学生公寓寝室桌子书架的安全人机评价与改进(课程设计)

课程设计设计课题学生公寓寝室桌子书架的安全人机评价与改进专业班级安全工程1003班学生姓名梁文华学号1003070320小组安全1003班第4小组指导教师罗振敏郑学召完成时间2013.1.2----2013.1.8学生公寓桌子书架的安全人机工程评价与改进设计摘要：本文初步分析宿舍桌子、书架存在的问题，如由于电脑屏幕距离眼睛的距离较近，眼睛可能会感到疲倦或不适，近视加深；手腕会因为摆放位置不适而造成软组织伤害；由于书架高低不当，造成空间上的浪费以及书的放置不方便。从功能、造型、尺寸、色彩、空间等多个方面进行综合考虑，设计出满足空间要求、结构简单、使用方便、一物多用等特点的桌子以及书架，使设计方案合理、功能丰富、色彩清晰、适合人体尺寸。从而保障学生的身体健康和提高学生的工作学习效率。关键词：安全人机工程学、人性化设计、桌子书架、工作空间分析目录1前言………………………………………………………………12设计的目的以及意义……………………………………………13数据收集及建立…………………………………………………23.1数据收集……………………………………………………23.2测量尺寸……………………………………………………24人机工程学分析…………………………………………………24.1主要存在问题………………………………………………34.2整体的要求…………………………………………………35人机工程学方面确定桌子尺寸及颜色…………………………35.1桌面长度、宽度的确定……………………………………35.2桌面高度的确定……………………………………………35.3色彩对心理状态的影响……………………………………46对书架、桌子的改进设计………………………………………57结束语……………………………………………………………5参考文献…………………………………………………………………511、前言安全人机工程学（SafetyErgonomics）是研究人－机－环境三者之间相互关系的学科，是近几十年发展起来的一门边缘性应用学科。该学科在发展过程中有机地融合了生理学、心理学、医学、卫生学、人体测量学、劳动科学、系统工程学、社会学和管理学等学科的知识和成果，形成自身的理论体系、研究方法、标准和规范，研究和应用范围广泛并具有综合性。该学科与人体科学、工程科学和环境科学密切联系，相互渗透、交叉。其研究目的在于设计和改进人－机－环境系统，使系统获得较高的效率和效益，同时保证人的安全、健康和舒适。安全人机工程学的研究涉及到人类工作、生活和休息的各个领域。随着现代技术的发展，科技和人的因素的含量在工作环境中日益增多，安全人机工程学理论在我们的学生公寓的应用也逐渐受到重视。任何一个人机系统都不是完美的。在学生用书桌及书架相关器物的设计、使用过程中。由于一些客观原因的影响，许多问题就被忽略，或者设计不合理，在投入使用后，就相应的出现了一些问题，比如学生在无意中碰撞、桌子高度颜色不适容易产生疲劳等，发生意外伤害，降低学习效率。针对以上出现的问题，为研究安全人机工程学与公寓设施及环境的设计问题，本人根据安全人机工程学的理论及相关资料书籍，对本校学生公寓的电脑桌以及书架进行某些设计与改进，运用安全人机工程学理论，引入人性化设计理念，设计具有安全人机工程学思想的公寓电脑桌以及书架，优化学生公寓的人一机一环境系统，营造出舒适、高效、便捷的学习和生活环境。2、设计的目的以及意义人类工程学的目的有三个：第一，使人工作得更有效；第二，使人工作得更安全；第三，使人工作得更舒适。这三个目的有时是相一致的。。例如一种新机器可能比旧机器的效率更高，更安全，更舒适。但是在许多情况下，这三个目标是相矛盾的。一种更安全，更舒适的操作方法可能比旧方法效率要低些。某一新机器可以使人工作的更舒适，但增加的效率可以不足以补偿增加的投资。这个矛盾的解决显然取决于人与机器的相对重要性，取决于人所处的时代，环境等。综上，人机工程学在工程历史上扮演重要的的角色，不仅仅在提高人们的工作效率方面起到了重大作用，还在人机系统安全舒适方面有了成熟的理论，为后来人们设计人机系统提供了巨大的帮助。通过对学生公寓桌子和书架的设计改进可以帮助同学们更好的保障自身的身体健康，同时也能大幅度的改善同学们的工作和学习环境，使得同学们的学习效率有所提高，宿舍整天布置更加合理，看起来更加美观。3、数据收集及建立在整理好测量的必需品以后，我们对学生公寓的桌子以及书架进行了仔细认真的全方位的测量，对该设施有了一个整体的把握。具体测量数据如下：（单位：mm）2表1人体测量参数主要尺寸如下：（单位：mm）项目百分位数男（尺寸）女（尺寸）尺寸平均值坐高50908855881.5坐姿眼高50798739768.5坐姿肘高50236+413251+382654.5小腿加足高50坐姿大腿厚度95151151151坐姿膝高95532493512.5表24、人机工程学分析当前公寓桌子存在的问题：（1）、桌子的作业高度偏高且不可调；（2）、桌子幅面偏小；（3）、桌子的键盘托板高度不合理造成作业疲劳，宽度偏大而长度偏小，使用不方便；（4）、作业时缺乏必要的肘部支撑；（5）、显示器位置偏高，现在市场上的桌子高度都在650mm以上，这个高度对于大多数学生来说都普遍偏高；（6）、眼睛距电脑屏幕距离偏小，达不到手臂的距离。（7）、桌子上方空间利用率比较小，造成资源的浪费。当前书架存在的问题：（1）、书架底层的高度偏高空间利用不充分；（2）、书架的顶层前面挡板空缺不能有效的遮挡灰尘；（3）、书架没有整体的遮挡灰尘的措施；（4）、现在的书架空间偏小，书籍放置空间不够。桌子的整体要求：桌面的高度、键盘的抽屉、走线等要符合自己实际情况和工作习惯。桌子的高度应该适中，根据安全人机工程学的知识可知，桌子的高度应以第5百分位至第95百分位的人体尺寸范围作为高度范围适用的人体尺寸。键盘前应保留足够的空间，键盘抽屉不宜过小。对于经常面对文字输入的人尤为重要，因为这样可以有足够的空间来支撑手腕，长时间工作才不会有麻木感。而且使用起来舒适顺畅，不致影响平日的工作。测量名称测量尺寸测量名称测量尺寸桌面高度770键盘托板距离桌面高度170桌面长度950桌子下面宽度810桌面宽度600键盘托板离地面高度600桌面距离墙面距离62键盘托板的宽度530书架分层高度300、300、320键盘的宽度40035、人机工程学方面确定桌子尺寸及颜色（一）桌面长度、宽度的确定：（1）、人的水平作业域方面：水平方面：最大作业域为1500mm，正常双手作业域为1194mm；垂直方向：最大作业域为508mm，正常双手作业域为394mm。（2）、人的视距方面：人的最有效视野区为以水平线向上为30度，向下为40度，以鼻为中心在左右各15度的范围内，其中以在3度以内为最佳视觉区。人眼的最佳视线在站立时往往低于水平线10度，在坐势时则为15度。现在大多数学生用的都是14寸的笔记本电脑，它的高度大约为276mm，一般都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不大于30度的夹角，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710mm--760mm。（二）桌面高度的确定：无论是写字台、课桌还是电脑桌的高度都应与人在坐姿时的肘部等高或稍低，只有这样才能最大限度地降低对腰背、颈部肌肉和手肌腱鞘等部位带来的损伤，而显示器的上方也不应高于坐姿的眼睛水平视线，否则造成视力下降。显示器一般都放在桌面的，所以显示器的高度就决定了桌面的高度。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者略低，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曲颈力矩使人在相同时间内更容易疲劳，并引起颈部不适。表2给出了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。大学生常用电脑14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。按照平均原则，以女性第50百分位的眼高为依据，则桌面的大约高度为679mm。（三）色彩对心理状态的影响：人们处于不同的颜色环境中，除了视觉辨别力受到影响、视野发生变化外，人的心理感觉也会有所变化，不同的颜色会产生不同的抽象概念和不同的感觉。如下表34各种颜色的心理作用颜色引起心理作用和感觉的联想兴奋忧郁安慰热情爽快轻松沉重遥远接近温暖寒冷安静愤怒力量柔和希望警觉安详红000000橙0000黄00000绿00000000蓝000000紫00000白00灰00黑00说明：表中有“0”的表示有该种心理作用或感觉联想。表3A、冷暖感。如红色、黄色和橙色给人以暖的心理感觉；蓝色的衣服看上去凉爽。B、兴奋和压抑感。如红色、黄色等暖色调给人以兴奋感，使人情绪高涨、精神振奋、易于激动；蓝色等冷色调使人冷静，抑制人的情绪。C、轻松和压抑感。明度高的颜色会使人感到轻松、自在、舒畅的感觉；明度低的颜色使人产生压抑和不安的感觉。D、软硬感。明度高的颜色感觉软，明度低的颜色就感觉硬。6、对书架、桌子的改进设计（1）将桌子的高度稍微降低，这样可以避免长时间的工作或者学习而造成的脖颈的酸痛；（2）在桌子的上方大约660mm处设计一个平板，可以当做书架用，也可以放置其他的一些生活用品，从而提高了桌面上方的空间利用率，同时也解决了书架空间偏小的问题；（3）在桌子的右下角可以适当延长宽度30mm长度约20--30mm的木板，从而解决了胳膊肘在利用电脑时的悬空问题，桌子下方可以设置有一个跟桌子长度一样的条形木板，这样就可以将脚放在上面，避免了工作或者学习时翘腿而造成的腿部的麻木；（4）书架可以设置遮挡灰尘的挡板，避免灰尘落在书上，同时将中间书架两个对角设计成带有倾角的可以避免书本的倒斜。（5）书桌和书架的颜色可以利用更加亮的颜色，最好可以提高人的兴奋度和振奋感，这样就不会在学习工作中更容易感觉到疲劳，提高学习工作效率。7、结束语本次课程设计在资料的收集、整理过程中，由于受到诸多因素的影响，在各个方面都存在一些缺陷和不足。在资料的收集过程中不免有些遗漏和数据上的一5些误差，但尽管如此，我还是从中学到了很多东西，不仅掌握了许多相关资料，而且也启发了自己的思维，使自己的思维变的更加清晰。通过本次的课程设计，自己的专业知识有了很大的提升，对人机关系的有了一个更深层次的认识，也看到了自己的不足，鉴于本次课程设计中的缺陷和不足，自己在今后的学习中定会加倍努力，同时也不断鞭策自己，丰富知识，增加经验，为自己以后的发展奠定基础。争取自己设计的人机系统，更加合理，再不会仅仅局限于安全上，更要向安全、健康、高效、舒适方面努力和发展。参考文献【1】国家标准GB/T12547-1992【2】国家标准GB/10000-1988【3】张力，廖可兵.安全人机工程学.北京：中国劳动社会保障出版社.2007【4】郭清山，汪元辉.人机工程设计.天津：天津大学出版社.1994【5】邵象清.人体测量手册.上海：上海辞书出版社，1986【6】杨世光.人体与光源.灯与照明.2000【7】欧阳文昭，廖可兵.安全人机工程学[M]北京：煤炭工业出版社，2002