桌椅的人机学设计作业

学生桌椅的人机学分析与设计

摘要：通过对大学生桌椅的尺寸，外形进行分析，结合安全人机工程学中的有关知识，以及人的主要尺寸，对大学生桌椅进行评估及改进。

关键词：人机工程学坐姿眼高坐姿肘高桌椅高度桌椅宽度颜色正确坐姿

人机工程学方面确定桌子尺寸：

（一）桌面长度，宽度的确定：

（1）人的水平作业域方面：

水平方向：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。

（二）桌面高度的确定：

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。

（三）颜色和材质的选择：

色彩对人的心理有着直接影响，单调的颜色会很容易让人产生视觉疲劳，而过大的色彩反差也同样会令人视觉难受。长时间对着同一种颜色会产生视觉疲劳，所以电脑桌的颜色要与墙壁的颜色对比度稍大，可以使眼睛得到休息。正确选择颜色，有益于视觉、生理、心理、功效、安全。

桌子的简化图：

设计适合自己的桌子：

坐高坐姿肘高坐姿眼高坐姿膝高坐姿大腿厚895 285 770 497 12

=770+406－305＋3－40－100=734mm。

最小桌腿的高度=坐姿膝高+坐姿大腿厚+着装修正+姿势修正=497+12+3+50=562mm

最小桌面宽度：( 305 ∕ 2tan15 ) ×569mm

座椅设计的原则以及关键技术：

座椅设计要充分考虑对人的生理影响。应尽可能的使脊柱处于正常生理弯曲的状态，各部分肌肉处于放松的状态，身体屈伸部位的角度以及受压部位要有利于人体保持正常的血液循环。

设计座椅应考虑以下各项原则：1 工作椅的设计，应提供操作人员在操作时的身体支撑。2 座椅的设计要使操作人员工作顺利，椅子要有适当的尺寸，气高度和位置可以调整到适合各种大小不一的人使用。3 座椅应能够适当地支撑住身体，以避免不良的姿势，同时身体的重量能够均衡地分布在椅面上。4 在不影响手的个别动作时，座椅应有扶手，同时也要有脚踏座，以维持较好的座椅到脚停

止位置的距离。

新颖的座椅从人因工程的角度出发设计各主要参数，避免了以前一般座椅存在的缺陷（当人坐上时，脊柱就得弯曲而拉紧，最终会导致腰背劳损）。文章所提供的座椅由椅座、支撑杆及连在支撑杆上的底座构成。为解决人在工作时的前倾状态的难以控制，把底座分成两部分以便于保持身体前倾，同时设置了膝靠凳。在身体前倾时使用膝靠凳，解决了身体长时间倾斜时无法保持做到自然倾斜，也保证了人体脊柱与人在站立时的自然状态最接近，在臀部有支撑的同时，双膝也有支撑，人处于平衡稳定状态。人体重量分布在坐骨支撑点和膝支撑点上，使背部、腹部、臀部肌肉群得到放松，而且这种前倾坐姿与休息时后靠的姿势完全不同，使人一坐在这种座椅上工作就处于兴奋状态，易于集中精力，从而大大提高工作效率。

考虑到人在工作时要劳逸结合，所以在座椅设计时将两种功能从分结合，在工作疲劳时可时调节靠背的角度作为休息用椅，同时更加大众化的设计，使靠背高度，座椅高度，膝靠高度，背靠与座面的角度都可以根据个人的自身条件调节。同时膝靠凳上专门为休闲设计了脚蹬，可以更加舒适的环节疲劳。

参数的选择：

1．座面高度

座面高度指地面至就坐后座面上坐骨支撑处的高度。坐面太高以至双腿悬空，太低腹部肌肉不产生挤压，不能保证人的骶骨椎骨的适宜状态。因此按照我国人体尺度，设计座高可调范围在380~ 480MM。

2．座深

座深指座面前后距离。正确的设计应该使臀部得到全面的支撑，腰部得带靠背的支持，座面前缘与小腿间留有适当距离，保证小腿可自由活动。就工作椅来说，座深应按350MM~400MM来取，休息椅可取400MM~430MM。这里为了适应两种功能以及我国95%人群的需要，取座深为400MM。

3．座宽

座宽应该满足臀部就坐所需要的尺度，使人能自如的调整坐姿。坐面宽度过窄，除了拘谨，圣体两侧的肌肉均会有受到挤压的感觉；宽度过宽，双臂必然外

张，使得背阔肌和肩部三角肌等肌键组织收到拉伸。所以一般取370MM~420MM。为适合我国95%人群的需要，取座宽为420MM。

4．座面倾角

座面与水平面夹角称为座面倾角。工作座椅面倾角一般小于3°。因为工作时身体前倾，若倾角过大，会因身体前倾而使脊椎拉直，破坏正常的腰椎曲线。休息椅一般取14°-24°，有利于肌肉放松。对于办公用椅，采取座面前倾，一般倾向为10°-15°。本座椅充分实现了这两种倾斜角度，保证了人在各种情况下都有一定的舒适性。

5．靠背的高和宽

靠背可以分为腰靠和肩靠，从人因工程学的角度出发，靠背高度可以调节，靠背的最大可调范围为480MM~630MM。最大宽度350MM~480MM。

6．靠背与座面夹角

靠背的座面夹角若小于90度，则腹部受压迫；夹角太大会降低人的警觉状态。一般为115度比较合适。实际设计中应视座椅用途不同采用不同值，工作椅可取95度~100度；休息椅可取105度~110度。这里通过掀动手柄式座椅调角器进行调节。充分实现两种座椅的舒适角度调节，也为不同人群的生理特征提供了充分的可调空间。

7．座面硬度

一般坐垫的高度是25mm.太软太高的坐垫，易造成身体不稳，反易产生疲劳。根据实验，椅座衬垫下限量为1/2英寸，如果太软，周围的组织会受到压缩。坐垫前部瀑布式的边缘也有助于减少压缩。

8．扶手高度

扶手不宜太高，以免引起肩部酸痛。休息扶手高度一般取200MM~230MM,两扶手的间距可取500MM~600MM。运输工具中两扶手间距一般取400~500MM。9．座面形状

根据人体坐姿与座椅界面之间生物力学分析得出人体臀部轮廓曲线和体压分布曲线。依据该两条曲线合理设计座面与人体接触面的曲线形状，合理增加两