基于人机工程学考虑的大学生电脑桌的改进设计

基于人机工程学考虑的大学生电脑桌的改进设计杨志刚指导教师：张圆圆摘要在现代生活中，越来越多的人离不开电脑，而在大学生群体中电脑在日常生活中的使用率更显得尤为突出，所以作为承载电脑以及相关系统的直接平台，电脑桌的设计显得尤为重要。它关系到使用者的操作体验和工作效率以及身心健康。通过我对台式电脑桌的设计改进，说明其中运用安全人机工程学的原理，使产品不仅能用、好用、还舒适宜人。探讨了电脑桌设计中要解决的实际问题,如桌面高度和宽度的选择依据、键盘摆放高度、使用鼠标时与人舒适的确定方法和整体颜色的选择以及电脑在使用过程中应注意的安全问题,使其更安全、更舒适、更有效、更宜人、更适合于人的使用。关键词：安全人机工程学，大学生电脑桌，改进设计目录第一章绪论.......................................................31.1选题的目的、理论意义和现实意义..............................31.2国内外研究和发展概况........................................41.2.1国外对电脑桌的设计有两款最具代表的两个设计.............41.2.2国内对电脑桌的设计主要也分为几个方面...................41.3本课题研究的主要内容........................................7第二章安全人机工程学介绍.........................................72.1人机工程学...................................................72.1.1人机工程学的发展及命名.................................82.1.2人机工程学研究的目的、内容和方法.......................92.1.3人机工程学的研究方法及基本原则.........................92.1.4人机工程学的产生与发展................................102.2安全人机工程学..............................................122.2.1安全人机工程学研究的内容..............................132.2.2安全人机工程学研究对象................................132.2.3安全人机工程学的研究目的及方法........................14第三章基于安全人机工程学电脑桌分析..............................153.1当前电脑桌缺点与不足分析....................................153.1.1.电脑桌的作业面高度....................................163.1.2.电脑桌显示器面的高度与桌面长度........................163.1.3.电脑桌整体安全舒适....................................163.1.4.电脑桌在大学生寝室中的功能............................17第四章确定方案及尺寸............................................174.1基于安全人机电脑桌尺寸的确定...............................194.2基于安全人机电脑桌结构确定.................................224.2.1电脑桌实用结构改进....................................224.2.2电脑桌的安全性改进....................................23第五章最终方案确定及效果图......................................255.1整体效果图..................................................265.2局部设计细节图.............................................29结论.............................................................31致谢.............................................................32第一章绪论1.1选题的目的、理论意义和现实意义随着社会科技的迅速发展，现代人的生活变得越来越离不开电脑、无论是工作，生活还是娱乐，电脑都成了不可或缺的工具，特别是在大学生人群中的电脑使用普及率更是高于其他方面，因此不少大学生用户在购买自己的电脑时，总是会提前做功课，在实体店认真细致地挑选，货比三家然后选择最适合自己使用的电脑。但却往往忽视了电脑桌在整个使用电脑过程中的重要性。不少大学的寝室中只是最普通的电脑桌，其结构简单单调，甚至有的天检查的学校并没有配置专门的电脑桌，只能用普通的书桌代替，结果使用电脑时间一长，弊端便会出现，经常会造成腰酸脖子痛，不仅身体疲劳还会影响视力及脊椎成长。大学生人群关乎祖国未来，所以说在大学生寝室中配置一个合适的电脑桌也是很有必要的。此外，电脑在大学生的生活、学习和工作中也得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时期，这就意味着电脑必将广泛进入到当今社会中，而大学生人群也是互联网上最活跃的群体之一。然而在电脑带给人们方便的快捷讯息和高科技体验的同时，它所带来的许多负面影响也在人们的关注中越来越凸显。比如，长时间进行电脑操作的人群会感到手腕、手臂、肩、背、腰和颈等处的肌肉酸麻疼痛，从而导致这些肌肉群疲劳过度或造成损伤等综合症状。另外还会引发近视和精神上的疲劳等病症。因此研究开发如何从人机工程学角度出发，分析设计出合理的电脑桌，使其符合人体的生理、心理的特性及实际使用时的体验，以提高人们在电脑操作时的舒适度和作业效率已成为当今基于人机工程设计领域的一个重大课题。而现有电脑桌设计中普遍存在的问题和缺陷。虽然当前市场上电脑桌品种繁多，款式和颜色不乏新颖丰富。然而仔细分析这些产品，真正完全基于人机工程学角度设计的却寥寥无几。一些进口的和仿国外的山寨品牌设计的电脑桌，虽有部分基于人机工程学原理设计合理的地方，但设计的尺寸却是按国外的人体尺寸照搬照抄，实际并不符合国人身体的尺寸模型。在应用到大学生寝室中的电脑桌也存在这同样的问题和缺陷，用普通的书桌作为电脑桌更不需要加以评论，在使用时都会体验不佳，以至于给健康带来不良影响。所以要提高目前国内电脑桌的设计水平，重视应用到大学生寝室的电脑桌设计，是离不开人性化的设计、离不开人机工程学在设计中的应用。而本设计改进正着力于提高人机交互体验、进行人性化设计、解决用户使用电脑桌时产生的各种人机问题：如鼠标手、颈椎痛以及视力和精神上的影响等，使电脑桌的设计达到一个更高的层次。1.2国内外研究和发展概况1.2.1国外对电脑桌的设计有两款最具代表的两个设计1.来自美国的产品赖特电脑桌是特意为了纪念工业设计大师弗兰克赖特而设计的电脑桌，其采用了脱磁的不锈钢板为材料，表面作电镀处理，使质感更为细腻、优雅。赖特电脑桌设计是借鉴大师弗兰克平生所遵从的现代主义为理念的设计，极简的几何外形表达出产品的简介构造，并且赋予其人性化的实用功能。桌面左边是四个可以打开的内嵌式储物盒，桌子右边前方为开口抽屉，简约而不简单。表达出了超前的科技感和唯美的质感。2.同样是来自美国的比恩电脑桌以其极其简单的外形设计而著称。桌子的一体化设计具有很大特色，把整个桌子作为一个整体功能模块，并将电脑所有的USB和光驱功能赋予其整体之中，使其在使用中更为方便快捷。1.2.2国内对电脑桌的设计主要也分为几个方面1.普通电脑桌（1）整体外形结构简洁大方，材质较市面主流产品有所提高，以实木为主要组成材质，桌面表层嵌以钢花玻璃，给人以一丝静谧质感。桌角的钢丝不仅在结构上起到了固定作用，在外形上也点缀整体，使人眼前一亮。作为电脑桌可能也会为屋子整体带来不错的视觉效果，这类产品代表了目前国内市场上中高档产品的设计水平。如图1-1所示。图1-1普通电脑桌（1）2.普通电脑桌（2）整体结构主要由桌面、键盘抽、音箱台以及抽屉构成，从外型上看中规中矩，从材料上看平淡无奇，从色彩上看单一乏味，从人机上看乏善可陈。这类产品体现了当前国内电脑桌的主流设计水平，其占据了国内绝大部分的电脑桌市场。但随着台式机的一体化以及电脑、音箱的整合化，它将逐渐退出历史舞台。如图1-2所示。图1-2普通电脑桌（2）3.普通电脑桌（3）整体结构是将电脑桌与书架以及抽屉结合，这种电脑桌在生活中表现出极大的实用性，材料则多以木材为主，形式也因环境不同而多种多样，但理念基本雷同。从人机上看并不科学，易造成使用人群手部、颈部和视觉疲劳。这类产品代表了市面上另一种主流设计，也是应用到大学生寝室中的最普遍设计。图1-3普通电脑桌（3）1.3本课题研究的主要内容本课题设计的产品主要定位于大学生宿舍使用，对象主要是全国普通大学生宿舍，主要研究内容包括在科技飞速发展新时代下，电脑的承载者——电脑桌的功能设计以及电脑桌造型设计。当前市场上的电脑桌，产品种类虽然有很多，而且应用到学生宿舍的电脑桌基本功能都能满足学生日常的需要。但随着新式电脑的更新换代，以及人们对体验要求的不断升级，在使用过程中，现存的电脑桌中规中矩的设计已经满足不了大多适用人群。其次，随着电脑的使用时间越来越长，电脑桌使用时的舒适体验显得尤为重要，在满足基本功能的同时也要注重结构尺寸的确定。另外，在学生宿舍中电脑及电脑桌组成的整个系统不宜过于复杂，其结构功能的整合使其电脑桌变得更加简洁很有必要。针对以上的一系列问题以及趋势，我将把我的设计以安全人机工程学为基础，在人-机-环境中，对人的心理、生理以及物理特性进行分析，从大学生电脑桌的结构，材质及尺寸进行设计改进。力求在华丽美观基础上更符合人的使用习惯，更加安全舒适。第二章安全人机工程学介绍2.1人机工程学人机工程学(Man-MachineEngineering}是一门专门研究人体(即人的身心)与外界事物联系的交叉技术科学。该学科在其自身的发展过程中，逐步打破各学科之间的界限，并有机地融合各相关学科理论，不断地完善自身的基本概念、基础理论、研究方法、技术标准和操作规范。它起源于欧洲，形成于美国，发展于日本，作为一门独立学科的历史已有50余年。英国学者莫瑞尔于1949年首次正式提出Ergonomics一词，该词是由希腊词根“ergon”(即工作、劳动)和“nomics(即规律、规则)复合而成，其含义是“人出力正常化”或“人的工作规律”。就是说，这门学科是研究人在生产、生活和操作过程中合理地、适度地劳动和用力的规律问题。在1950年2月召开的学术会议上通过了使用Erganamics”这一术语。由于该词能够较全面反应本学科的本质，又源于希腊文，便于各国语言翻译上统一，而且词义保持中立性，不会对各组成学科亲密或间疏.因此目前较多的国家采用Ergonomics”一词作为该学科名称。该学科诞生之前，如同其他学科一样经历了一个漫长的酝酿和发展历程。由于该学科研究和应用范围极其广泛，它所涉及的各学科、各领域的专家、学者都试图从各自研究领域的角度和解决问题的着眼点来给本学科命名。这门学科的名称在美国被称为“HumanEngineering，即(人类工程学)或HumanFactorsEngineering(人的因素工程学)，西欧国家多用“Ergonomics，日本和俄罗斯则都用西欧名称。其他国家大都是沿用英、美两种名称。在我国，也由于看问题