人機(jī)工程學(xué)之大學(xué)生桌椅設(shè)計(jì)工設(shè)1203陳文慧U202310851一、設(shè)計(jì)前言：學(xué)生用課桌椅在學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)中占有很重要的地位，利用率也比擬高，所以學(xué)生用的桌椅更應(yīng)該符合人機(jī)尺寸，這樣不僅可以養(yǎng)成良好的坐姿習(xí)慣，也可以提高效率，降低職業(yè)病的發(fā)病率。二、調(diào)查分析學(xué)生書桌椅的重要性我通過(guò)網(wǎng)上調(diào)查得知學(xué)生使用桌椅存在很多引發(fā)的不良病癥：1、輕者會(huì)引起脖頸不舒服，頭腦發(fā)昏，視物模糊，四肢無(wú)力，疲勞困乏等病癥2、重者引起近視、駝背、腦血管痙攣及脊柱彎曲異常等疾病3、脊柱彎曲異常又會(huì)影響心肺血液循環(huán)、呼吸和消化功能，使肺活量減少4、將極大影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在其心理上投下陰影5、假設(shè)長(zhǎng)期處于頸部過(guò)度前傾不良姿勢(shì)，頸肌可因負(fù)荷過(guò)重而出現(xiàn)勞損，引起頸肌緊張綜合癥．甚至患頸椎病的危險(xiǎn)性增高所以書桌椅是培養(yǎng)學(xué)生良好坐姿的重要外界環(huán)境，它與脊柱彎曲異常綜合癥及近視眼的發(fā)生有密切的關(guān)系，也是影響學(xué)習(xí)作業(yè)能力及身體功能的一個(gè)重要因素。因而書桌椅的設(shè)計(jì)，一定要符合人體工學(xué)的原理三、學(xué)生書桌椅目前現(xiàn)狀現(xiàn)在學(xué)校課桌使用情況學(xué)校方面，我國(guó)衛(wèi)生部規(guī)定學(xué)校桌椅高度必須要符合國(guó)家課桌椅衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。課桌椅的高度與學(xué)生身高不相配的情況十分普遍。由于資金有限，有些個(gè)別學(xué)校不可能大規(guī)模更換桌椅，只能逐步淘汰舊桌椅，所配發(fā)的桌椅根本尺寸通常是統(tǒng)一的。另外，由于各型號(hào)規(guī)定的使用者范圍比擬寬泛，財(cái)力富裕的學(xué)校，實(shí)際配發(fā)過(guò)程中，為圖省事，通常每個(gè)年級(jí)都配給同一型號(hào)的桌椅，常年以來(lái)，某個(gè)年級(jí)使用的桌椅型號(hào)一直不變，尺寸并未隨著學(xué)生身高增長(zhǎng)而變化，連專門負(fù)責(zé)課桌椅生產(chǎn)、配發(fā)的人員也都產(chǎn)生了標(biāo)準(zhǔn)是按年級(jí)制訂的錯(cuò)覺(jué)。桌椅不斷更換，尺寸一直不變的現(xiàn)象也由此產(chǎn)生。四、現(xiàn)有市場(chǎng)環(huán)境分析在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，我國(guó)是全世界人口最多的國(guó)家，每年對(duì)課桌椅的需求不段增加，強(qiáng)硬的消費(fèi)需求拉動(dòng)對(duì)課桌椅的設(shè)計(jì)與開(kāi)展起到不可估量的作用。近年來(lái)，國(guó)家對(duì)教育事業(yè)的支出也越來(lái)越多，黨和國(guó)家越來(lái)越重視教育，人們素質(zhì)的提高等等種種因素都能推動(dòng)它快速的開(kāi)展。五、調(diào)查分析結(jié)論通過(guò)對(duì)學(xué)生書桌椅的資料收集得出以下結(jié)論和設(shè)計(jì)取向：通過(guò)調(diào)查可知：專業(yè)教室的桌椅利用率比擬高，調(diào)查者對(duì)于一些根本的功能和尺寸能夠滿意。但是對(duì)于很多的功能和尺寸還是不能夠滿足他們的需要，還有很多平時(shí)根本用不到的功能，不但浪費(fèi)材料而且還會(huì)占用空間，造成沒(méi)必要的浪費(fèi)。需要增加一些放置其他學(xué)習(xí)用品的空間，外在簡(jiǎn)潔化簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)，內(nèi)蘊(yùn)多功能設(shè)計(jì)平安性平安第一。尺寸合理性人體工程學(xué)原理的應(yīng)用很是重要。實(shí)用耐用性穩(wěn)固環(huán)保性書桌椅應(yīng)該重視它的質(zhì)量，同時(shí)還要提倡環(huán)保，注重材質(zhì)的選擇。色彩的鮮明性以簡(jiǎn)單、明快的風(fēng)格、色彩、5.組合的多樣性6.外表裝飾的多變性7.結(jié)構(gòu)的變換性六、現(xiàn)狀分析目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的課桌椅都是為普通大學(xué)生設(shè)計(jì)的課桌椅，沒(méi)有專門為我們美術(shù)類和設(shè)計(jì)類學(xué)生而設(shè)計(jì)的桌椅其實(shí)設(shè)計(jì)類學(xué)生除了上一些美術(shù)理論課程以外，主要從事大量的實(shí)際課程中的動(dòng)手訓(xùn)練，例如繪制一些平面圖，色彩圖，效果圖，工程圖等等，結(jié)合畫板或標(biāo)準(zhǔn)畫紙的要求，必須采用一人一桌或一人兩桌。設(shè)計(jì)類學(xué)生課桌除了要放書本以外，還要放置一些色彩畫，素描，圖紙等尺寸比擬大的紙張，針對(duì)這個(gè)需求，我們?cè)谡n桌中可以設(shè)計(jì)一兩個(gè)抽屜，一個(gè)柜子，大的抽屜可平放半開(kāi)圖畫紙，小的抽屜可以平放A4圖紙，柜子可放置書本。對(duì)現(xiàn)有美術(shù)類專用課桌椅的分析優(yōu)點(diǎn)：這兩類型的產(chǎn)品操作簡(jiǎn)單，方便實(shí)用，體積較小，不會(huì)占住很大的空間，都是可調(diào)節(jié)型，可以根據(jù)自己的身高來(lái)調(diào)節(jié)桌子的高度，容腳出都有擱置物品的地方。缺點(diǎn)：調(diào)節(jié)時(shí)本身比擬重，繪圖是沒(méi)有能擺放畫具的地方，這會(huì)讓繪圖時(shí)的人很不舒服。優(yōu)點(diǎn)：桌面面積比擬寬，能同時(shí)進(jìn)行各種不同的工作，比方擺放電腦，繪圖，還能看書寫等。有桌洞，能放置一些必要的文件或其他東西，繪圖時(shí)的升降面的操作是手搖式的，比擬穩(wěn)定，比擬簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：有電腦但放置機(jī)箱的地方?jīng)]有，桌子過(guò)于簡(jiǎn)單，分類不夠，沒(méi)有腳踏板，手搖式的操作速度很慢，比擬費(fèi)勞力。優(yōu)點(diǎn)：造型比擬美觀，用不銹鋼和木材搭配，中間夾帶著一點(diǎn)布料，柔軟而有彈性，讓人坐著舒服，還不浪費(fèi)材料，更換起來(lái)也比擬方便。椅子可以折疊，善于利用空間。缺點(diǎn)：高度不可調(diào)節(jié)，穩(wěn)定性不太好七、造型設(shè)計(jì)下列圖為前期草圖設(shè)想八、人機(jī)分析設(shè)計(jì)舒適的座椅要考慮到

1座椅的硬度及形狀；背墊的硬度及形狀；背墊與座墊的關(guān)系；身體支撐的舒適度和座面的舒適度；座椅的通氣程度等2座椅的設(shè)計(jì)原那么要把人的坐姿與座椅的樣式和尺寸聯(lián)系起來(lái)；座椅的尺寸應(yīng)適宜于就坐者的人體尺寸；座椅要適于就坐者保持不同姿勢(shì)的需要和調(diào)節(jié)坐姿的需要；靠背的結(jié)構(gòu)和形狀要盡量減少就坐者背部和脊柱疲勞；座椅上應(yīng)配有適當(dāng)質(zhì)地的坐墊以改善臀部及背部的體壓分布。座椅尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原那么：人的軀干重量應(yīng)有坐骨、臀部及脊椎支撐；上身應(yīng)保持穩(wěn)定；座位的高度應(yīng)不使大腿肌肉受壓；可以變換或調(diào)節(jié)坐姿，座面高度應(yīng)與桌面相配合，盡量減少身體的不舒適感。座位過(guò)高，那么不能使體重正確地壓在臀部，而使大腿肌肉受壓，而且上、下腿和背部肌肉都會(huì)緊張。座高過(guò)低，那么會(huì)使背部肌肉緊張，久而久之會(huì)產(chǎn)生背痛。因此，座高一般不宜超過(guò)小腿高〔約為身高的1/4〕，按中國(guó)人的標(biāo)準(zhǔn)，可取為380—450mm座深應(yīng)使臀部得到全部的支撐，同時(shí)，要求座面的前沿不過(guò)分伸出，以防止擠壓小腿，而且座面前沿應(yīng)離開(kāi)小腿一定的距離，以保證小腿的靈巧性。一般情況下，座深應(yīng)取450mm。座寬應(yīng)滿足臀部就坐所需要的尺度，使人能自如地調(diào)整坐姿，一般取400—500mm，，肩并肩坐的排座，座寬應(yīng)能保證人能自由活動(dòng)．因此，座寬應(yīng)比人的肘間寬稍大一些，530mm的座寬能滿足９５％人的需要?？勘硲?yīng)適當(dāng)?shù)闹С盅?，使腰關(guān)節(jié)能自由能自由運(yùn)動(dòng)，靠背壓于腰部的面積愈寬愈好。因此，靠背的水平形狀應(yīng)適合于腰圍，靠背的斜度因工作的不同而要求不同。我們專業(yè)教室一班都是單人桌，所以我設(shè)計(jì)了單桌，桌子與桌子間的過(guò)道寬為99%男性最大肩寬486，衣服的修正尺寸13圖為人在桌面活動(dòng)范圍分析圖〔百度〕課桌椅人機(jī)分析：人體尺寸中“小腿加足高〞低10~15mm。查表得男子95百分位位數(shù)和女子5百分位數(shù)P95男=448mm，P5女=342mm加上穿鞋修正量〔男25mm，女20mm〕，穿褲修正量〔-6mm〕，所以得出適合95百分位數(shù)身高男子的座高：448mm+〔25-6〕mm-10mm=386mm適合5百分位數(shù)身高女子的座高：342mm+〔26-5〕mm-10mm=346mm把以上數(shù)據(jù)四舍五入為圓整數(shù)值，即中國(guó)男女通用工作椅座高的調(diào)節(jié)范圍350~460mm三、桌椅關(guān)系網(wǎng)上查資料可得，桌椅之間的合理高度差為=坐高/3—20mm中國(guó)成年男子“坐姿肘分位數(shù)位“坐姿肘高〞215mm，女子5百分高〞95百分位數(shù)為298mm，中國(guó)成年男子“小腿加足高〞95百分位數(shù)為448mm.女子5百位數(shù)位“小腿加足高〞342mm。所以得出：合95百分位數(shù)身材男子的桌高:298mm+448mm+〔25-6〕mm-10mm=755mm適合5百分位數(shù)身高女子的桌高：215mm+342mm+(20-6)mm-10mm=346mm所以得到適合中國(guó)男﹑女中等身材百分位數(shù)的桌子的高度范圍取值為561～765mm。畫圖時(shí)，肘部也在移動(dòng)，小臂的運(yùn)動(dòng)與之相關(guān)聯(lián)，在此水平作業(yè)范圍內(nèi)，小臂前伸較小，從而能使肘關(guān)節(jié)處受力減小，考慮到作業(yè)面上有放東西，根據(jù)上圖可知根本上都能觸得到，所以桌面長(zhǎng)寬是比擬合理的。設(shè)計(jì)的思路：我們的桌子是要放電腦的，電腦大小不同，取最大330，一本標(biāo)準(zhǔn)的?人機(jī)工程學(xué)?3版的的教科書的長(zhǎng)度是260mm,考慮到顯示屏擺放的平安，在顯示屏底座后加上100mm的修正值，這樣330+260+100=690mm，所以桌面的寬度必須在690mm以上，這樣才能同時(shí)容下這些東西。所以我設(shè)計(jì)的桌子的桌面為720mm。椅面：應(yīng)以P95女性的坐姿臀寬為下限值，P95的臀寬是382mm，加衣服的修正值13mm為395mm，經(jīng)計(jì)算椅面的長(zhǎng)度360mm，桌高=坐高+座椅差=〔360~480〕+〔p50男性坐高÷3-〔20~30〕〕=420+〔303-25〕=698mm加鞋高修正量38Mm等于736mm，經(jīng)計(jì)算桌高760mm，設(shè)計(jì)合理。男女的小腿加足高加修正值的平均值，即〔413+30+382+30〕/2=427.5mm，經(jīng)過(guò)計(jì)算的凳子的高度是435，設(shè)計(jì)的也是合理的。但是這個(gè)椅子只能滿足我們一般工作狀態(tài)下的需求，當(dāng)我們繪畫時(shí)就只能站著，所以是很不人機(jī)的，所以我把一個(gè)椅子設(shè)計(jì)成兩面都能坐，一個(gè)正常的為430mm，另一面設(shè)計(jì)成550mm，也就是說(shuō)把正常用的椅子的寬度設(shè)計(jì)成550mm，只要把椅子翻過(guò)90度，它就可以當(dāng)成我們繪畫時(shí)的椅子。椅深：即椅座前后的寬度。算出的坐深是260mm，而女性的坐深是388mm,而其他的人群的坐深要大于這個(gè)值，但是綜合考慮到這是學(xué)校的座椅，但凡都是以經(jīng)濟(jì)性為原那么，雖然測(cè)得的坐深有點(diǎn)短，但這樣設(shè)計(jì)還是可以的。椅距離：一般做人側(cè)與椅前線之間前后水平距離，以為宜?？傊?，學(xué)校的課桌椅，應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的身高情況，配備相適應(yīng)的課椅型號(hào)。桌面傾斜角度的分析分析：首先做為設(shè)計(jì)學(xué)科，作圖有幾種方式，所以傾斜角度的有無(wú)，大小是很有必要的，實(shí)際當(dāng)臺(tái)面傾斜〔12°和24°〕時(shí)，人的姿勢(shì)較自然軀干的移動(dòng)幅度小，與水平作業(yè)面相對(duì)，疲勞不適感會(huì)減小，繪圖桌桌面一般是傾斜的，如果桌面水平或太低，因頭部?jī)A角不能超過(guò)30°，繪圖者就必須身體前屈。根據(jù)?人機(jī)工程學(xué)?3版書P171頁(yè)，為了適應(yīng)不同的使用者，繪圖桌面應(yīng)設(shè)計(jì)成可調(diào)式，角度為0°—75°，我們用角度是0°—60，我設(shè)計(jì)的桌面和畫板的最大角度為75°,最低可到5°，調(diào)節(jié)自如，但是為了其穩(wěn)定性，為他定格成最大60°，在人的最正確視角區(qū)類，減少人眼過(guò)度使用過(guò)度疲勞。支撐畫板的設(shè)計(jì)只要固定畫板的一邊，就能把整個(gè)畫板穩(wěn)定起來(lái)。學(xué)校里設(shè)計(jì)的桌子有兩塊桌板，一塊是支撐畫板用的，一塊是隔離桌洞的。課桌桌洞的分析分析：據(jù)圖所知當(dāng)人坐在坐位上保持不動(dòng)，不管你的頭部怎么移動(dòng)都看不到桌洞里面的東西，已經(jīng)處在視野界限以外，這就只能從側(cè)面彎下腰才把頭放在桌面以下才能看的到，不方便大家使用。腿部活動(dòng)區(qū)、腳踏桿的分析分析：桌洞下緣隔板的高度的分析，即只需P95的男性的小腿加足高+鞋的修正值的高度來(lái)計(jì)算，448+151+30=629mm，而實(shí)際測(cè)得的高度是575mm，小于計(jì)算值632mm，所以是偏矮的?？紤]到教室課桌椅的使用性，充分利用沒(méi)一個(gè)空間，此時(shí)我設(shè)計(jì)的桌洞下緣高為630mm，就是剛好用計(jì)算出來(lái)的值作為依據(jù)，這樣來(lái)說(shuō)高個(gè)子人的腿也會(huì)放的下去。圖18腳踏桿的高度女性的小腿加足高來(lái)計(jì)算，經(jīng)計(jì)算如果把腳踏桿往后移到400的位置即BC等于410的時(shí)候算出AC為560，而P95男性的膝高是532加修正值得560，剛好適宜。所以我把該桌子腳踏桿的位置剛好設(shè)計(jì)在560mm上，這樣高個(gè)子人的大腿就不會(huì)被隔板擋住，符合人機(jī)設(shè)計(jì)。通過(guò)分析得出改良方案：我們可以改變桌面的材質(zhì)，可用透明材料，能清晰的看到桌洞里的每一個(gè)東西。調(diào)整桌洞的位置和形式，可以把它做成抽屜的形式放在左邊，中間用隔板隔開(kāi)，分成幾段，再分類。可以做成是以一個(gè)角為旋轉(zhuǎn)軸，做0°到360°的旋轉(zhuǎn)的一個(gè)活動(dòng)桌洞。還可以有其他方式……圖19是我設(shè)計(jì)的課桌桌洞的高度，設(shè)計(jì)為計(jì)算得出的尺寸630，比擬合理的。圖17為桌腳的設(shè)計(jì)，是把前面的兩個(gè)腳設(shè)計(jì)到中間靠前一點(diǎn)的位置，這樣方便人群左右轉(zhuǎn)動(dòng)，不會(huì)被桌腳擋而把椅子往后移的麻煩。九、功能設(shè)計(jì)其次是書桌椅的功能設(shè)