1、機(jī)械工程學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書（20142015學(xué)年第一學(xué)期）課程名稱：人機(jī)工程學(xué)題 目：個(gè)性化餐廳的談話椅設(shè)計(jì)專業(yè)班級：工業(yè)設(shè)計(jì)1201學(xué)生姓名：孫潞潞學(xué) 號：指導(dǎo)教師：姚靜媛設(shè)計(jì)周數(shù)：2周2014年1月10日目 錄一. 設(shè)計(jì)任務(wù)書4 1.1設(shè)計(jì)題目4 1.2設(shè)計(jì)客體分析4 1.3設(shè)計(jì)目標(biāo)5 二. 調(diào)研與分析6 2.1調(diào)研概要6 2.2調(diào)研結(jié)果分析6（1）存在的問題6（2）現(xiàn)有談話椅的優(yōu)點(diǎn)總結(jié)102.3分析歸納11三. 設(shè)計(jì)的展開12 3.1方案構(gòu)思總述123.2方案說明12 （1）.方案一12（2）.方案二13（3）.方案三14（4）.方案四15（5）.方案五163.3方案總結(jié)17

2、四設(shè)計(jì)的深入19 4.1最終方案的選擇19 4.2最終方案說明19五 確定尺寸22 六 設(shè)計(jì)小結(jié)25 6.1方案總結(jié)25 6.2設(shè)計(jì)感悟25七 參考資料26設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1設(shè)計(jì)題目：個(gè)性化餐廳的談話椅人機(jī)學(xué)設(shè)計(jì)。1.2設(shè)計(jì)客體分析 在設(shè)計(jì)重要考慮到人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)問題，即座椅設(shè)計(jì)首先考慮到人與機(jī)器的相互作用問題，再結(jié)合環(huán)境問題加以設(shè)計(jì)。 （ 由于主題是對談話椅的設(shè)計(jì)，將人體在座椅上做的時(shí)間定為長時(shí)間，如三個(gè)小時(shí)左右，設(shè)計(jì)過程中涉及到的人機(jī)問題均按長時(shí)間處理。） 人與機(jī)器的相互作用問題，首先考慮人體坐姿。從生理學(xué)、解剖學(xué)和人體力學(xué)幾方面分析，坐姿有以下特點(diǎn)：（1）坐姿解除了包括上肢在內(nèi)的整個(gè)上身

3、重量對雙腿的壓力，減輕了足踝、膝、髖等關(guān)節(jié)所受的壓力，也減輕了全身肌肉。尤其是腿部肌肉的負(fù)荷，可減少人體能量的消耗。（2）站立式血液向腿部匯集，而坐姿放松了腿部肌肉組織，使腿部血管內(nèi)壓降低，血液較易向心臟回流循環(huán)，能緩解疲勞。（3）坐姿有利于維持身體的穩(wěn)定，也有利于情緒的安定。（4）坐姿解放了雙腳，使腿腳易于參加操作，還能利用靠背發(fā)揮腿腳的蹬力。（5）坐姿的不利方面有：操作范圍、動作幅度小于立資操作：不能借助體力、腰力，因此雙臂操作力小于立姿：坐姿增加了人體對于環(huán)境震動的敏感度等。談話椅可當(dāng)做工作椅也可做休閑椅，普通坐姿時(shí)可當(dāng)做工作椅，后仰時(shí)可當(dāng)做休息椅，于是在設(shè)計(jì)時(shí)要同時(shí)考慮到兩種情況，并做

4、出設(shè)計(jì)。座椅設(shè)計(jì)的人與機(jī)的結(jié)合就要從坐姿出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 座椅設(shè)計(jì)與環(huán)境問題：餐廳不僅是人們進(jìn)餐的場所，同時(shí)也是重要的社交場所和公眾匯集的地方，在餐廳中，人們不但在吃，同時(shí)還在說。餐桌上的交談，人們總是希望能相互聽請對方，但又不希望本桌上的交談內(nèi)容被鄰近的餐桌聽到，餐廳中嘈雜的聲音對聽請講話是不利的，但對保障交談的私密性又有幫助，在餐廳環(huán)境及造型不易改動的前提下，可通過對座椅的設(shè)計(jì)來改善這種情況。 在確認(rèn)以上兩個(gè)設(shè)計(jì)原則后，再加上與主題個(gè)性化餐廳的結(jié)合，滿足各方面要求，即可進(jìn)行設(shè)計(jì)。對于個(gè)性化餐廳談話椅的人機(jī)學(xué)設(shè)計(jì)，首先需要的是足夠多的對現(xiàn)有談話椅進(jìn)行研究，以缺點(diǎn)列舉法為主進(jìn)行設(shè)計(jì)，如果有必要?jiǎng)t

5、需要對座椅進(jìn)行全新的設(shè)計(jì)。其次運(yùn)用希望點(diǎn)法，開發(fā)更符合人機(jī)要求的完成工序的結(jié)構(gòu)。1.3設(shè)計(jì)目標(biāo)本設(shè)計(jì)旨在建立一個(gè)與環(huán)境相合能完成必要目標(biāo)且又符合人機(jī)學(xué)原理、讓更多的人對就餐談話感到舒適滿意的座椅。通過本課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，要培養(yǎng)自己獨(dú)立完成文獻(xiàn)資料檢索和解決實(shí)際問題的能力，更好地理解和掌握人機(jī)學(xué)設(shè)計(jì)的原理和方法，掌握運(yùn)用人機(jī)學(xué)設(shè)計(jì)的基本技能，熟悉運(yùn)用繪圖（包括計(jì)算機(jī)繪圖）表達(dá)設(shè)計(jì)意圖的方法，進(jìn)而培養(yǎng)自己運(yùn)用設(shè)計(jì)原理分析問題、解決問題的能力。二調(diào)研與分析2.1調(diào)研概要調(diào)研地點(diǎn)：太原理工大學(xué)周邊酒店及餐館。調(diào)研時(shí)間：人機(jī)工程課程設(shè)計(jì)課時(shí)以內(nèi)的所有時(shí)間。調(diào)研方式：主要是觀察法，再有詢問的方式。以及網(wǎng)上查閱

6、資料的方式。調(diào)研目標(biāo)：自身體驗(yàn)餐廳中的談話過程，盡量了解談話過程中出現(xiàn)的問題，在長時(shí)間體驗(yàn)時(shí)可能會出現(xiàn)的對于平衡調(diào)節(jié)理論的要求：對已有的設(shè)施進(jìn)行細(xì)致的優(yōu)劣判別，是否解決了一些問題,有沒有必要存在，對不足，能如何合適的進(jìn)行改進(jìn)，哪些東西有必要保留；列出現(xiàn)行談話椅的不足。如在設(shè)計(jì)過程中運(yùn)到問題，進(jìn)行再次調(diào)查，同樣的問題有沒有得到解決，是否有改進(jìn)的空間，利用一切機(jī)會去觀察在餐館中存在和發(fā)生的一切。對餐館談話椅有足夠的認(rèn)識，為接下來的設(shè)計(jì)階段做好各方面的準(zhǔn)備。事實(shí)證明在接下來的設(shè)計(jì)中，因不斷對座椅的深入了解，我發(fā)現(xiàn)了更多需要解決的問題也得到了很多設(shè)計(jì)的啟示。2.2 調(diào)研結(jié)果分析（1）、存在的問題1、

7、椅身的外形尺寸角度設(shè)計(jì)問題a. 椅面，外形：有些椅面被設(shè)計(jì)成弧凹形，本是想與人的臀部形狀保持一致，但弧凹形的高度差較大（大于25cm），人坐在一面?zhèn)麜r(shí)，股骨兩側(cè)會往上移，使髖部肌肉受到擠壓，造成不適，因此并不合適。尺寸：一般餐廳座椅不可調(diào)節(jié)，椅面前緣高度或翹起，或平角，但對于談話椅來說，在餐廳除了就餐外，還有的是時(shí)間更為長久的交談，在交談過程中，整個(gè)人處于一種放松的狀態(tài)是較為舒適的，因此，在設(shè)計(jì)中，要同時(shí)考慮到就餐及休閑兩種不同狀態(tài)下的椅面傾角。b. 椅背，外形：坐下后脊柱曲線形態(tài)與站立時(shí)相比發(fā)生變化，腰椎段的曲度變化最大，由向前凸趨于變直，甚至略向后凸，因此腰椎間的壓力不能在維持正常均勻的狀

8、態(tài)，這種影響主要發(fā)生在傷神沒有依靠的情況下，因此，在座椅設(shè)計(jì)中，加上靠背設(shè)計(jì)，會使人在長時(shí)間坐時(shí)保持舒適。若座椅靠背有一定的后仰角度，是整個(gè)上身的體重能較多的由后仰的靠背承擔(dān)，脊柱形態(tài)變化對舒適性的影響程度有一定的緩解。尺寸：有些餐館椅子雖有靠背，但在實(shí)際感受中并不舒服，原因是角度沒有掌握好，是人體在坐姿后仰時(shí)脊柱有了較大的彎曲變形而不舒適。當(dāng)椅背與椅面成120度角時(shí)，腰椎處有腰靠支撐，坐直腰椎形態(tài)變化小，腰椎椎間盤壓力小，是較為理想的狀態(tài)。c. 頭枕，在很多餐館中，靠背的長度一般較短，后仰時(shí)只能使背部休息，而脖子處一直處于工作狀態(tài)得不到休息，為緩解頸椎的壓力，可在椅背處安裝頭枕，頭枕的位置一

9、般處于頸椎之上、后腦勺的下部，這一位置因人體身材高矮不同有很大差異，因此在設(shè)計(jì)過程中可設(shè)計(jì)為可調(diào)節(jié)式設(shè)計(jì)。d. 扶手，扶手外形并無特殊規(guī)定，一般與椅面平行。尺寸：在實(shí)際感受中，有的扶手設(shè)計(jì)很不舒適，有的扶手設(shè)計(jì)過高，肩部肌肉緊張，時(shí)間稍長，就會感到酸痛，是不適宜的，有的扶手設(shè)計(jì)過低，使肘部“追”著扶手走，自然使脊柱彎曲，時(shí)間稍長會使人體不舒服。扶手的高度在設(shè)計(jì)時(shí)一般略低于“坐姿肘高”。扶手的長度過短則起不到扶手的作用，過長既讓人不舒適又浪費(fèi)空間，所以扶手的長度一般約為肘長，扶手前端設(shè)計(jì)為弧形，大致符合人手自然狀態(tài)的弧度。e. 座面高度，有些坐椅在感受過程中，小腿夠不到地面，或者剛好夠到而無法施

10、力，全身重量由大腿與座面前緣之前的接觸點(diǎn)或面來承擔(dān)，背肌處在一個(gè)緊張的狀態(tài)。就餐時(shí)短時(shí)間內(nèi)不會感覺到背肌的負(fù)荷，但時(shí)間一長便能感覺出背部酸痛。若座面高度設(shè)計(jì)合理，可使小腿獲得支撐，降低大腿與椅面前緣之間的體壓，降低背肌的緊張。2、 座椅材質(zhì)的選擇問題在材質(zhì)這一方面，幾乎每個(gè)餐館都有不同，大多數(shù)餐館選用木質(zhì)材料，部分餐館為了顧客的方便舒適采用很軟的棉墊。一項(xiàng)研究報(bào)告指出，人坐在硬椅面上，上身體重約有75%集中在左右兩坐股骨尖下各25cm2左右的面積上，這樣體壓分布過于集中，若在椅面上加上適當(dāng)材料的墊子，一面與人體接觸面積會增加，坐骨下的壓力峰值將大幅度下降，即可改變體壓分布情況，但是有些餐館坐墊

11、太軟，不利與生理調(diào)節(jié)。在一些餐館，就坐時(shí)間太長，椅背椅面處溫度會攀升，濕度增加，使人感覺不舒服。優(yōu)良的椅墊應(yīng)避免人體接觸部分濕度的攀升，保持皮膚的干爽，同時(shí)保溫性能適當(dāng)，不宜過強(qiáng)或過弱，以特拉綸長毛絨、聚酰胺絲絨、聚酰胺制長毛絨作為蒙面材料較符合人機(jī)學(xué)。 3、就餐談話過程中外界干擾問題前面提到過，在交談過程中，人們總是希望交談雙方可以相互聽清對方，卻又不被外界其他人所干擾。于是在設(shè)計(jì)過程中便需要考慮到抗干擾這一方面的東西?？垢蓴_主要考慮后方以及兩側(cè)的干擾，需在兩側(cè)加以遮擋，擋住眼部及耳部，即可起到阻隔干擾的作用。（2）現(xiàn)有談話椅優(yōu)點(diǎn)總結(jié) 1、一般餐館談話椅坐寬足夠?qū)?，椅面面積較大，坐在椅面上使

12、臀部較為舒適。 2、有些餐廳針對不同地點(diǎn)的座椅進(jìn)行了不同的設(shè)計(jì)，如在餐館中間，一般座椅設(shè)計(jì)較為小巧，不會太占空間，靠近窗戶的地方，一般都被人們選來作為交談的地方，設(shè)計(jì)舒適，占地面積較大。 2.3 分析歸納座椅設(shè)計(jì)經(jīng)過很多年的發(fā)展已經(jīng)積累了很多好的因素，已經(jīng)能夠很好的完成它的功能目標(biāo)。但現(xiàn)在的座椅還是存在一些有待解決的人機(jī)問題。在接下來的設(shè)計(jì)中，主要是對座椅的分析中去解決一些問題，從座椅的原始功能出發(fā)一層一層的去分析那些解決了的和沒解決的問題，在對那些有待解決的問題進(jìn)行再設(shè)計(jì)。三設(shè)計(jì)的展開 3.1方案構(gòu)思總述 在設(shè)計(jì)初期，綜合考慮各個(gè)問題后，結(jié)合餐館實(shí)際情況加以設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求做出了五個(gè)

13、初步方案，并繪制了一些草圖。我將談話椅的位置固定在包間以及窗邊，包間的座椅設(shè)計(jì)可排除外界環(huán)境的干擾，窗邊的設(shè)計(jì)在考慮到座椅本身的設(shè)計(jì)之外，還要考慮與個(gè)性化餐廳主題的結(jié)合以及與周圍環(huán)境的結(jié)合。將窗邊座椅設(shè)計(jì)固定為兩人談話，即相互面對的兩人，排除一切外界干擾因素，只留下對面互相交談的雙方。3.2方案說明（1） 方案一1、這個(gè)方案的設(shè)計(jì)主要考慮在包間內(nèi)的座椅設(shè)計(jì)，不考慮再接環(huán)境的干擾因素，除了加入設(shè)計(jì)座椅本身需要的考慮的問題之外，對外形加以創(chuàng)造設(shè)計(jì)。2、這個(gè)方案取自中國傳統(tǒng)的八卦陣圖，將圖分割之后即可得出座椅的大致造型，在左側(cè)凹處加入固定座墊，改善椅面的弧度，使之更符合人機(jī)學(xué)。3、右側(cè)突出部分可作為

14、人體休息時(shí)側(cè)倚之用，人們在坐的時(shí)間長了之后，恰好后背沒有可以休息的地方，便會自然而然的向側(cè)方倒去，八卦圖一分為二之后所得的造型可以讓人在休閑時(shí)獲得依靠。4、鑒于八卦圖原圖為圓形，自然方知是不穩(wěn)定，所以在底部加以支撐，支撐處主要放在就坐處，即按圖示來說，偏左方一點(diǎn)，使整個(gè)座椅更為穩(wěn)定。（2）方案二 1、這個(gè)方案同第一種方案，都是為了包間內(nèi)的座椅設(shè)計(jì)。2、這個(gè)方案外形取自象征百年好合的百合花，將其中一片花瓣作為靠背，相鄰的兩片花瓣作為扶手，剩余兩片花瓣作為座椅支撐，為了使整個(gè)座椅穩(wěn)定，在座椅后背處加固定處理。3、座椅材質(zhì)選取較為柔軟，主要為交談一段時(shí)間后休息之用，造型優(yōu)美。（3）方案三 1、這個(gè)方

15、案除了對上述調(diào)研過程中提出的問題進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)之外，同時(shí)考慮進(jìn)了外界環(huán)境的干擾因素。 2、設(shè)計(jì)造型取自英文字母大寫“V”,對字母做加厚處理即得出基本造型。在底部加上支撐后，往上在適當(dāng)?shù)淖钐幵O(shè)置坐面，并加上相應(yīng)的扶手。對字母V的高度加以延伸，將椅背與椅側(cè)高度同時(shí)延伸過頭，可阻隔外界干擾。（4）方案四在綜合考慮了各個(gè)方面的因素后，做出了如下方案：人體在普通就坐時(shí)，座位角為6即可，而在休息的時(shí)候，一般整體后仰，為了配合人體各方面因素的變化，在休息時(shí)，座位傾角增大為10，靠背角度變?yōu)?20，此時(shí)，能使人體得到最大程度的休息。在椅背與椅座間設(shè)置裝置，使靠背沒有壓力時(shí)處于115角狀態(tài)，有壓力時(shí)，向后傾斜5

16、，變?yōu)?20。因?yàn)樾枰紤]環(huán)境因素，因此在外圍加上外罩，外罩仿照一般的吊椅造型，在需要隔音時(shí)加上外罩，不要隔音時(shí)去掉即可。（5）方案五 這個(gè)方案是在方案四的基礎(chǔ)上加以造型改進(jìn)，考慮到個(gè)性化餐廳的主題，我將主題定為“你好，陽光”，這款椅子是在窗邊擺放的椅子，好友或家人一起去餐廳時(shí)，坐在窗邊，享受溫暖的陽光，坐在獨(dú)特的純木質(zhì)且符合人機(jī)的座椅上聊天用餐，會讓人更好的享受生活。所有材質(zhì)換成木材制作，與主題相得益彰，材質(zhì)改進(jìn)之后，對造型加以改進(jìn)，即可得最終的方案。3.3方案總結(jié)以上的五個(gè)方案采用循序漸進(jìn)的方法，在一步步的設(shè)計(jì)中加入了更多人機(jī)因素，一步步走向完善，在方案中有可能因?yàn)樘貏e重視某個(gè)問題而忽略了

17、其他方面等等一些不足，但通過這樣的探索一些問題也找到了能解決的相應(yīng)辦法。我的方案大多數(shù)太過注重造型而忽略了一些實(shí)際的東西，因此在一步步改進(jìn)中，一步步加入調(diào)研做提出的問題并找出相應(yīng)解決方法，看上去是五個(gè)不同的方案，其實(shí)內(nèi)在過程一步步聯(lián)系，最終得出較為可靠的方案，在對五個(gè)方案進(jìn)行分析總結(jié)后我進(jìn)入了更為深入的方案設(shè)計(jì)中。 四設(shè)計(jì)的深入 4、1最終方案的選擇幾個(gè)方案之間相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，每個(gè)方案都有自己的獨(dú)到性，而又有一些不足，在一次次提出問題后又想辦法解決問題，在對幾個(gè)方案進(jìn)行認(rèn)真分析之后，我取其精華去其糟粕，組合設(shè)計(jì)之后，得出了最終的方案。4、2最終方案說明 椅身方面，在遵循人機(jī)尺寸的基礎(chǔ)上，椅

18、座處先用兩邊框架打好結(jié)構(gòu)后，再在內(nèi)部空間加以細(xì)化，木材相互穿插而過，形成了網(wǎng)格狀的造型，木材穿插時(shí)不是單純的垂直交叉，而是在原有垂直基礎(chǔ)上稍微做弧度處理。每一根穿插的木條截面均為橢圓形，在穿插膠結(jié)好之后使人坐起來更舒適。椅背采用木條并列的方式制作好，在上部下部加上直木條加以固定，既美觀又大方。扶手處前端做了圓滑處理，使人在扶手時(shí)更為舒適愉悅。椅腿部位直接用一根木條彎曲而成，并稍微向外偏移一個(gè)角度，使其更加堅(jiān)固。椅座與椅背連接處，左右用一根木條固定，這兩根木條的作用是在椅子閑置不用時(shí)通過回彈作用使椅子恢復(fù)原狀，在人進(jìn)行倚靠時(shí)，椅背會稍微向后偏移一個(gè)角度，但在扶手與連接處木條的作用下，不會因用力過

19、猛而導(dǎo)致椅子損壞。椅子的框架結(jié)構(gòu)除了用較為粗壯結(jié)實(shí)的木條外，在外部均加了一層螺旋結(jié)構(gòu)，不僅美觀，更增加了框架的堅(jiān)固性。在外罩方面，仍然是邊緣框架采用堅(jiān)固的木材換成一周，再在外部加上一層螺旋結(jié)構(gòu)，與椅子相得益彰，增加美觀程度與堅(jiān)固性，后罩部分采用鏤空形式，若為全實(shí)的外罩，人坐在里面會感到憋悶不已，但若是鏤空狀，不僅可以有效地隔音，增加美觀性，還能使人更加舒適。外罩與椅身沒有連接設(shè)計(jì)，是為了方便兩者分離，在不需要隔音的狀態(tài)下，直接使用椅子就好，若需要隔音，只需將兩者簡單拼裝即可。選擇木材的主要原因，除了其具有獨(dú)特的色澤與花紋外，還因?yàn)檫x用木材能更好地襯托主題。在功能方面，木材本身具有調(diào)濕特性，可調(diào)

20、節(jié)餐廳內(nèi)的濕度，而且其吸聲隔音的效果好，即使是鏤空外罩，也能起到一定的隔音效果。五尺寸的確定1、坐高工作椅坐高比坐姿人體尺寸中的“小腿加足高”低1015mm,取適合男女50百分位數(shù)身高的座高，男子：413+（25-6）-10=422mm,女子:382+(20-6)-10=386mm,將數(shù)值四舍五入為圓整的數(shù)值后，得工作椅的座高范圍為380420mm，休閑談話椅是為了舒適之便，一般座高較工作椅低一些，取370mm。2、根據(jù)阿克布羅姆靠背曲線以及人體坐姿生理分析，可知，就餐時(shí)，座面傾角取6度，椅背與椅面夾角為115度，在談話休閑時(shí)，座面傾角取10度，椅背與椅面夾角為120度。3、單人椅坐寬宜略大于人體水平尺寸的“坐姿臀寬”，根據(jù) “GB/T14774-1993 工作座椅一般人類工效學(xué)要求”給出的坐寬數(shù)值范圍為370420mm，談話椅為了舒適之便，將其范圍加大一些，取500mm，座長取500mm。4、扶手高度宜略小于坐姿人體尺寸中的“坐姿肘高”， “GB/T14774-1993 工作座椅一般人類工效學(xué)要求”推薦的扶手高度為210250mm,我們?nèi)?/p>