电脑桌的人机工程学分析与设计

学校电脑桌的人机工程学设计随着电脑的普及，越来越多的人使用电脑，并且时间过长导致一系列的身体问题。由劳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。一．实测的电脑桌相关数据桌子：桌面高：85cm向内延伸：55cm可用宽度：85cm下部主机箱预留空间：高*宽*深=62cm*70cm*55cm颜色：淡黄色（如图）质地：硬木料墙壁颜色：纯白色椅子：配备座椅高度：45cm座椅宽度：38cm座椅质地：钢架结构，椅面为淡黄色硬质木料显示器：显示器左右长度：45cm显示器上下宽度：28.5cm显示器可视面（上下宽度*左右长度）：23.3cm*41.3cm再不垫任何东西的情况下：显示器可视下界与桌面的高度：10cm显示器可视上界与桌面的高度：33.3cm主机机箱：机箱宽度：17cm向内延伸：40cm机箱高度：45cm（附：电脑相关物品颜色为黑色）二．人体相关的尺寸主要参数坐姿人体尺寸参考数据如下表：项目百分位数男（尺寸）女（尺寸）尺寸平均值设计依据坐高50908855881.5电脑桌高度设计依据坐姿眼高50798739768.5坐姿肘高50263+413251+382654.51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95151151151坐姿膝高95532493512.5人体水平尺寸参考如下表：项目男（尺寸）女（尺寸）尺寸平均值设计依据最大肩宽469438453.5电脑桌宽度设计依据臀宽334346340坐姿两肘间宽489378433.5电脑桌长度设计依据坐姿臀宽355382368.5三．宿舍电脑桌的现状1.电脑桌的整体情况通过本人和同学们对电脑桌的使用，发现：学校宿舍的电脑桌存在诸多设计缺陷。上网时间一个小时左右，就会出现眼部疲劳，手腕酸软的诸多不适现象。2．宿舍电脑桌（如下图）的不足2.1.作业面的高度不够合理依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，都该当与人在坐姿时的肘部等高或稍低，只有这样，才有利于人们保持准确的坐姿。。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准高度，从而在很大程度上减少了疲劳的产生。根据我粗略的测量，我们所用的电脑桌至少在85cm，显然有点高，但是如果配上椅子，就不会显得高了，反而有点矮了。2.2.显示器的高度，角度不合理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。有图所示，显示器下面垫了好几本书，就是因为显示器与眼中心视线的夹角太大。2.3.人眼的视距不合理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。这就牵涉到另外一个问题，就是电脑桌的宽度不够，除去能放一显示器，放一本较大的课本空间都比较小。2.4.电脑桌的长度不够合理现在一般人们用的台式电脑大部分都至少是19英寸的显示器，就像请我们的电脑桌，显示器（我用的显示器也是19英寸的）和台灯放一块空间就非常紧凑，不但是紧凑而还影响视线，尤其是和朋友在一块看电影的时候，其余的东西就更放不进去了。2.5.键盘板的不合理键盘板的棱角太明显，打字的时候手腕不舒服。其次，就是键盘板太低，手长时间握鼠标，会造成手腕酸软甚至到整条胳膊。2.6.配备的座椅电脑桌使学生长时间用来学习的物品，学生一般坐在那里的时间较长，由于各自的坐姿习惯，长时间的坐会导致，肩膀颈椎酸痛，而且座椅过硬会导致坐者不舒服，另外座椅不可调导致了很多的麻烦，学生在学习，上网，休息时所需的座椅高度是不同的，但学校配备的座椅是不可调的。四．人性化的电脑桌的设计研究人性化设计就是在设计时把人的因素放在首位考虑的设计思想在人、产品、环境这个大系统中使产品适合、适宜于人的使用人与产品所处的环境应对人的健康无害、且有助于发挥最大的效率强调整个系统的完美和谐使整体系统处于最佳状态。在进行人性化设计时要考虑人的因素可大致从需求层面、美学层面、环境层面等方面来综合考虑。需求层面:生理需求是指借助产品功能来弥补人们自身功能的不足协助他们完成无法或不便完成的工作。因此在设计时要考虑人的各种静态、动态尺寸和施力特点使产品更适合于人的生理特点。1.基于人体尺度的电脑桌设计研究作业面的高度不当是引起电脑综合症的次要原因：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小臂接近水平或向下略斜，避免小臂上举状况的发生。因此一般作业面高度是依照肘高以下50～100mm来确定的，但也要根据不同的工作性质进行调整如精密作业，就需要在肘高以上进行以保证作业精度。重体力作业则要求作业面更低些，以便于臂部的用力。对于电脑作业链说，它的操作可大致分为2种:一种是打字类文字输入工作属于重型作业；一种是页面浏览性质的鼠标操作属于轻型作业。基于上面2种情况我们以文字输入作业为基准进行设计参考我国女性和男性的肘高数据(见表2)男性从第5～95百分位为611～746mm女性从第5～95百分位为557～689mm。选用作业面比肘高略低50mm取功能修正量(姿势修正和着装修正)为37mm则作业面男性的变化范围为537～643mm;女性从486～589mm。依照平均原则可取女性的第50百分位数为参考值。即546mm，取整为550m.2.对桌面高度选择的研究2.1.人眼与视屏的关系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不大于30°的夹角以17英寸显示屏为例屏幕边长约为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600～700mm。2.2.桌面的高度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，而过低时又要颈部歪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市眩，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贩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。则桌面高度=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690～853mm;女性为1037-305+3-40-100=595、1189-305+3-40-100=747即595～747mm。依照平均原则以女性第50百分位的眼高为依据则大约桌面的高度为679mm以上计算没有考虑显示器底盘支承结构的高度应根据显示器底盘的高度加以适当的调节以保证屏幕最上端不超过人眼的水平视线2.3.对键盘和鼠标高度确定的研究目前：作业者在使用电脑的键盘或鼠标，时常常臂向前悬空。悬空的手臂造成了肩颈部的静态疲劳，体重需要由脊柱来承担工作人员往往是勾头、塌腰、驼背地工作其结果是腰背的疲劳酸痛。另一方面手腕的过度伸展、翘曲或者是把手腕抵在桌沿而引发腕部的一系列疾病如腕管综合症等。引发这一系列问题的原因就在于电脑桌设计得不合理，只是将原来的书桌照搬来做了电脑桌，没有考虑电脑桌与书桌在使用功能上的不同。2.4.手与键盘、鼠标的关系手与键盘、鼠标的关系最自然的手的姿势是在，左右对称处于正中线的位置。在使用键盘或鼠标过程中，要使手保持正常自然的姿势，上臂应自然贩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，这也是为什么键盘高度要在肘高以下的原因。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盗内的腱稍发炎、肿大压迫腕部神经形成腕管综合症(又被称为鼠标手)。五．若干改进意见及电脑桌使用时的注意事项1座椅有条件的话应尽量配备，办公室可调式座椅，尽量选用中软面。2键盘鼠标的放置文字处理较多时，应优先放置键盘鼠标位置浏览网页时，优先放置鼠标位置游戏时，优先放置游戏手柄位置3.视线范围确保上机所需的纸质文档，放在电脑显示器之前，并和显示器有相近的夹角。想时期放置位置应满足：放在正前方，正对使用者放置高度，使使用者在使用时，尽量不低头，也不仰头显示器距离人眼位置，大约为成年人一臂之长4.作业姿势4.1大腿与腰，大腿与小腿，应保持90度弯曲上臂与前臂弯曲弧度保持70—135度手臂和前臂成一条直线，避免手腕紧张4.2电脑桌上键盘高度，应与坐姿时肘部等高或稍低4.3前臂手腕和手尽量维持在同一直线和同一高度4.4不要让手臂悬空。最好使用手臂支撑架，可以放松肩膀的肌肉，是整条手臂肌肉不紧张4.5使用键盘时，手腕尽量是平直的，防止手腕酸痛4.6使用鼠标时，上臂和肘尽量靠近身体，尽量放松。手腕尽可能是直得4.7确保脚放在脚垫或者地面上，所需工具放在触手可及之处。六．结语综上所述：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。小组成员：姓名：张华文学号：20080130236姓名：张明永学号：20080130237