电脑桌的人机工程学设计

《人机工程学》课程论文新疆工程学院论文题目：大学生电脑桌的人机设计专业：矿山机电班级：12-9姓名：柴苑学号：2011252946指导教师：金葵日期：2014年5月日大学生电脑桌的人机设计摘要：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宿舍用电脑桌。关键词：人机工程学大学生人体尺寸电脑桌设计人机工程学是研究人与系统中其他因素之间的相互作用，以及应用相关理论、原理、数据和方法来设计以达到优化人类和系统效能的科学。它以人的生理、心理特征为依据，以提高人的工作、生活质量为目的，运用系统工程、信息理论和工程技术的观点和方法，研究人、机器、环境之间的相互关系，把人的因素作为系统设计的重要条件和原则，以达到确保人一机一环境系统总体性能的最优化。现在大学生使用电脑上网已经特别普遍，大学生几乎是人手一部电脑。的确，作为当代大学生，电脑已经是一个不可缺少的工具。大学生特别是高年级学生，需要完成编程，网络作业，查阅各种电子文献，娱乐等，这些可能需要大学生长期使用电脑。电脑桌的设计变得尤为重要。一般来说，大学生使用的电脑桌是由学校统一提供的，而学校的家具特点是结构简单，功能单一，易于批量生产，从人机工程学的角度来看，这样的电脑桌与使用者的实际需求相去甚远，实现在电脑桌存在的问题有（根据调查）：(1)79％的调查者对现在所使用的电脑桌不太满意，有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的大学生来说，过窄的桌面，造成他们的使用空间不够。(2)有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，有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、打印机等配件就没有专门的放置地点。(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，而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）我校几乎所有同学同学认为：在学生身体能够接触到的部分应该着重处理，进行抛光打磨，或者倒角光滑处理，避免磕碰等不必要的伤害。（8）电脑桌是批量化生产的，没有考虑到由于性别差异造成的设计差异。基于以上的问题，我们现在利用人机工程学设计电脑桌——适于大多数的。大学生电脑桌设计分析世界上没有两个完全一样的人，所以每个人的人体尺寸各不相同。人体的测量数据常以百分位数PK作为一指标。一个百分位数将群体或样本的全部测量值分为两部分，由K%的测量值小于它，有（100-K）%的测量值大于它。最常用的是P5，P50，P95三个。我们这里的电脑桌设计采用P50，是指大于和小于此人体尺寸的人各为50%。大学生取下表的18-25岁的P50。（GB10000-88）1.1电脑桌的高度设计电脑桌的高度不当是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l0o～20o,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10o～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。计算公式:桌面的高度+底座高度+(显示器面板高度／2)×cosl5o=坐姿眼高+小腿加足高+着装修正量一姿势修正量一视距×tanl5o视距取710mm，显示器后倾的角度和眼睛观察显示器的角度均取l5o经过计算得：男人桌高735mm，女人桌高645mm。此可见，男性与女性电脑桌高度相差90mm学校提供的电脑桌为通用尺寸，这是很不合理的。所以设计高度因性别而异。1.2键盘托盘设计1.21高度设计操作键盘时的高度(即作业面的高度)是影响人体坐姿的重要因素。作业面高度不当是引起电脑综合症的主要原因，如太低，则背部过分前屈；如果太高，则必须抬高肩部，超过其松弛位置，引起肩部和颈部的不适。因此，一般情况下，使用键盘和鼠标时，小臂接近水平或略下斜。计算公式键盘托盘高度+键盘高度=坐姿肘高+小腿加足高+着装修正量一姿势修正量键盘高度取25mm，坐姿时的坐高修正量为44mm，着装修正量为3mm。男性适用键盘托盘高度=261+417+3-44-25=612mm女性适用键盘托盘高度=249+384+3-44-25=567mm此外，由国家标准GB／T3326—97规定容膝空间高度应不小于580mm，净高应大于520mm。为了满足人体下肢活动的需要，桌下空间深度应不小于600mm，宽度应不小于520mm。因此，可取女性适用键盘高度为580mm，取男性适用键盘托盘高度为620mm。1.22键盘托盘进深因为键盘托盘都是拖出来操作，当操作者使用键盘时，托盘被拉出的进深近似等于手腕休息区+键盘宽度=100mm+180mm=280mm，而在腕关节和键盘问应该留有100mm左右的手腕休息区.。考虑未拉出的部分为50mm，这样整个键盘托盘进深为280mm+50mm=330mm。1.23键盘托盘宽度取目前市场上键盘宽度的大尺寸为480mm，鼠标挚的宽度一般为200mm，同时还应考虑到键盘和鼠标挚都不可能紧挨着托盘边缘放置，因此两边各自留出50mm的空余距离。所以托盘宽度=键盘宽度+鼠标垫宽度+空余出距离=480mm+200+100mm=780mm。1.3电脑桌桌面深度设计为了有合适的视距，电脑桌还应该有合理的深度。视距为710mm一760mm可以保护眼睛不受电子射线伤害。计算公式桌面进深一显示器进深+托盘拉出进深+对手腕起支撑作用的前臂长=人眼与屏幕之问距离计算得男性450mm女性474mm1.4色彩设计对于电脑桌的颜色，除了与使用者的喜好有关，还要保持与室内环境相协调，不但要满足人的生理需要，还要满足人的审美需要。但总的来说，电脑桌桌面的颜色不宜太过于鲜艳，这样容易让人产生视觉疲劳。以暗色调（如木质黄）为好。这个的设计还应和大学生宿舍环境相适宜。1.5其他细节设计在学生身体能够接触到的部分应该着重处理，进行抛光打磨，或者倒角光滑处理，避免磕碰等不必要的伤害。另外，在使用键盘或鼠标时，手在进行运动时，最好给予支撑，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，时间长了会使颈、肩、背、腰、手臂、手腕、手的肌肉疲劳与疼捅。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。增加书架等设施。在设计是还要环保与经济综合考虑。结语大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大学生使用的电脑桌很需要。参考文献陈漪;叶喜基于人体工程学的电脑桌设计余肖红;费海玲;张亚池人体工程学与全方位电脑桌椅的设计国家标准GB10000-88曹云飞等基予人机工程学学生电脑桌设计罗碧娟；张飞飞基于人机工程学的大学生电脑桌设计楚杰；楚良海；邱晓利多媒体演示仪的人机安全设计苏垣以人为本设计健康的桌面工作状态李文彬建筑室内与家具设计人体工程学