电脑桌课程设计基于人机工程学学生电脑桌设计

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1、目 录1引言32 现在学生电脑桌的现状与不足42.1 学生电脑桌现状42.2 现有电脑桌不足42.3 此次设计的意义53 对存在问题的改进和设计63.1 原因分析63.2 对电脑桌的改进83.2.1 整体布局改进83.2.2 主机箱摆放柜改进93.2.3 材料的改进93.2.4 色彩的改进93.3 电脑桌设计113.4 电脑椅子设计133.4.1 电脑椅子设计分析133.4.2 设计原则143.4.3电脑椅子设计尺寸144 总结16参考文献17基于人机工程学学生电脑桌设计 【摘要】通过对大学生电脑桌使用过程中存在问题的分析，根据学生的生理、 心理特点，提出基于人机工程学的设计方法。分别对电脑桌

2、桌面相关尺寸，键盘托盘相关尺寸，以及电脑桌造型与色彩等方面进行人性化分析。结合人机工程学的相关设计，设计出属于我们大学生自己的脑桌。【关键词】人机工程学 大学生 人体尺寸 电脑桌 设计1引言 随着经济与科技的发展,电脑已成为人们身边必不可少的产品。电脑的普及与资讯教育的推广使得学生接触 电脑的时间逐渐增加,相应的学生电脑桌也逐 渐受到人们重视。然而,当前市场上电脑桌在结构、尺寸、色彩等诸多方面存在问题, 并缺乏个性,影响了学生的身心发展,尤其是在结构尺寸方面的问题更容易造成学生使用者不良操作姿势习惯的养成,加速存在生理伤害的潜在风险。所以运用人机工程学的知识对电脑桌进行设计具有重要意义。2 现

3、在学生电脑桌的现状与不足本章主要调查电脑桌的现状、呈现的特征、存在的问题未来的发展趋势，并指出研究电脑桌的意义和目的。2.1 学生电脑桌现状 电脑桌是用来放电脑的桌子，是很重要的办公及生活用品。在现在的学习生活中电脑已经是我们必不可少的工具了，无论是写论文、查资料、听音乐、玩游戏我们都离不开电脑。大学生每天要有2小时以上的时间是面对电脑的，也就是说我们每天要有很长的时间是坐在电脑桌前的。久坐电脑桌前的都有这样的经验，工作学习一段时间以后，常常会感觉脖子、肩膀发沉，起身活动一下就好了。肩膀酸痛最常见的原因，是由于不良坐姿引起的。同一姿势保持太久，使脖子和肩膀周围的肌肉紧张，时间一久就导致酸痛感。

4、腕关节的病痛是由于长时间使用电脑，手部的神经受到压迫所致。不同于繁重体力劳动的是，从事电脑操作进行的是一项静力作业，伴随着头、眼、手的细小和频繁运动，往往持续时间长、工作量大，会使操作者的肌肉、骨骼反复紧张，引起相应的病症。 2.2 现有电脑桌不足（1）电脑桌的作业高度偏高且不可调，部分调查者对现在所使用的电脑桌不太满意，有些人认为桌面高度偏高，使用起来不舒服。（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）电脑桌的键盘托板高度不合理造成作业疲劳,幅面尺寸偏小,使用不方便（4）显示器位置偏高,现在市场上的电脑桌高度都在710mm以上,这个高度对大多数的人来说普遍偏高（

5、5）眼睛距电脑屏幕距离偏小,达不到手臂的距离（6）作业时缺乏合理的支撑。（7）对于电脑桌的桌面颜色，大部分的调查者喜欢色彩鲜艳的电脑桌，还有些人喜欢桌面是木材的原本色。（8）在电脑桌的附加功能方面，很多人认为电脑桌的高度应该能够自由调节，根据不同的使用者身体尺寸，调节出不同的电脑桌高度,还有人认为电脑桌要附加腕靠，还有些人认为电脑桌桌缘应该加上软垫。（9）还有很多人认为，电脑桌取材应该环保，对人的身体无伤害的材料为主，在人身体能够接触到的部分应该注重处理，进行抛光打磨，或者圆角光滑处理，避免磕碰和不必要的伤害。2.3 此次设计的意义 电脑比较广泛的使用是近年的事情，而电脑桌的设计还处于相对滞后

6、的阶段。所以，此次设计的课题让我们很好地结合书本知识，对生活中的不合理设计进行改进，将理论应用于实际，同时，通过设计又巩固了课本知识。对我们的学习有很大的帮助和提高。3 对存在问题的改进和设计本章对现有电脑桌存在问题的原因分析以及评价过程与结论。3.1 原因分析（1）按照人体工程学的理论，无论是写字台、课桌的高度，还是电脑桌上键盘与鼠标的高度，都应当与人在坐姿时的肘部等高或稍低，只有这样，才有利于人们保持正确的坐姿。以日本为例，1971 年以前，日本办公桌的标准高度采用74cm。由于屡发种种职业病，日本于1971 年全面修订了办公用具的标准，分别规定了70cm 与67cm为男用与女用办公桌的标

7、准高度，从而在很大程度上减少了疲劳的产生。也许有人认为，日本人比中国人矮（平均约2cm），不足为据。但是，据资料，英国男子平均身高约为1.78m，而英国推荐的桌面高度也仅为71cm。再来看看我们的电脑桌、写字台、课桌，一般的高度均为7576cm，显然是太高了。（2）桌面的深度设计取决于要摆放的显示器厚度，保证人眼到显示器屏幕的视距。眼睛与电脑屏幕的距离依个人情况有所不同，但一般以50100cm为最佳范围，即一臂左右距离，防止眼睛的过度疲劳，引起近视。因为在使用时托板是拉出的，所以减去托板的进深尺寸，显示器的进深尺寸，选取3070cm即可。随着电脑技术的迅速发展，显示器越来越变薄，所以说，桌面的

8、深度也会减小。（3）作业面高度不当事引起电脑综合症的主要原因,太低则造成背部向前倾曲;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,小臂接近水平或向下略斜,避免小臂上抬状况的。 具体角度如表3-1，图3-1所示。且作业面高度不当事引起电脑综合症的主要原因,太低则造成背部向前倾曲；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,小臂接近水平或向下略斜,避免小臂上抬状况的发生。表3-1人体最佳坐姿关节角度范围 图3-1人各关节最佳坐姿角度（4）显示器的上方应不高于坐姿的眼睛水平视线，显示器的下方应不低于水平视线向下40 度角的方向，显示器的中心应在水平

9、视线以下10度角20 度角上下。显示器表面应保持一定的斜度以与人的视线相垂直。如图3-2示：由此看来，不应当把卧式主机垫在显示器的下面，这样显示器的位置就过高了。眼睛与显示器的距离一般应提倡在70cm 左右，即为一臂距离。如果因电脑桌的不足或电脑放置的不当使电脑系统达不到以上参数，对人的视力健康就会产生不良影响。图3-2体如显示器位置高度（5）当人在操作电脑时，多是采取前倾的坐姿，这样人的腰背部就脱离了椅子的靠背，手臂离开了椅子扶手，只剩下椅面支撑人的臀部，造成一种不稳定的状态。人们一般采用手掌支撑的方式来保持身体稳定。但这种支撑不但稳定性不好，很容易形成过度前倾，产生弯腰驼背的不良后果，而且

10、需要腰部和背部的肌肉处于静态施力的紧张状态，从而加重了肌肉的负担，容易造成腰背肌劳损。所以，许多计算机操作人员都承受着腰和背的疼痛。操作电脑时由于缺乏对肘部的支撑，肘部处于悬肘操作的姿势，而上臂与前臂又需要保持一定角度的固定姿势，肩背部、手臂、手腕处的肌肉都处于一种静态施力的紧张状态，这就容易引起劳（6）对于装饰材料主要使用环保，无毒，无污染的绿色材料，尽量选择以天然实木为主，市场上多选用松木。尽量避免使用玻璃，陶瓷等材料，这些易碎材料很容易伤害人身安全。3.2 对电脑桌的改进3.2.1 整体布局改进首先，要确保计算机（包括显示器、主机、键盘和鼠标）要放在一个稳定的工作面上（而不是摇摇摆摆的）

11、，要有足够的面积来放下这些东西。如果在上机期间还需要在纸上书写，那么选用一个平的台面，高度在地面以上71到76厘米，在桌面下装一个用来使用键盘的滑屉装置。能够让键盘的放置，使手腕获得一个较为舒适的角度；在使用鼠标时，上肢应该是放松地，而且要靠近身体。电脑桌面右上角带有一个直径为10cm的圆孔，里侧要带有一块高度为6cm的挡板，桌面下增加一个键盘抽屉，桌面的边缘为弧形。增加键盘抽屉查资料可知键盘的长度为47cm左右，鼠标垫的宽度为17cm左右。为了便于操作，使得键盘抽屉能容下键盘和鼠标，抽屉的宽度设计为70cm。键盘的宽度为15cm左右，为了较大范围地控制键盘和人的距离，抽屉的深度设计为30cm

12、。长期打字时手肘没有一个支撑点容易疲劳，因此在设计键盘抽屉时在抽屉里面嵌入一对可以拉出收进的弧状手肘支撑平板，同时还配有一对皮软垫，打字时抽出支撑平板将软垫粘在上面支撑手肘，用完就取下。结合桌面高度与容膝空间的设计，键盘桌面的高度应该设计为12cm。而且抽屉里侧要加一个挡板以防人不小心将键盘推到地下。3.2.2 主机箱摆放柜改进 寝室电脑桌的可用面积比较小，将台式机的主机箱摆放在桌面上，就会占据一部分空间，减少实用空间，使原本就不宽敞的桌面变得更加拥挤。所以，要将桌下的小柜进行改造，用来摆放主机箱。将主机箱放在下面，也可以减少一部分电脑对人的辐射，防止长期使用电脑引起病变。在柜子里侧板上开圆口

13、，便于主机与显示器、鼠标、键盘各种线路的连接。柜子的后面要保持敞开，利于主机散热。3.2.3 材料的改进 电脑桌应尽量选用质地好且耐磨的材料，螺钉及相关部件应用强度好的铁钉。目前市场比较便宜的那种电脑桌椅都是用合成板材加塑料（如刨花板压缩板三合板）制成的，这些电脑桌椅从表面上和其他电脑桌椅一样。但是主要材料是合成的，硬度不够边缝铆合的不严密，晃动的较厉害。再一个缺点就是承重有限制，如果桌面设备较多较重的话，这种桌子就有可能支撑不住。但这种电脑桌的优点就是价格便宜，且重量轻巧易于搬动。再下来就是用纯木材制作的电脑桌，桌子表面的有的喷涂的是油漆，有的是贴的那种颜色胶纸。一般来讲，喷漆的木制电脑桌不

14、爱掉色，贴纸的则反之。这种电脑桌在市场最为常见，因其比较坚固耐用，质量也比较轻，价格属中档次价位。最后一种类型的电脑桌，就是近来市场上才开始兴起的组合式电脑桌椅。这种电脑桌无论在样式上还是颜色上，都比上两种电脑桌要丰富。这类电脑桌用的材料是轻型铝合金材料和塑料。结合上述市场上调查和学生的经济状况，学生的电脑桌应该选择纯木制的，上面再喷漆。3.2.4 色彩的改进色彩对人的心理有着直接影响，单调的颜色会很容易让人产生视觉疲劳；而过大的色彩反差也同样会令人视觉难受。长时间对着同一种颜色，会产生视觉疲劳，所以电脑桌的颜色要与墙壁的颜色对比度稍大，可以使眼睛得到休息。正确选择颜色，有益于视觉、生理、心理

15、、功效、安全。红色会让人激动，蓝色则让人平静；心情郁闷的人容易从红色当中产生激情，在蓝色中更感到压抑和寂寞。通过颜色调节可以增强明亮程度、提高照明效果、标志明确、识别迅速、便于管理、注意力集中、减少差错和事故、提高工作质量、舒适愉快、减少疲劳、环境整洁、层次分明、明朗美观，满足于人们的审美情趣。根据安全人机工程学，安全心理学，颜色对人的视觉疲劳、心理疲劳均有影响，各颜色表示的抽象意义如表3-2所示，各颜色给人的心理生理作用如表3-3所示。表3-2 给颜色表示的抽象意义 颜色抽象概念红革命、热烈、牺牲、豪迈、危险、激动绿和蔼、悠闲、和平、娴雅、安静、健康、冷感蓝沉静、深远、冷淡、和平、善良白洁白

16、、纯净、清洁、轻松、真挚黑恐怖、绝望、寂静、沉重、悲哀、神秘黄 温暖、高贵、显赫、豪华、希望、光明、向上赤黄快乐、光明紫优雅、温厚表3-3各颜色给人的心理生理作用颜色热烈兴奋温暖轻松华丽突出接近富贵安慰干净沉重遥远红橙黄紫绿蓝白黑我校公寓的墙壁颜色为白色，而电脑桌为古朴的橙色。因为选择电脑桌的材质为木质，所以配上古朴的橙色，视觉上非常柔和，非常适合我们学生。3.3 电脑桌设计桌面高度不宜过高也不能太低，因此需要选用中身材百分位（50）来计算桌面的高度。桌面高度：16787/1730（功能修正量）30（心理修正量），取720；桌面长度：450（键盘长度）80（修正量）190（主机箱宽度）40（修

17、正量）150（桌腿空间），取1560；桌面宽度：400（显示器厚度）100（功能修正量）100（心理修正量），取560；桌下空间的设计选用大百分位来计算。若桌下空间满足大个子也必然适合小个子人，若选小百分位计算，空间太小，大个子就会感到空间不够，产生压抑感。桌下空间：17751/350（修正量）,取640；放置主机箱长：460（主机箱长度）100（修正量），取460。图3-3电脑桌俯视图图3-4电脑桌正视图图3-5电脑桌正视效果图图3-6电脑桌侧视效果图3.4 电脑椅子设计3.4.1 电脑椅子设计分析正常的姿势下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨时则后凹。在良好的坐姿状态下，压力适当地分布于各椎间

18、盘上，肌肉组织上承受均匀的静负荷。当处于非自然姿时，椎间盘内压力分布不正常，形成的压力梯度，严重的会将椎间盘从腰椎之间挤出来，压迫中枢神,产生腰部酸痛、疲劳等不适感。躯干完全挺直的坐姿使脊椎严重弯曲，因椎间盘上压力不能正常分布，身体上部的负荷加在腰椎部，引起不适，因此90度角的靠背椅是不良的设计躯干前倾的姿势会使本来前凸的腰椎拉直甚至反向后凹，这种姿势因而也极不舒服，影响了胸椎和颈椎的正常弯曲，使颈、背部疲劳。良好的坐姿：腰与大腿成135度，腰椎部有支撑脊椎骨依据其附近的肌肉和腱连接，椎骨的定位正是借助于肌腱的作用力。一旦脊椎偏离自然状态，肌腱组织就会受到相互压力(拉或压)的作用，使肌肉活动度

19、增加，招致疲劳酸痛。在挺直坐姿下，腰椎部位肌肉活动度高，因为腰椎前向拉直使肌肉组织紧张受力。躯干前倾时，背上方和肩部肌肉活动度高，以桌面作为前倾时手臂的支承并不能降低活动度。根据矫形学原理和肌肉活动度分析可得出下列结论：A 躯干挺直或前倾的坐姿很容易引起疲劳B 设置适当的靠背可使疲劳降低C 大于90度的靠背可防止骨盆的旋转，增加坐姿稳定性 且使坐姿更接近自然状态3.4.2 设计原则（1） 适当的座高应使大腿保持水平，小腿垂直，双脚平放于地面。（2） 座面不能过高，否则小腿悬空时，大腿受椅面前缘压迫，使坐者感到不适，长时间这样坐着血液循环受阻，小腿麻木肿胀。因此，座高一般按低身材人群设计，建议座

20、面前缘应比人体膝窝高度低35cm，且有半径为2.55cm的弧度。（3） 座面亦不能太低，否则腿长的人骨盆后倾，正常的腰椎曲线被拉直，致使腰酸不适。（4）座宽必须能容纳身材粗壮的人。对单人使用的座椅，参考尺寸是臀宽。（5）为适应绝大多数使用者，座深应按较小百分位的群体设计，这样身材矮小者坐着舒适，身体高大的人只要小腿能得到稳定的支持，也不会在大腿部位引起压力疲劳。(6) 靠背从脊柱正常形状来看，该角为115度较为合适。(7) 扶手不能太高，否则迫使肘部抬高，肩部与颈部肌肉拉伸；但如过低则实际上使臂部得不到支撑，或者躯干必须偏斜，以寻求一侧的支承。3.4.3电脑椅子设计尺寸 电脑椅子设计尺寸如图3

21、-7所示。效果图如3-8所示。图3-7电脑椅子尺寸图3-8电脑椅子效果图4 总结 学生是祖国的未来设计师，他们的身心健康很重要。基于他们的人性化设计可以使他们事半功倍。我们现在使用的电脑桌是学校统一提供的，而适应性较差。我们设计一个真正适合学生使用的电脑桌十分重要。本次设计在多个方面对学生电脑桌进行分析并设计，虽没有考虑性别因素，但设计可调高度的座椅加以弥补。本次设计主要是以安全人机工程学原理为主，利用对电脑桌椅的认识并结合安全人机工程学的原理与相关知识对电脑桌椅的设计进行简要的分析，并应用人的心理特性等知识，对电脑桌椅的设计进行进一步的研究与分析探讨。通过本次课程设计，我发现自己更加的系统的

22、掌握了安全人机工程学的原理、方法和内容，通过这次课题的分析和改进,提高了我对人机工程学知识的应用能力，培养了我对人机实际问题的独立思考和解决的能力，形成了较为系统和科学的思维体系，也懂得了如何正确进行系统思维与统系思维并实现两者的结合。所以在设计时应以人为中心，充分考虑人的因素真正做到人机协调。但也有很多不足和缺陷，有一定的局限性。最后，在设计过程中，得到了老师认真细致的指导，在此表示衷心的感谢！参考文献1 姜红俊编著.心理学原理.北京:高等教育出版社，20032 欧阳文昭，廖可兵.安全人机工程学.北京：煤炭工业出版社.20023 曹琦主编.人机工程.四川：四川科学技术出版社.19914 曹琦等编.人机工程设计.四川：西南交通大学出版社.19885 （日）浅局喜代治编著.现代人机工程学概论.北京：科学出版社.19926 丁玉兰主编.人机工程学.修订版.北京：北京理工大学出版社.20007 杨公侠编著.视觉与视觉环境.上海：同济大学出版社.20028 张为诚，沐小虎编著.建筑色彩设计.上海：同济大学出版社.20009 朱钟炎，王耀仁，王邦雄，朱保良编著.室内环境设计原理.上海：同济大学出版社.200310 张力，廖可兵主编.安全人机工程学.北京:中国劳动社会保障出版社,200718