电脑桌人机学分析与设计

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1、人因工程学课程设计指导书106031班 第3组 课设题目：电脑桌的人机学分析与设计 指导老师：周丽艳组 长：王 磊 组 员：董树伟 于文涛 杜明睿 陶 野 沈阳理工大学应用技术学院 工业工程教研室目 录前言产品介绍1产品概述2人机工程学3关键词4目的及意义产品市场调研产品种类 6问卷调查9网络调查10案例调查分析15十字分析20人机学依据 21电脑桌人机学分析与设计目标人群 24常见缺陷不足24人机设计原理28参考文献 29对比分析 30设计成果 36结束语前言产品介绍电脑基本上是每家每户必备的家用电器，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

2、用户在配置自己的电脑时，总是会认真细致地精挑细选，货比三家然后选择最适合自己的电脑。但是却往往忽视了选购电脑桌的重要性。不少人家里都没有购买专门的电脑桌，只是随便的用家里的普通的书桌和坐椅来代替，结果时间一长，经常会腰酸脖子痛，身体疲劳不说还影响视力，所以说配置一套合适的电脑桌椅是相当有必要的。产品概述 当前市场上电脑桌品种繁多，款式和着色不乏新颖丰富。然而仔细分析这些产品，真正从人因工程学角度设计的却寥寥无几。一些进口的和仿国外品牌设计的电脑桌，虽有部分按人因工程学原理角度设计合理的地方，但设计的尺寸是按国外的人体尺寸照搬，也不符我国人体的尺寸模型，使用时同样会给健康带来不良影响。目前，由劳

3、动卫生部门提供的一份调查显示，北京劳动卫生职业病防治研究所从2005年到2008年，连续3年对电信行业、电视台、报社激光照排车间电脑作业人员进行了有关调查，30%左右被调查者不同程度地患有颈肩腕综合症，视力普遍下降。因此，电脑桌的设计对人的健康有很大影响。 随着现代的科技的突飞猛进，社会也在不断进步，人们开始注意到生活的质量，人们要求使用设备要更加的人性化，这就使得人因工程学在我们的生活中大规模的运用。人因工程学使得我们拥有更高的生活环境。人机工程学人机工程学定义：所谓人机工程学，亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体

4、各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、活动范围、动作速度、动作频率、重心变化以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。人机工程学应用：人机工程学的范围是很广泛的，其基础学科是研究人的胜利、心理。就是实用科学，把技术科学直接应用的实际的操作之中，也是人体工程的本源之处。人机工程学以人为最根本、最直接的研究、服务的对象

5、，所以一切信息必须从人的自身中去获得，综合了这写信息才能做出判断。人类工程学是与人相关的科学信息在对对象、体系和环境进行设计中的应用，它涉及到人类生活的方方面面。理想的设计应当在工作体系、运动、休闲、健康和安全灯诸多方面充分体现人类工程学的原理。关键词关键词：电脑桌 人因工程学 人体尺寸人性化 目的及意义当今时代，电脑在人们的生活、学习和荼中受到了越来越广泛的应用。 与此同时，我国也迎来了第三次计算机普及的高潮，这意味着电脑必将广泛进入办公室、学校课堂和家庭。电脑成为每个家庭书房中不可或缺得部分。然而在电脑带给人们方便快捷和高科技的同时，人们也越来越注意到它带来的许多负面影响。如在普通桌椅上操

6、作电脑，人的手腕和前臂是悬空的，困而肌肉时刻处于紧张状态。此外电脑操作者长时间使用一种坐姿会使接触椅面的部位缺乏自血液流通，并产生神经压迫感，从而造成身体的不适和精神上的疲惫。长期如此，容易诱发严重的职业病。且人们在使用电脑的时候，往往离电脑很近，大都是由于桌面宽度不够，使视距过短，容易产生视疲劳，对于视力健康不利。另外，人们一般书籍和电脑会同时使用，作为一个完整的书桌，需要满足多方面的需求，一般的电脑桌都只是安放电脑的地方，没有设计专门的相应的书架和书桌，造成书本的随处乱放，寻找时间过多，降低工作效率。因此研究如何从人因工程学角度出发，分析设计合理的电脑桌椅，使其符合人体的生理、心理及解剖学

7、特性，以提高人们在电脑作业时的合适度和工作效率已成为当今家具设计领域的一个重大课题。为了更好的改进设计符合人因工程的书房电脑桌椅，首先必须对市面上现有的电脑桌椅存在的问题进行总结分析，进而再针对这些问题进行改进，以设计出符合人体生理、心理及解剖学特性的电脑桌椅。产品市场调研产品种类 书房中使用的电脑桌书架和电脑桌的结合式 单独的电脑桌问卷调查(1)79的调查者对现在所使用的电脑桌不太满意，52的人认为桌面高度偏高，这让使用者不得不仰视显示器，易产生颈部肌肉疲劳。84的人认为桌面设计得过窄，一方面保证不了操作者看视屏的视距，使眼睛过于疲劳，时间一长容易引起近视，另一方面对于经常要使用电脑桌来学习

8、的大学生来说，过窄的桌面，造成他们的使用空间不够。(2)39的人认为键盘托盘长度刚好只够放键盘，使鼠标只能放在桌面上进行操作，此时如果键盘高度使用起来是合理的，那使用鼠标的高度就太高，同时，67的人认为他们在操作键盘和鼠标时肘部缺少必要的支撑，使手腕和手臂处于悬空状态，极易造成肌肉群疲劳。(3)62的调查者认为电脑主机箱位置过低，每次进行各种操作时总要弯下腰去，使用极不方便，此外，放主机箱的位置太闭塞，不利于空气流通及主机散热。 (4)78的调查者会把常用物品放在电脑桌上，而现有的电脑桌功能过于单一，缺少必要的收纳功能，而对于有电脑配件多的用户来说，电脑桌显得“小”，放不下其它设备，比如音箱、

9、电话等配件就没有专门的放置地点。有时用到书的时候，我们不得不离开位子寻找，往往导致寻找时间过多，降低工作效率。(5)调查显示，对于电脑桌的色彩，72的女性调查者喜爱暖色调，90男性调查者喜欢冷色涮或无色调；材质方面，大部分调查者偏向环保材质，造型风格偏向时尚风格。(6)此外，还有82的调查者认为电脑桌的走线位置设计不合理；而随着笔记本电脑越来越走向平民化，更多的大学生开始使用笔记本电脑，现有的电脑桌根本不能满足他们的需求，这些都是需要设计者解决的问题。(7)有许多家庭都是大人和孩子共用一台计算机，但电脑桌和椅子只有一套。显示器的高度、键盘的位置和椅子的高度都是固定的。这种配置如果长期使用，会影

10、响孩子视力和骨骼的健康发育。 3、 网络调查1.您家现在使用的电脑桌是宽屏还是普通屏？2.您认为电脑桌是什么材质的比较好？3.对现在的家用电脑桌评价如何4.觉得现在的电脑桌还存在哪些问题？5.于儿童电脑桌的功能，您最希望具备哪些功能？ 4、案例调查与分析1.案例调查组合电脑桌，因电脑桌和书柜甚至衣柜合为一体而得名。由于其既能节省空间又能避免家居风格不一致，所以深受白领居家喜爱，目前较多大学宿舍也是采用组合式电脑桌。转角电脑桌，电脑桌符合转角需要，非常规的方正而得名。这种电脑桌使家居的转角得到充分利用，同时时尚的外观，更是吸引了大量的购买者。 床上电脑桌，主要是方便时尚一族在床上使用笔记本电脑的

11、需要，有点像医院病房里的人用的一种餐桌一样的小桌子,下面有轮子。目前也受到了部分住校学生的青昧。人体工学电脑桌，主要是其设计符合人体工程学，是根据操作人员在使用电脑时最放松的姿态而设计，一般带有可放置键盘和鼠标的滑动抽屉，抽屉的高度还能够自己调节。长期对着电脑的人士对这种电脑桌的需求较大。（如图4）玻璃电脑桌，因电脑台采用了钢化玻璃的素材而得名。这种电脑台设计新颖，因此也符合了一些家居风格的需要。图5图4 图52.调查分析各种电脑桌市场关注度（柱状图体现）a.按电脑桌的种类分（如图1）图1b.按电脑桌的功能分（如图2）图2c按用户需求分（如图3）图3 由此可见，目前市场上的组合式电脑桌、转角式

12、电脑桌和人体工程电脑桌比较受欢迎，并且有抽屉的电脑桌、有附加桌子的电脑桌以及有书架的电脑桌都比较受欢迎，同时风格比较稳重的电脑桌式样特别受到用户的青睐。 在电脑桌普遍普及的今天，人们更加注重电脑桌的人性化需求。方形、外表稳重、多功能的电脑桌深受消费者所喜爱，人们不仅重视电脑桌的基本功能，同时也十分关心电脑桌的大小、外观和附加功能。虽然市场上的电脑桌种类繁多，但它的发展潜力仍是巨大的。5、 产品十字分析6、人机学依据人体坐姿尺寸参考（单位：mm）项目 百分位数 男（ 尺寸） 女（尺寸） 尺寸平均值 设计依据 坐高 50 908 855 881.5 电脑桌高度设计依据 坐姿眼高 50 798 73

13、9 768.5 坐姿肘高 50 263 + 413 251 + 382 654.5 1电脑桌高度设计依据 2容膝空间设计依据 地面到键盘高度 小腿加足高 50 坐姿大腿厚度 95 151 151 151 坐姿膝高 95 532 493 512.5 人体水平尺寸参考（单位：mm）项目 男（尺寸） 女（尺寸） 尺寸平均值 设计依据 最大肩宽 469 438 453.5 电脑桌宽度设计依据 臀宽 334 346 340 坐姿两肘间宽 489 378 433.5 电脑桌长度设计依据 坐姿臀宽 355 382 368.5 一、 电脑桌人机学分析与设计1、 目标人群性别：男女不限年龄：老少皆宜群体：广大家

14、庭用户2、 常见缺陷不足a、脑桌的高度电不当引起电脑综合症的主要原因，太低则造成背部向前倾屈；太高则必须抬高肩部，引起颈肩的不适，理想的作业面高度应使上臂自然下垂，前臂接近水平或向下咯斜，避免小臂上举状况的发生。同时,电脑桌桌面的高度影响到显示器的摆放高度，进而影响到人眼的观察角度。从人机工程学角度分析，显示器的最佳摆放高度应是它的上沿不高于人坐姿时眼睛的水平视线，它的中心应在水平视线以下l0o20o,比较合适。考虑人在屏幕时，一般视线与屏幕相垂直时比较舒服，还可以减少反光对眼睛的伤害，所以显示器一般后倾10o15o。显示器一般都放在桌面的，所以显示器的放置就决定了桌面高度。显示器的上缘或屏幕

15、文字最上端应与人的水平视线等高或略低，过高时需要不时仰头，使颈部伸展而过低时又要颈部倾斜而加大了屈颈力矩，使人在相同时间内更易疲劳，并引起颈部不适。表1 给出的我国男女坐姿时人眼的高度，取功能修正值，着装修正取为3mm，放松坐姿时眼高修正值取为40mm。若采用17 英寸显示屏，取显示器屏幕下部边框的厚度大约在100mm 左右。桌面高度= 坐姿眼距地高+ 着装修正- 姿势修正- 屏幕边长- 屏幕下部边框厚度，男性从第5 百分位到95 百分位，则大约桌面的高度范围变化从1132 - 305 + 3- 40 - 100 = 690、1295 - 305 + 3 - 40 - 100 = 853，即6

16、90 853mm；女性为1037 - 305 + 3 - 40 - 100 = 595、1189 - 305 + 3 - 40- 100 = 747，即595 747 mm。人的横向视野大于纵向视野。最有效的视野区为以水平线向上为30o，向下为40o，以鼻为中心左右各15o的范围内，其中以在3o以内为最佳视觉区。人眼的最佳视线在站立时往往低于水平线10o，在坐势时则为15o。 现在大学生主要用的是14寸的笔记本电脑，它的高度大约是276mm，一般为了散热都装有散热器大约50mm，显示屏边缘高度共40mm。人眼与视屏应保持一定距离，以保证不受电子射线的伤害。屏面的大小在水平方向和垂直方向与人眼成

17、不大于30的夹角，屏幕边长约为305mm，此时的视距最小为( 305 2tan15 ) 569mm。屏幕越大视距应越远，一般情况下取为710 760mm。手与键盘、鼠标的关系最自然的手的姿势是手左右对称，处于正中线的位置，见图1 中间图所示，左侧图产生了掌侧曲和尺侧偏，右侧图产生了背侧曲和挠侧偏，使手偏离了正常的位置，容易引起重复性积累损伤疾病如腱鞘炎、滑膜炎等。在使用键盘或鼠标过程中，要使手保持正常自然的姿势，上臂应自然放松，垂直向下，上臂与小臂之间呈略大于90 的角度，放置鼠标的位置高度不易过高，有利于保持手腕的顺直（ 见图2 左侧图，避免产生背侧曲见图2 右侧），这也是为什么键盘高度要在

18、肘高以下的原因。在移动鼠标时，应由上臂带动手腕来移动，避免纯的手腕转动，更应避免转动幅度过大，造成尺侧偏和挠侧偏。另外还要避免手腕直接和桌沿相接触，使腕道内的腱鞘发炎、肿大压迫腕 部神经，可知，键盘和鼠标的高度合适，有利于保持正确的作业姿势，降低职业病的发生率。另外在使用键盘或鼠标时，手在进行运动时，最好给予支撑，大的运动要提供肘部支撑，小的运动要提供前臂支撑，手指运动要提供腕部支撑。形成腕管综合症（鼠标手） 上为图1 下为图2因此，由以上分析可知，键盘和鼠标的高度合适，有利于保持正确的作业姿势，降低职业病的发生率。另外在使用键盘或鼠标时，手在进行运动时，最好给予支撑，大的运动要提供肘部支撑，

19、小的运动要提供前臂支撑，手指运动要提供腕部支撑。在进行文字输入时最好有肘部的支撑，否则肘部悬空，需要耸肩用力，同时伴有头、眼、手、指的细小频繁运动，时间长了会使颈、肩、背、腰、手臂、手腕、手的肌肉疲劳与疼痛。所以应有支撑肘部托板，让双臂放置在身体两侧的支肘板上，可以使上身自然放松、缓解疲劳、减少疼痛。并且可根据不同的工作性质变换身体姿势，采取不同的坐姿。上述尺寸的选择既可以基于平均原则，适合于大多数人。在电脑桌设计时，可以采用可调原则，使键盘高度、桌面高度都可在一定范围内调节，以适应不同身高的需求。对电脑桌使用的作业环境研究 光源放置要避免光线经显示器反射进入人眼引起眩光。周围环境与电脑屏幕的

20、亮度对比不应过大，防止对比眩光的产生。对电脑桌设计的色彩研究 电脑桌的颜色，自然与主人的喜好有关，不过也应保持其与室内环境的色彩协调。不但要满足人生理的需求。还要满足人的审美需求。由于电脑屏幕较亮，若工作性质要求视线要在屏幕与桌面文件间来回转换，为了避免眼睛因明暗适应带来的误差和注意力的分散，桌面色彩和屏幕色彩明度对比不易太大，否则易引起视觉疲劳，桌面宜采用白、浅兰、浅灰灰等柔和的浅色调，这也与目前的家居环境或办公环境的浅色调相协调 。材质选用 材料主要选择环保无毒的天然实木为主，尽量避免了现代材料释放有害气体，桌面的架子支撑选用不锈钢材料，有很好的承重效果。3、 人机设计原理4、 参考文献

21、5、 对比分析特的书架书桌的连体设计，实用、方便，充分利用空间。随取随用的书 籍、资料摆放在开放式的书架里，在家办公时，可以减少杂乱无章对您的影响，大大提高工作效率，保持充沛的创作激情。但不能用于多人群，不能升降桌面。灵活的资料收纳方案，让你在家办公像在办公室一样井井有条。键盘托和主机架可以依据您的需要加配。但不能升降桌面，不能灵活移动。设计简洁 ,牢固耐用，承受力度强，具有优良的调温、调湿功能，板材光泽度、手感甚好。但不能升降桌面，且桌面长度不够，较狭窄。结构简约，使用时尚，性价比高。基本可以满足台式电脑的尺寸要求。但没有储存架，且不能升降桌面。功能齐全，美观大方，新PVC颜色运用使桌子更时

22、尚，储物柜可左右随意安置。但桌面不能升降，且桌面狭小。抽屉柜和主机柜左右位置可以互换！曲线设计，造型时尚。但桌面不能升降，且桌面空间狭小，色彩单一。6、 设计成果二、 结束语人因工程学是研究人和机器，环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理，心理等特征，达到在生产生活中提高效率，安全，健康和舒适的目的。通过这次设计，我对人机工程学以人为本的理念和人性化设计的理解进一步加深。设计的方法是“优化”， 即采用优化的设计方法获得最大的价值。在进行产品设计时，就不会只是考虑产品的造型和色彩，而是从功能、造型、尺寸、色彩、空间等多个方面进行综合考虑，使最终的设计方案更加合理、功能丰富

23、，色彩清新，适合人体尺度，满足空间要求，做到真正的人性化。这款电脑桌的设计正是如此，在学习人体尺寸要求后，运用人机工程学的相关原理，设计最适合宿舍狭小空间使用的产品。这里，优化的方法是适合规定的场所，最大的价值是可在使用时不会占太大的空间。通过以上设计，我们可以体会到人因工程的重要性。并且随着社会的进步，电脑会越来越普及。所以我们应该更加重视其利于弊，使我们有一个良好的使用电脑环境。避免一些潜在的不健康因素。有效利用人因学。是产品符合我们的生理及心理需要。综上所述：在进行产品设计时要从使用者、使用环境、使用方式、生理、心理因素等方面，运用人机工程学知识合理设计，整体考虑并做出科学的定性与定量的分析与研究尽最大可能性满足人的需求弘扬以人为本的精神。41