較高明度絢麗的清色,并予以適當(dāng)?shù)膶?duì)比度。中小學(xué)生喜好純色,較艷麗的色彩,較高明度和彩度的色彩能引起他們的注意,不同顏色可以刺激其視覺神經(jīng),提高中小學(xué)生的創(chuàng)造力。但要注意保持色彩協(xié)調(diào)、柔和、明快、淡雅,涂料禁忌高光、不要過度刺激,以免造成目眩,產(chǎn)生視覺疲勞【6】。3討論對(duì)于大學(xué)生而言,電腦桌不僅是用來擺放電腦、操作電腦的,同時(shí)也是他們進(jìn)行學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)桌,由于學(xué)習(xí)的需要,很多人都是長(zhǎng)時(shí)間地坐在電腦前,久而久之,便出現(xiàn)了很多健康問題,因此,一款設(shè)計(jì)合理、使用方便、適合人體尺寸的電腦桌便成了使用者及設(shè)計(jì)者關(guān)注的問題。從前面的調(diào)查與分析,可以看出當(dāng)前大學(xué)生電腦桌主要存在以下不足:(1)電腦桌的尺寸不合理,主要在于電腦桌桌面高度和鍵盤、鼠標(biāo)的操作面高度過高,當(dāng)長(zhǎng)期使用過高的操作面時(shí),必然使肩、臂及手部肌肉承受靜負(fù)荷,因此,理想的作業(yè)面高度應(yīng)使臂部自然下垂,小臂接近水平或略下斜,避免小臂上舉的狀況發(fā)生。(2)電腦桌的功能比較單一,特別是沒有考慮到大學(xué)生使用的電腦桌既是用來操作電腦,也是他們平常用來閱讀、寫字等學(xué)習(xí)活動(dòng)的學(xué)習(xí)桌,同時(shí)還是他們擺放日常用品的桌子,因此,電腦桌的多功能化也是一個(gè)發(fā)展方向。(3)電腦桌的結(jié)構(gòu)不合理,大學(xué)生的居住空間比較擁擠,通過巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理安排主機(jī)、打印機(jī)、插排以及電源線等設(shè)備也顯得非常重要;(4)電腦桌的造型過于呆板,不符合年輕人的審美觀;(5)電腦桌的材質(zhì)與色彩與室內(nèi)環(huán)境不夠協(xié)調(diào)等等?；谌藱C(jī)工程學(xué)的電腦桌設(shè)計(jì),就是要以人為本,將工作的效率、人的健康、安全與舒適等問題統(tǒng)一考慮。本設(shè)計(jì)針對(duì)的使用者是大學(xué)生這個(gè)群體,盡可能使設(shè)計(jì)的產(chǎn)品適合他們的使用,而非人適合物品的使用,這就需要在基本的人機(jī)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新性的設(shè)計(jì),將人機(jī)工程學(xué)與產(chǎn)品的功能、形態(tài)、結(jié)構(gòu)等因素統(tǒng)籌考慮,這樣設(shè)計(jì)的產(chǎn)品才能更加體現(xiàn)人性化的本質(zhì)要求。由于男性、女性人體尺寸的差異,以及心理特征的不同,建議把大學(xué)生使用的電腦桌在尺寸上分成