浅析人机工程学在儿童座椅中的应用王清超

浅析人机工程学在儿童座椅中的应用+王清超
本科毕业论文（设计）
论文题目：浅析人机工程学在儿童座椅中的应用
姓名：王清超
学号：123007010813
班级：1208班
年级：2012级
专业：产品设计
学院：艺术设计学院
指导教师：丁翔讲师
完成时间：2016年3月30日(初稿时间)
本科毕业论文（设计）
论文题目：浅析人机工程学在儿童座椅中的应用
姓名：王清超
学号：123007010813
班级：1208班
年级：2012级
专业：产品设计
学院：艺术设计学院
指导教师：丁翔讲师
完成时间：2016年5月10日（正稿时间）
作者声明
本毕业论文（设计）是在导师的指导下由本人独立撰写完成的，没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。

对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

因本毕业论文（设计）引起的法律结果完全由本人承担。

毕业论文（设计）成果归武昌工学院所有。

特此声明
作者专业：产品设计
作者学号：123007010813
作者签名：
年月日
浅析人机工程学在儿童座椅中的应用
王清超
Analysis of the application of ergonomics in the
child seat
Wang, QingChao
2016年5月10
摘要
近年来，国内科学技术高速发展，在经济、人才、市场等方面竞争也与日俱增，而孩子做为家庭未来的希望，是每个家长都重点的关注对象，所以导致家长对孩子的要求越来越高、对孩子的教育问题、健康发育都极为的关注，想把孩子培养的更好、更加的优秀。

本文从人机工程学方面着手研究，分析儿童的不同年龄时段的身体特征，以及不同坐姿对儿童身体健康的影响。

在材料、结构和色彩上，也进行调研发掘儿童的喜好，从而创新出既促进孩子健康的坐姿，茁壮成长，也符合孩子自己喜好的儿童座椅。

本文在人际工程学的角度集中阐述，由浅入深讲述儿童座椅在设计中的尺寸、结构、色彩、娱乐性等方面的重要意义。

本文创新主要体现在，从人体坐姿生理学、座椅结果和材料选择的角度出发，分析座椅对于儿童身体的影响，同时结合现有的一些新式座椅，发挥想象力设计出更加健康舒适的儿童座椅，让人们更加了解座椅对儿童健康的影响。

关键词：儿童座椅、人机工程学、材料色彩、造型设计
Abstract
In recent years, with the rapid development of economy, the competition in the economy, personnel, marketing and other aspects of also becoming stronger while the child was hope for the future, every family key protection object, so that parents of children have become increasingly demanding, in children's education and healthy development are extremely concerned, and tried to put the children to develop better and more excellent.
In this paper, from the aspects of human computer engineering research, analysis of children's physical characteristics at different times, as well as the effect of different sitting posture on children's physical health. In colors and materials, were also research to explore children's preferences, thus creating a can not only promote the health of children sitting, healthy growth, is also in line with the children on their own preferences of the child seat.
In this paper, in the perspective of social engineering focuses on, easy to digest about child seat in the design of size, height, color, entertainment and other aspects of significance.
The innovation of this paper is mainly reflected in, the sitting posture of human body physiology and material selection point of view of analysis of seat effects on the body of a child, combined with some of the existing new seats, play imagination to design a more healthy and comfortable child seat, to let people know more about the seat to influence children's health.
Key words:Child seat、human engineering、Material color、Shape design
目录
引论 (1)
一、人机工程学在儿童座椅中的意义 (1)
（一）国内外人际工程学发展史 (1)
（二）人机工程学在儿童座椅中的应用价值 (2)
二、人机工程学在儿童座椅设计中相关因素分析 (2)
（一）何谓人机工程学？ (2)
（二）国内儿童生理分析 (3)
（三）人机工程学对儿童座椅设计中的材料要素的影响 (3)
（四）人机工程学对儿童座椅设计中的结构因素的影响 (3)
三、人机工程学在儿童座椅中的体现 (5)
（一）国内现有儿童座椅人机特点分析 (5)
（二）木质儿童座椅的优点分析 (7)
（三）儿童座椅的尺寸要求 (9)
（四）儿童座椅设计定位及方案 (10)
结语 (12)
主要参考文献 (13)
引论
运用人机工程学原理，结合儿童不同年龄时段对座椅尺寸的需求，进行坐姿行为分析。

探讨坐姿理论知识，认识坐姿变化对儿童学习、健康上的重要影响，从而提出座椅设计的基本原则，以及座椅设计中重要参数的参考数据。

根据严谨的科学依据，对优秀座椅设计范例进行了研究解析,并说明其各自特色,从而进一步验证人机工程学在儿童座椅设计中的重要意义，来设计出一款既有创新，又规范健康坐姿的的儿童座椅。

一、人机工程学在儿童座椅中的意义
（一）国内外人机工程学发展史
早期历史（1945—1960年）人机工程职业的诞生
1961年在瑞典斯德哥尔摩举行首次国际人机工程会议。

1982年在日本东京举行第八次国际人机工程会议，中国第一次派人参加。

1975年成立了国际人机工程标准委员会（TC—159）。

1981年国内相应成立中国人类工效学标准技术委员会。

1989年成立《中国人工效学学会》。

1991年1月成为《国际人类工效学协会》正式成员。

图1 国外人机工程起源
在国内人机工程学起源较晚，兴起于20世80年代末①，在1998年开始形成了一定的规模，到了2001年人机工程学才在中国形成独立的门类，再2003年前后发展壮大。

图2 国内人机工程学
在中国最早期，儿童座椅的设计大都包含在成人家具之中，但是随着中国的经济高速发展，家具市场的竞争越来越激烈。

最近几年来，儿童家具设计才从成人家具中分离出来，形成独立的新型市场领域，也出现了一些专门从事儿童家具设计和生产的厂家。

（二）人机工程学在儿童座椅中的应用价值
儿童座椅的使用者。

大都一些2--8岁的儿童，他们因为年龄小、认知低、对周围的一些所有事物都有浓厚兴趣，但却缺乏安全意识。

因此在尽量培养孩子兴趣的同时，也对孩子的健康成长非常重视②。

而儿童座椅则是孩子成长中必不可少的学习、休息用品，本文将从人机工程学的角度分析，尺度和尺寸对儿童座椅计中的重要影响。

在儿童座椅的设计中，健康的坐姿是和儿童身体尺寸息息相关的。

根据国内现有的儿童座椅的市场调查，儿童座椅在人机工程学中对儿童健康成长有着很重要的问题。

比如现在国内儿童眼睛近视的发病率达高达70%，而这种现象产生的原因，就是因为儿童座椅设计的尺寸要求不合理。

这些问题主要表现在，座椅的高度国内没有规定的严格
①图片来源：/report/3367681.aspx
②文字来源：ISBN:7810134213人机工程学_丁玉兰等编著
标准，导致儿童不健康的坐姿，不合理的阅读书写状态，从而导致了儿童眼镜近视发病率的提升。

从儿童桌椅设计的角度来看，我们要把握三个方面的关系：
（1）儿童不同年龄段的身体尺寸。

（2）儿童座椅的尺寸标准。

（3）儿童座椅设计健康坐姿和尺寸的关系。

本文将通过设计作品，将人机工程学和儿童座椅设计的趣味性相结合，利用儿童座椅合理高度、材料的选择、一定的趣味性合在一起，再进行不断的进行创新改进，探讨研究人机工程学在儿童座椅设计中的重要意义。

二、人机工程学在儿童座椅设计中相关因素分析
（一）何谓人机工程学
图三人体坐姿
人机工程学，就是根据严谨的人体尺寸标准，结合人体力学、心理学、人体形态学等学科的研究方法，对人体进行细致特征进行的研究，制定出人体各个部分尺寸、重量、表面面积、重心以及各种人体相关的结构参数特征。

如图三所示①，分析人的不同坐姿，以及人的身体尺寸对座椅的尺寸制定提出要求和标准，来设计出最适合人体尺寸高度的健康座椅。

而在视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性等方面，也都属于人机工程学所研究的科学范畴。

而在任何一个合格的产品设计之中，都将用到人机工程学任何一个产品的造型都是有三要素构成的，一是形态要素，二是机能要素，三是审美要素，这些都是和人机工程学息息相关的。

（二）国内儿童生理分析
①图片来源：/bang/447/1605270
图四儿童人体尺寸
人体尺寸分为动态尺寸和静态尺寸，而关于儿童的尺寸是很少的，本文主要从儿童的身高尺寸入手，因为它是儿童座椅设计中最重要的因素之一。

根据资料查找，2008年2月8日，国内第一次儿童人体尺寸、体重参数的调查结果，其中抽取了2-8岁男童和女童的身高、体重，可以看出在这些年龄段的男童身高和体重都是高于女童。

如图四所示①，根据卫生部每年的全国儿童体格发育状况的调查，以2006年的第五次全国儿童体格发育调查为例，
调查数据表明
第一，城市和农村儿童的身高差距缩小。

第二，儿童发育呈较快增长趋势。

第三，国内城市儿童的发育的水平，达到了世界儿童生长发育的标准。

由于国内城市和农村儿童身高尺寸的差距的缩小，儿童家具生产厂家为儿童座椅设计变得更加方便，在设计之中也渐渐有了一定的规范标准。

在儿童座椅设计中座椅尺寸要与儿童的身体的互相配合。

这样才会得到家长的认可，也有益于儿童的健康成长。

在选择儿童桌椅时，最好选择具有能够按照身高的变化进行调整的功能。

图五各年龄段儿童身体尺寸
参照国内儿童椅设计的标准尺寸规定，建议儿童椅的座面高为280mm，座深为200mm，座前宽300mm，座后宽270mm，靠背上缘距座面高15mm，靠背下缘距座面高28mm。

如图五所示②。

但是如果要保证各个年龄段的儿童所使用的座椅都量身定做，那么每个儿童成长中都
①图片来源：/p-711783978.html
②图片来源：/report/3367681.aspx
会需要很多套座椅，这种消费方式显然不符合国内经济发展的水平和可持续发展的战略。

综上所述，我们在设计儿童桌椅时，应以人机工程学作为指导，使座椅的高度符合儿童身体尺寸、心理尺寸，严格按照标准设计和生产儿童座椅的尺度和尺寸，保持儿童身体尺寸与座椅的协调性，以便设计出安全、舒适、方便携带、不易受伤的儿童桌椅。

（三）人机工程学对儿童座椅设计中材料要素的影响。

图六统计调查
目前，国内用于制作儿童座椅的材料各种各样，没有严格的标准制度，如目测、塑料、板材、混合材料等，这些材料都有各自的特点，只是在保证一些基本的前提下所选用的材料。

而本文将根据不同的材质，对儿童家长的喜欢进行调研，如图六所示①，具体来说就是没有气味、不褪色和手感舒适光滑等特点的儿童座椅最受欢迎，下面内容将介绍、分析各种材料的特点，如图七所示②。

图七儿童座椅
实木能够调整温湿度、结实耐用、表面光滑容易清洗、能吸收紫外线、纹理自然、没有放射性物质、对儿童没有危害。

板材没有异味、手感光滑、造型稳定、不易变形。

人造板用各自木材剩余物为主要原材料，减少木材浪费、提高木材利用率。

座椅关节点金属连接，既结方便携带也结实耐用。

塑料颜色多种多样，符合儿童的喜好，造型变化多样，手感也光滑细腻，轻便安全，①
图片来源：/report/3367681.aspx
②图片来源：/p-711783978.html
并且耐水洗。

（四）人机工程学对儿童座椅设计中结构要素的影响。

一、座椅高度
儿童座椅的标准坐高，应使大腿呈水平状态，小腿垂直于地面，双脚能平放在地面上。

在休息时，腿可以向前方伸展，可松弛肌肉，也有助于身体的稳定。

随着儿童的不同年龄段的成长，椅子的高度要求也要随之提高，更换新的儿童座椅。

二、椅面宽度和倾角
成人座椅椅面座宽一般设定为30cm左右，儿童则在25cm左右。

而座面倾角也分二种，一种是休息椅、另一种为学习椅。

休息椅座面倾角大，可达到20度—26度，这样有利于儿童身心松弛。

对学习座椅而言，因学习时儿童坐姿一般保持垂直状态最好，如座面过于后倾，会破坏儿童的正常坐直，也会也儿童学习更加疲惫，形成一种费力的姿势，因此倾角最好平行于地面。

三、靠背角度
图八坐姿
靠背角度是指座面与靠背的夹角，靠背角度的作用是使人体在自然状态下得到支撑，与座面的倾斜角度达到舒适的效果。

如图八所示①，一般儿童娱乐用椅的靠背角度较大，
①图片来源：/search/index?ct=201326592&cl=2&st=-1&lm=
可达到105—110度，而但对于儿童学习时的座椅来讲，太大的角度会使得儿童有种放松的心理，不利于儿童学习效率，所以儿童座椅靠背角度一般是垂直于椅面。

三、人机工程学在儿童座椅中的体现。

（一）国内现有儿童座椅人机特点分析。

(一)国内儿童座椅现状
国内儿童家具中，儿童座椅占很大一部分，因为它需求量广，也是单一的儿童家具，便宜不要成套购买，大部分家庭都能接受。

随着国内经济发展，家长们对儿童的越来越重视，家庭条件的不断提高，使得儿童座椅发展迅速。

(二)国内研究水平低。

在国内，目前还没有专业儿童家具设计机构，国家对儿童家具的尺寸标准也没有严格的要求规定。

并且国内儿童家具设计师大都是从成人家具中转业而来，对儿童的现有需求不够了解，这些直接导致了儿童家具在国内设计、生产、发展的水平。

(三)座椅分布结构不合理。

岁
国内儿童家具市场上市场上以8--12大龄儿童家具居多，婴儿家具0一3岁的婴儿家具居中、4一8岁的儿童家具偏少的局面出现，造成了市场分布不均，费者选择范围较窄。

（二）木质儿童座椅的优点分析。

1，木质材质视觉突出。

木材具有华丽优美的细腻纹路，亲近自然，给人的视觉感受极为舒适。

同时木材可以吸收阳光中紫外线，红外线，对儿童的视力有一定的保护作用。

2，木质材质手感舒适。

木材手感温和，光滑程度适中，能给人适宜的刺激，引起良好的感觉，同时也结实耐用。

3、木材具有调湿性能。

众所周知，当室内有木材家具时，当房间内相对湿度发生变化，木质家具可以从环境中吸收或者释放水分，从而调节室内湿度，因而具有很好的调湿功能。

（三）儿童座椅的尺寸要求。

图九儿童座椅尺寸
普通的儿童椅子也可以说是幼儿园常见的一种座椅，这种儿童椅子一般身高在75～89厘米之间的小孩，如图九所示①儿童椅子坐面高度大概在19厘米左右最合适。

小孩子在三岁后，对自己的专属物品特别的感兴趣，在他们脑海里会对各种形态的物品有大致的认识，比如他们知道，大的衣服是属于大人们的，自己的衣物是小小的，大人们的碗是瓷的，自己的碗是不锈钢的等等，这些是对自己专属物品的理解。

而专属物品中，他们最爱的可能就是小椅子了，儿童座椅的尺寸一般是20*20*25cm。

如果椅子不合适，不仅会对孩子造成驼背的影响，还会对孩子的发育造成影响。

另外，由于孩子的身高子在不断长高，所以椅子也要随之更换，买适合孩子身高的椅子。

（四）儿童座椅设计定位及设计方案。

（一）设计定位
（1）儿童座椅要随时随地便可用来轻松休息，使用场合广泛，容易携带；
（2）易清理、耐水、耐老化，适合户外使用。

（3）舒适、安全符合家长对儿童座椅的要求。

（4）坐姿比站立更有利于血液循环
（5）有利于保持身体的稳定，坐姿保持身体处在稳定的姿势，有利于儿童作业
（二）设计方案
（1) 高度可调节；
（2）稳定性与趣味同时兼顾；
①图片来源：/report/3367681.aspx
（3）给儿童留有足够的活动空间；
（4）能够保证腿的活动空间，以减轻儿童玩耍后腿的疲劳；
（5）坐面宽度、椅子高度、椅背高度需要根据人机工程学尺寸来设定；（6）材料选择为木材，无污染、无棱角，表面光滑。

（三）设计原则和分类
1. 座椅的形式与尺度及其功用有关
2. 座椅的尺度必须参照儿童人体测量学数据确定
3. 身体的主要重量应由臀部坐骨结节承担
4. 座椅前缘处，大腿与椅子之间压力应尽量减小
5. 腰椎下部应提供支承，设置适当的靠背以降低背部紧张度
结语
在论文结束之际，通过以上可以看出，人体工程学座椅设计绝对不是一项简单的工作，面对不同的人群他有不同的设计标准与规范。

设计之中它更是要考虑和椅子相关的高度、坐宽、靠背、软硬、曲线等人体尺度等多重因素，还要考虑到儿童椅子的使用场合，清洁和耐久需求。

还要考虑材料构件的选择以及成本问题。

除此之外，还要考虑的美观、新颖、创意等各种艺术精神方面的需求。

人体工程学以“人”为研究的起点，以“服务于人”为最终目标，与人类生活学习工作密不可分。

故需要我们了解人体工程学及学习其操作方法并运用自如，做出符合实用美观的作品。

最后，衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位老师、教授! 感谢这篇论文所涉及到的各位学者。

本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作！
感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我很多素材，还在论文的撰写和排版等过程中提供热情的帮助！
由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正！
主要参考文献
[1]艺术设计概论曹田泉编著
[2]人机工程教学与应用徐涵刘军杰陈伟编著
[3]期刊论文人机工程学在户外家具设计中的应用-四川建筑2011.21（3）
[4]学位论文基于人机工程学的学生公寓家具的设计与研究
[5]江湘芸设计材料及加工工艺北京理工大学出版社 2003.08
[6]德国红点大奖工业设计年鉴作品集
[7]工业设计材料与表面处理毕业设计作品
[8]马泽群;浅析工业设计中的人机工程学[J];成都纺织高等专科学校学报;2003年01期
[9]龚锦编译.人体尺度与室内空间[M].天津：天津科学技术出版社，1987:35-41.
[10]刘春荣.人机工程学应用[M].上海：上海人民美术出版社，2004:21-34
[11]刘鸿文主编.材料力学[M].第四版.北京：高等教育出版社，2004：12-48
[12]傅志方.模态分析理论与应用[M].上海：上海交大出版社, 2000年7月:7-313
[13]王继成.产品设计中的人机工程学[M].北京：化学工业出版社，2004：11-34
[14]丁玉兰.著《人机工程学(第4版)》 ISBN:7810134213
[15]周美玉.著《人机工程学应用》，上海交通大学出版社
武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸
[16]李达.著《人机工程学》出版社：电子工业出版社出版日期：2014-02-01
[17]A．Chapanis 《Application of experimental psychology: the factors of people in engineering design》
[18] and H • Munsterberg 《Psychology and work efficiency 》
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