基于人机工程学考虑的大学生电脑桌的改进设计设计07503834.doc

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1、基于人机工程学考虑的大学生电脑桌的改进设计基于人机工程学考虑的大学生电脑桌的改进设计摘 要在现代生活中，越来越多的人离不开电脑，而在大学生群体中电脑在日常生活中的使用率更显得尤为突出，所以作为承载电脑以及相关系统的直接平台，电脑桌的设计显得尤为重要。它关系到使用者的操作体验和工作效率以及身心健康。通过我对台式电脑桌的设计改进，说明其中运用安全人机工程学的原理，使产品不仅能用、好用、还舒适宜人。探讨了电脑桌设计中要解决的实际问题, 如桌面高度和宽度的选择依据、键盘摆放高度、使用鼠标时与人舒适的确定方法和整体颜色的选择以及电脑在使用过程中应注意的安全问题, 使其更安全、更舒适、更有效、更宜人、更适

2、合于人的使用。关键词：安全人机工程学，大学生电脑桌，改进设计 目录第一章 绪论21.1 选题的目的、理论意义和现实意义21.2 国内外研究和发展概况31.2.1 国外对电脑桌的设计有两款最具代表的两个设计31.2.2国内对电脑桌的设计主要也分为几个方面41.3 本课题研究的主要内容6第二章 安全人机工程学介绍72.1人机工程学72.1.1 人机工程学的发展及命名82.1.2人机工程学研究的目的、内容和方法82.1.3人机工程学的研究方法及基本原则92.1.4人机工程学的产生与发展102.2安全人机工程学122.2.1安全人机工程学研究的内容122.2.2安全人机工程学研究对象132.2.3安全

3、人机工程学的研究目的及方法14第三章 基于安全人机工程学电脑桌分析153.1当前电脑桌缺点与不足分析153.1.1.电脑桌的作业面高度163.1.2.电脑桌显示器面的高度与桌面长度163.1.3.电脑桌整体安全舒适163.1.4.电脑桌在大学生寝室中的功能17第四章 确定方案及尺寸174.1 基于安全人机电脑桌尺寸的确定194.2 基于安全人机电脑桌结构确定224.2.1电脑桌实用结构改进224.2.2 电脑桌的安全性改进23第五章 最终方案确定及效果图255.1整体效果图265.2 局部设计细节图29结论31致谢32第一章 绪论1.1 选题的目的、理论意义和现实意义 随着社会科技的迅速发展，

4、现代人的生活变得越来越离不开电脑、无论是工作，生活还是娱乐，电脑都成了不可或缺的工具，特别是在大学生人群中的电脑使用普及率更是高于其他方面，因此不少大学生用户在购买自己的电脑时，总是会提前做功课，在实体店认真细致地挑选，货比三家然后选择最适合自己使用的电脑。但却往往忽视了电脑桌在整个使用电脑过程中的重要性。不少大学的寝室中只是最普通的电脑桌，其结构简单单调，甚至有的天检查的学校并没有配置专门的电脑桌，只能用普通的书桌代替，结果使用电脑时间一长，弊端便会出现，经常会造成腰酸脖子痛，不仅身体疲劳还会影响视力及脊椎成长。大学生人群关乎祖国未来，所以说在大学生寝室中配置一个合适的电脑桌也是很有必要的。

5、 此外，电脑在大学生的生活、学习和工作中也得到了越来越广泛的应用。与此同时，我国也迎来了第三次计算机普及的高潮时期，这就意味着电脑必将广泛进入到当今社会中，而大学生人群也是互联网上最活跃的群体之一。然而在电脑带给人们方便的快捷讯息和高科技体验的同时，它所带来的许多负面影响也在人们的关注中越来越凸显。比如，长时间进行电脑操作的人群会感到手腕、手臂、肩、背、腰和颈等处的肌肉酸麻疼痛，从而导致这些肌肉群疲劳过度或造成损伤等综合症状。另外还会引发近视和精神上的疲劳等病症。因此研究开发如何从人机工程学角度出发，分析设计出合理的电脑桌，使其符合人体的生理、心理的特性及实际使用时的体验，以提高人们在电脑操作

6、时的舒适度和作业效率已成为当今基于人机工程设计领域的一个重大课题。而现有电脑桌设计中普遍存在的问题和缺陷。虽然当前市场上电脑桌品种繁多，款式和颜色不乏新颖丰富。然而仔细分析这些产品，真正完全基于人机工程学角度设计的却寥寥无几。一些进口的和仿国外的山寨品牌设计的电脑桌，虽有部分基于人机工程学原理设计合理的地方，但设计的尺寸却是按国外的人体尺寸照搬照抄，实际并不符合国人身体的尺寸模型。在应用到大学生寝室中的电脑桌也存在这同样的问题和缺陷，用普通的书桌作为电脑桌更不需要加以评论，在使用时都会体验不佳，以至于给健康带来不良影响。所以要提高目前国内电脑桌的设计水平，重视应用到大学生寝室的电脑桌设计，是离

7、不开人性化的设计、离不开人机工程学在设计中的应用。而本设计改进正着力于提高人机交互体验、进行人性化设计、解决用户使用电脑桌时产生的各种人机问题：如鼠标手、颈椎痛以及视力和精神上的影响等，使电脑桌的设计达到一个更高的层次。1.2 国内外研究和发展概况 1.2.1 国外对电脑桌的设计有两款最具代表的两个设计1.来自美国的产品赖特电脑桌是特意为了纪念工业设计大师弗兰克赖特而设计的电脑桌，其采用了脱磁的不锈钢板为材料，表面作电镀处理，使质感更为细腻、优雅。赖特电脑桌设计是借鉴大师弗兰克平生所遵从的现代主义为理念的设计，极简的几何外形表达出产品的简介构造，并且赋予其人性化的实用功能。桌面左边是四个可以打

8、开的内嵌式储物盒，桌子右边前方为开口抽屉，简约而不简单。表达出了超前的科技感和唯美的质感。2.同样是来自美国的比恩电脑桌以其极其简单的外形设计而著称。桌子的一体化设计具有很大特色，把整个桌子作为一个整体功能模块，并将电脑所有的USB和光驱功能赋予其整体之中，使其在使用中更为方便快捷。1.2.2国内对电脑桌的设计主要也分为几个方面1.普通电脑桌（1） 整体外形结构简洁大方，材质较市面主流产品有所提高，以实木为主要组成材质，桌面表层嵌以钢花玻璃，给人以一丝静谧质感。桌角的钢丝不仅在结构上起到了固定作用，在外形上也点缀整体，使人眼前一亮。作为电脑桌可能也会为屋子整体带来不错的视觉效果，这类产品代表了

9、目前国内市场上中高档产品的设计水平。如图1-1所示。图1-1普通电脑桌（1）2. 普通电脑桌（2） 整体结构主要由桌面、键盘抽、音箱台以及抽屉构成，从外型上看中规中矩，从材料上看平淡无奇，从色彩上看单一乏味，从人机上看乏善可陈。这类产品体现了当前国内电脑桌的主流设计水平，其占据了国内绝大部分的电脑桌市场。但随着台式机的一体化以及电脑、音箱的整合化，它将逐渐退出历史舞台。如图1-2所示。图1-2 普通电脑桌（2）3.普通电脑桌（3） 整体结构是将电脑桌与书架以及抽屉结合，这种电脑桌在生活中表现出极大的实用性，材料则多以木材为主，形式也因环境不同而多种多样，但理念基本雷同。从人机上看并不科学，易造

10、成使用人群手部、颈部和视觉疲劳。这类产品代表了市面上另一种主流设计，也是应用到大学生寝室中的最普遍设计。图1-3 普通电脑桌（3）1.3 本课题研究的主要内容 本课题设计的产品主要定位于大学生宿舍使用，对象主要是全国普通大学生宿舍，主要研究内容包括在科技飞速发展新时代下，电脑的承载者电脑桌的功能设计以及电脑桌造型设计。当前市场上的电脑桌，产品种类虽然有很多，而且应用到学生宿舍的电脑桌基本功能都能满足学生日常的需要。但随着新式电脑的更新换代，以及人们对体验要求的不断升级，在使用过程中，现存的电脑桌中规中矩的设计已经满足不了大多适用人群。其次，随着电脑的使用时间越来越长，电脑桌使用时的舒适体验显得

11、尤为重要，在满足基本功能的同时也要注重结构尺寸的确定。另外，在学生宿舍中电脑及电脑桌组成的整个系统不宜过于复杂，其结构功能的整合使其电脑桌变得更加简洁很有必要。针对以上的一系列问题以及趋势，我将把我的设计以安全人机工程学为基础，在人-机-环境中，对人的心理、生理以及物理特性进行分析，从大学生电脑桌的结构，材质及尺寸进行设计改进。力求在华丽美观基础上更符合人的使用习惯，更加安全舒适。第二章 安全人机工程学介绍2.1人机工程学人机工程学(Man-Machine Engineering是一门专门研究人体(即人的身心)与外界事物联系的交叉技术科学。该学科在其自身的发展过程中，逐步打破各学科之间的界限，

12、并有机地融合各相关学科理论，不断地完善自身的基本概念、基础理论、研究方法、技术标准和操作规范。它起源于欧洲，形成于美国，发展于日本，作为一门独立学科的历史已有50余年。 英国学者莫瑞尔于1949年首次正式提出Ergonomics一词，该词是由希腊词根“ergon”(即工作、劳动)和“nomics(即规律、规则)复合而成，其含义是“人出力正常化”或“人的工作规律”。就是说，这门学科是研究人在生产、生活和操作过程中合理地、适度地劳动和用力的规律问题。在1950年2月召开的学术会议上通过了使用Erganamics”这一术语。由于该词能够较全面反应本学科的本质，又源于希腊文，便于各国语言翻译上统一，而

13、且词义保持中立性，不会对各组成学科亲密或间疏.因此目前较多的国家采用Ergonomics”一词作为该学科名称。该学科诞生之前，如同其他学科一样经历了一个漫长的酝酿和发展历程。由于该学科研究和应用范围极其广泛，它所涉及的各学科、各领域的专家、学者都试图从各自研究领域的角度和解决问题的着眼点来给本学科命名。这门学科的名称在美国被称为“Human Engineering，即(人类工程学)或Human Factors Engineering(人的因素工程学)，西欧国家多用“Ergonomics，日本和俄罗斯则都用西欧名称。其他国家大都是沿用英、美两种名称。在我国，也由于看问题的角度和着眼点不同而采用的

14、名称不同，其称呼大致有“人体工程学”、“人因工程学”、“人类工程学”、“工效学”、“宜人学”、“人机工程学”等。2.1.1 人机工程学的发展及命名人机工程学在欧洲是以劳动科学为基础发展起来的，英国有欧洲开展人机学研究最早的国家，于1950年成立了英国人机学研究会，1957年创办会刊Ergonomics。美国于1957年成立人类因素工程学会，同时发行了会刊。日本于1963年成立日本人间工学研究会。苏联、德国、法国、荷兰、瑞典、丹麦、芬兰、澳大利亚等国也先后开展了人机工程学的研究。1960年成立国际人机学协会。我国进入80年代以后，也开始人机工程学的研究。关于人机工程学的研究命名，各国有所不同，侧

15、重点也各不相同。欧洲称作Ergonomics（人机学），美国称作Human Engineering（人类工程学）和Human Factors Engineering （人类因素工程学），日本称为人间工学，目前普遍采用的是Ergonomics，我国曾译为人类工效学，人机工程学、人机学等。、2.1.2人机工程学研究的目的、内容和方法 1.人机工程学的研究目的如下： (1)设计机器和设备及工艺流程、工具以及信息传递装置与信息控制设备时，必须考虑人的各种因素生理的和心理的及人体测量参数、生物力学的需要与可能; (2)要使人操作简便、省力、快速而准确; (3)要使人的工作条件和工作环境安全卫生和舒适;

16、(4)最终目的是为了使人机系统协调，保障安全健康和提高工作效率: 2.人机工程学的研究内容如下： (1)人的因素方面，主要包括人体生理、心理、人体测量及生物力学; (2)机的因素方面，主要包括显示器和控制器等物的设计; (3)环境因素方面，主要包括采光、照明、尘毒、噪声等对人身心产生影响的因素;(4)人机系统的综合研究:研究人机系统的整体设计；岗位设计；显示器设计；控制器设计；环境设计；作业方法及人机系统的组织管理等。此处应该指出:在中文中人机丁程学与工效学在概念上存在着差别，即在人机工程学基础理沦上不能使用人-机-环的概念。而只能用人-机(即物)及其所产生的人与人、物与物和人与物关系的表现形

17、式以及其内在联系(即人机系统)的泛指概念来解释。在解决具体问题时，把人和机都狭义化，才出现“环”的概念。2.1.3人机工程学的研究方法及基本原则人机工程学的研究万法除本学科建立的独特方法外，还广泛采用了人体科学和生物科学等相关学科的研究方法和手段，也运用系统、控制、信息、统计与概率等其他学科的一些研究方法。这些方法包括:人体结构尺寸、功能尺寸的测量；人在活动中的行为特征；对人的活动时问和动作分析；人在作业前后及作业中的心理状态和各种生理指标的动态变化；分析人的活动可靠性、差错率、意外伤害原因等；运用电子计算机模拟或仿真人的作业过程实验；运用统计学的方法找出各变数之间的相互关系等。具体包括有实测

18、法、实验法、分析法、调查研究法、计算机仿真法、图示模拟和模型实验法以及感觉评价法。 人机工程学在研究中应遵循的基本原则则包括客观性和系统性原则: （1）客观性原则。所谓客观性原则，是指在研究上作中坚持严肃认真，实事求是的科学态度，要根据客观事物的本来面目去反映其固有的本质和规律性。开始时，要根据科研或实际需要，并遵循客观条件选择合适的研究课题;在研究过程中，要全面、客观、真实地反应研究对象和主客观实际情况;在分析研究结果时，要从现实出发，做出符合实际的结论。（2）系统性原则。所谓系统性原则，就是要将研究对象放在系统中进行认识和研究。人机系统中的人，机、人机结合面之间存在着相互制约、影响、渗透的

19、有机联系，而不是要素之间的简单迭加关系。而且人、机，人机结合面各自的组成成员，又构成各自的系统。不仅各子系统之间存在着物质、能量、信息的交换。而且人机系统作为一个整体，它还置于整个社会的大系统中，因此，对人机系统的研究，必须从系统的整体出发去分析各子系统的性能及其相互关系，同时寻求社会性因素对系统中各要素及其相互关系的制约，以便寻求各要素之间的最合理的匹配，以取得最佳的效果。2.1.4人机工程学的产生与发展自人类社会形成以来，人类在求生存、求发展的搏斗中，开始创造各种各样的简单器具。人类利用这些器具进行狩猎、耕种。从而有了人与器具的关系原始人机关系。在古老的人类社会中尽管没有系统的人机工程学的

20、研究方法，但人类通过实践的启发所创造的各种简单工具，以其形状的发展变化来看，是符合人机学原理的。例如:旧石器时代的石刀、石枪、石斧、骨针等工具大部分呈直线形状，有利于使用；到新石器时代，人类所用的锄头及石磨等的形状，就更适合人的使用。人类用这些工具进行笨重的体力劳动时，客观上存在保护自己和提高劳动效率两方面需要解决的问题。随着人类社会的发展，人类所创造的工具更是大大向前发展，这些工具由于人的使用经验、体会促使人机关系由简单到复杂，由低级到高级，由自发到自觉，逐渐科学化口但这个时期的人机关系及其发展只是建立在人类不断积累的经验和自发的基础上，因此称为经验人机关系或称自发人机关系。 人类在历史的长

21、河中，通过劳动改造自然，同时改造人类本身，不断地提高文明程度和改造客观环境的能力。产业革命以后，随着科学技术的迅速发展，人们所从事的劳动在复杂程度和载荷量上均起了很大变化，人们更注意从多方面研究来提高劳动效率。世界上一些工业发达国家就在客观需要的条件下提出了“操作方法”课题，如进行过“铁锹作业试验研究” 、“砌砖作业试验”及“肌肉疲劳试验”等，以便于耗费最少的体力，获得较多的效益。由于当时机器和设备主要还是依靠人来直接操作、调整和维修。人们为寻求更好更简便的手工操纵方法，进行了大量的研究，如工作分解、过程表解、动作分解、流程图解、屏间操作分析、知觉与运动信息分析等，同时也提出了许许多多的行之有

22、效的节省动作的原则。其目的是如何耗费最少的体力来换取最大的劳动成果.随着机器的不断改进，人与机器的关系越来越复杂，机器要求操作者接受大量的信息和进行迅速而准确的操纵。特别是第二次世界大战期间，复杂的武器系统要求人们在特殊条件下进行高效率的搜索、控制工作。例如，飞机的飞行，由于座舱及仪表位置设计不当，造成驾驶员误读仪表盘和误用操纵器而发生意外失事，或战斗时操作不灵敏、命中率降低等事故经常发生。究其原因，大约有二:一是这些仪器本身的设计没有充分考虑人的生理、心理和生物力学特性，致使仪器的设计和配置不能满足人的要求；二是操作人员缺乏训练，不能适应复杂机器系统的操作要求。这些教训，引起了决策者和设计者

23、的高度重视。他们深深感到“人的因素”在设计中是不可忽视的一个重要条件，同时还认识到要设计好一个先进的设备，达到高效率的目的，仅有工程技术知识是不够的，还必须有其他学科方面知识的配合。在这种情况下，人机结合的一门新兴学科人机工程学应运而生了，但这时的人机工程学研究的角度和着眼点主要是侧重于上作效率。 综上所述可以看出一，从原始人机关系一经验人机关系人机上程学的历史进程，这门学科是随社会的进步而前进;随着科学技术的发展而不断完善，现在已经进人上业经济向知识经济过渡的时期，随着机械化、自动化、电子化的高度发展，人的因素在生产中增效和人身免受危害的作用越来越大，人机协调问题也越显得重要，人们对劳动条件

24、的要求越来越高，促进了人机工程学的迅速发展。当今，人机工程学的应用研究分解成为互为条件各有目标的安全人机工程学与工效人机工程学两大应用学科分支，并沿着各自的学科特征向前发展。2.2安全人机工程学安全人机工程学是从安全的角度出发，以人、机、环境三大要素所构成的系统为研究对象，以安全、高效、经济三者为主要评价指标，以系统科学和人体科学为基础理论、以系统工程方法为工具深入细致的研究人、机、环境系统的最优组合的新兴的交叉学科，其立足点放在安全上面，以活动过程中的人文实行保护为目的，主要阐述人、机与环境保持什么样的关系，才能保证人的安全。也就是说，在实现一定的生产效率的同时，如何最大限度地保障人的安全健

25、康与舒适愉快。这主要是从活动者的生理、心理、生物力学的需要与可能等诸因素，去着重研究人从事生产或其他活动过程中在实现一定活动效率的同时最大限度地免受外界因素的作用机理为预防与消除危害的标准与方法提供科学依据，从而达到实现安全卫生的目的，确保人类能在安全健康、舒适愉快的条件与环境中从事各项活动。2.2.1安全人机工程学研究的内容 安全人机工程学研究的内容大体包括：1.研究人机之间分工及其相互适应问题。分工要根据两者各自特征，发挥各自的优势，达到高效、安全、舒适、健康的目的。2.研究信息传递过程。人与机器在操作过程中要不断传递信息，因此，机器上各种显示器、控制器要设计得适合于人使用。3.研究作业环

26、境，创造安全的条件。生产场所有各种各样的环境条件，例如高温、高湿、振动、噪声、空气中的有害物质、工作地的状况等。这些因素，都会影响人的健康。安全人机工程学研究的目标，是要将这些因素控制在规定的标准范围之内，使环境条件符合人的生理和心理要求，从而使操作者感到舒适和安全。4.研究安全装置。许多设备都有“危区”，若无安全装置、屏障、隔板、外壳、将危区与人体隔开，便可能对人产生伤害。因此，设计可靠的安全装置，是安全人机工程学的任务。5.选择合适的操作者。人的个体差异，使操作者对工作的适应程度不同。在人事安排上，要研究人机关系的协调性，人适其职，才有利于安全生产。6.研究生产过程中，操作者疲劳的特点以及

27、减轻疲劳和紧张度的措施。7.研究人机系统的可靠性，保证人机系统的安全。研究事故的预防和危险情况的控制。2.2.2安全人机工程学研究对象 在任何一个人类活动场所，总是包括人和机（此处的机是广义的，即物）两大部分。加上人类所活动的场所，组成的整体包括人、机、人机结合面。 这里所谓的人(Man)，是指活动的人体，即安全主体，人应该始终是有意识有日的地操纵物(机器、物质)和控制环境的，同时又接受其反作用。这里所谓的机(Machine)，是广义的，它包括劳动工具、机器(设备)、劳动手段和环境条件、原材料、工艺流程等所有与人相关的物质因素。所谓人机结合面(Man Machine Interaction )

28、，就是人和机在信息交换和功能上接触或互相影响的领域(或称“界面”)。此处所说人机结合面、信息交换、功能接触或互相影响，不仅指人与机器的硬接触(即一般意义上的人机界面或人机接口),而且包括人与机的软接触，此结合面不仅包括点、线、面的直接接触，甚至还包括远距离的信息传递与控制的作用空间。人机结合面是人机系统中的中心环节。主要由安全工程学的分支学科即安全人机工程学去研究和提出解决的依据，并通过安全设备工程学、安全管理工程学以及安全系统工程学去研究具体的解决方法、手段、措施。安全人机工程学主要是从安全的角度和以人机工程学中的安全为着眼点进行研究的，其研究对象是人、机和人机结合面三个安全因素。其目的：研

29、究以保证工作(包括各种活动)效率为必要条件和以追求实现人的安全(含健康，下间)为目标，研究实现这一要求所需要的人机学型沦、入法、手段和采取安全设备工程或其他工程措施的依据。2.2.3安全人机工程学的研究目的及方法 人的活动效率和人的安全是同一事物运动变化过程中两个不同侧面的要求，人们的共同心愿是既要求活动时必有收获，而胜力求耗费最少的能量，获取最大的成果，同时又要求在安全、舒适、健康(健康应包括躯体与精神两个方面的内容及其综合、偷快的环境下进行生产劳动或其他活动。 人类原始时期人的体力是唯一的动力，后来以风力、水力、牲畜作动力，发展到利片热能、机械能、电能、光能、化学能、核能、太阳能、生物能等

30、作动力。现代机器有的起着动力的作用，有的担负着一列过去只有人才能完成的工作，如复杂的运算、自动控制，逻辑推理和图像识别、信息储存、故障诊断等等。它把人从简单的劳动中解放出来，去护行更多更复杂的任务。尽管人类采用了种种新的、高效能的机器或设备，但如果它的结构不适应人的生理和心理特征及人体生物力学要求时，则既不能保证安全，也得不到应有的效益。 可见，机的效能不但取决于它木身的有效系数、生产率和可靠性等，而且、还取决于是否适应人的操作要求。而适应人的操作要求，又要取决于机的信息传递方式和操纵装置跳布局等。因此，通过信息显示器、操纵器和控制装置把人和机连接成一个系统、一个整体，它们都是人机系统中不可缺

31、少的环节，是人与机联通的桥梁。在任何一个人类活动的场所，总是包含着人和机以及围绕着人和机器的关系及其环境条件，是一个综合体。安全人机工程学的主要研究目的是:对上述综合体建立合理的方案，更好地在人初之间合理地分配功能，使人和机有机结合、有效地发挥人的作用，最大限度地为人提供安全卫生和舒适的环境、达到保障人的健康、舒适、愉快地活动的目的，同时提高活动效率。安全人机工程学基础研究的方法与人机工程学的研究方法基本相同，但是研究问题的角度和着眼点与工效(工作、活动效率)人机工程学相对成为同一研究领域的两个不同的研究侧面，即不同侧重点。安全人机工程学是从适合人的角度和着眼点例重于研究人机结合面。其研究方法

32、主要有调查法、实验法和模拟法。第三章 基于安全人机工程学电脑桌分析3.1当前电脑桌缺点与不足分析在现实生活中，随着电脑数量的不断增加，电脑桌成为每个家庭以及大部分学生的一件必备品，而当前市场中的电脑桌却满足不了广大消费者的需求，它们普遍存在很大的问题，从外形上看，市场上的样式千篇一律，极少创新。而功能上基本雷同，互相仿照，安于现状严重落后于时代的发展。从制作工艺上看，成本价钱的限制以及传统的的加工水准，大多使用木质作为主体材料。这些产品让消费者选择的层面很窄，而可以应用到大学生寝室的电脑桌更是少之于少。3.1.1.电脑桌的作业面高度 按照安全人机工程学的理论，无论是写字台、课桌的桌面高度，还是

33、电脑桌上键盘与鼠标面板的高度，都应当与人在坐姿时的肘部等高或稍低为标准，这样，才更有利于人们在作业时保持正确的坐姿。日本修订后的办公用具的标准，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。有的人可能认为，日本人比中国人的平均身高矮，不足为据。但是，据资料记载，英国推荐的桌面高度也只有71cm，英国男子平均身高是要高于国人的。而我们的电脑桌、写字台、课桌，一般的高度却达到了7576cm，这显然有些太高了。3.1.2.电脑桌显示器面的高度与桌面长度 作为显示器摆放面，其高度有显示器的放置决定。显示器的上缘或屏幕文字最上端应不高于人的水平视线而显示器

34、的下缘或者文字最下端应不低于水平视线下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。过高时需要不时仰头,使颈部伸展而过低时又要颈部倾斜加大了屈颈力矩,使人在相同时间内更易疲劳,并坐姿肘距地高引起颈部不适，而眼睛与显示器的距离根据视线夹角以及安全视距范围，以70厘米左右为宜，而我们现在使用的电脑-电脑桌系统打不到上述参数便会对视力以及颈部产生不良影响。3.1.3.电脑桌整体安全舒适 从电脑桌安全角度看，最大的危险源就是错综杂乱的电源线，以及质量良莠不齐的插座，随意散落在后边很不安全又有失美观，而且是很大的安全隐患。而当前电脑桌的通病则是没有一个合理整合错综复杂的线和规整的电

35、源插座以保证电脑桌的使用安全性。从安全桌舒适角度看，电脑桌前方放键盘以及鼠标的部分空间过于狭小，操作不方便，灵活机动性极低，而这部分的边缘前沿的处理，多数只是采用了简单的小角度倒角工艺，多数人使用电脑期间很难始终保持一个标准的姿势，惰性会使人们的整体高度略微降低，使手臂产生一个自然的下垂的动作，会出现手臂与桌面边缘极小面积接触产生严重压迫而造成的损伤，时间久了更可能会产生手腕酸疼，小臂发麻。3.1.4.电脑桌在大学生寝室中的功能 考虑到我设计的电脑桌是需要应用到广大的大学生寝室中去，大学生活中有大部分的作业是需要体现在书本上的，电脑并不能满足大学生所有需求，则应用到大学生寝室中的电脑桌还要承担

36、偶尔客串书桌的作用，这就需要桌面需要足够的空间去完成书本上的作业要求，而且在寝室中整体的干净整洁对于大学生的学习生活也是极其重要的。所以大学生电脑桌桌面不宜过于繁琐杂乱，整体简约整洁最为合适。第四章 确定方案及尺寸从安全人机工程学出发，以人、机、环境三大要素所构成的系统为研究对象，以安全、高效、经济三者为重要评价指标，以系统科学和人体科学为基础理论以系统工程方法为工具深入细致的研究人、机、环境系统的最优组合。 基本功能是本次设计的出发点。为了更好的改进电脑桌与相关系统搭配问题，设计以基本功能为中心，基于安全人机工程学的设计就是在设计时把人、机与环境的因素最为一个整体考虑的设计思想，在人、产品、

37、环境这一整个系统中，使产品更安全、更舒适、更有效、更宜人、更适合于人的使用，人与产品所处的环境应对人的安全无威胁、且有助于发挥最大的工作效率，使整体系统处于最佳组合状态。在进行安全人机设计时，人往往占据主导，要考虑人的因素可大致可以从需求层面、美学层面、环境层面等方面来考虑。需求层面；生理需求是指借助某些产品功能来弥补人们本身功能的不足,协助他们去完成无法或不易完成的事情。因此在设计时要考虑到大多数人的静态、动态尺寸以及施力特点，使产品更适合于人的生理需求。比如桌椅的高度要符合人坐姿下的各项人体尺寸；比如电冰箱冷冻室和冷躲室的上下颠倒就可以减少人在取东西时弯腰的次数,为人们提供方便的同时也避免

38、了对脊椎的伤害。心理层面；心理需求是比较高层次的精神需求，是指能够满足人们在精神、情绪以及感知层面上的需求。比如说审美需求、安全需求和自我实现的需求等等都是属心理需求的。随着我国经济的持续发展、社会文明的不断进步，心理需求的内容也会随着大方向变得更广，同时层次会变得更高。美学层面；美学需求是指失误满足了人的审美要求。主要是从视觉、听觉和触觉三方面来体现的。产品的美学层面也很大程度上影响了产品的竞争力。环境层面；环境层面是考虑人、产品与所处环境的影响。在考虑了温度、湿度、噪声、光线、颜色以及其它干扰因素等的同时，营造一个满足人生理和心理需求的工作环境是很必要的。比如光环境，不仅要满足基本照明的视

39、觉要求，还需要满足舒适、怡人的心理要求。现在市场中的台式电脑桌产品多数华而不实，只考虑系统环境而忽略人本身的使用感觉，随着社会的发展，在电脑越来越普及的今天，台式电脑桌与人的生活联系更为紧密，在享受缤纷多彩的网络世界的时候，更应该注意安全舒适，通过调查同学和老师在使用中发现的各方面问题，本文以安全人机工程学为基础，在人-机-环境中，对人的心理、生理以及物理特性进行分析，从台式电脑桌的结构，材质及尺寸进行设计改进。力求在华丽美观基础上更符合人的使用习惯，更加安全舒适。4.1 基于安全人机电脑桌尺寸的确定从电脑桌高度、宽度等方面研究分析，多数尺寸并不符合国人的使用习惯以及身材尺寸。从而我结合安全人

40、机工程学理论数据和国人使用习惯把电脑桌尺寸确定在合理的范围内。表1和表2是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。其尺寸选择既可以基于均匀原则，适合于大多数人，在电脑桌设计时，也可以采用可调原则，使键盘高度、桌面高度都可在一定范围内调节，以适应不同身高的需求。具体如图4-1、图4-2和图4-3。表1 坐姿人体尺寸项目百分位数男（尺寸）女（尺寸）尺寸平均值坐姿50908855881.5坐姿眼高50798739768.5坐姿肘高50263251257小腿加足高50413382397.5坐姿大腿厚95151151151坐姿膝高955324935

41、12.5表2 人体水平尺寸项目百分数男（尺寸）女（尺寸）尺寸平均值最大肩宽95469438453.5坐姿两肘间宽95489378433.5臀宽95334346340坐姿臀宽95355382368.51.电脑桌桌面长度分析 人眼与显示器应保持一定距离,以保证不受电子射线直接的伤害。由于电脑属于坐姿操作，显示器处于人眼和平面中心的连线与视平线向下15-20的夹角为宜,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/(2tan 15)=569mm,视距随着显示器的增大而变大，加上心理余量，桌面宽度设计成650mm。2.电脑桌桌面宽度 电脑桌在使用过程中整个桌面的宽度不宜过宽，但

42、是又要操作自如流畅，良好的视线和流畅的操作会减轻疲劳，大大的提高工作效率。故我结合市场上普通键盘的长度为460mm和鼠标垫宽度为250mm，外加中间间隔，两边空余距离以及心理余量，合适的桌面宽度大约为1000mm。这样桌面不会过宽显得笨重还能满足正常的舒适体验。 3.电脑桌显示器面高度 显示器作为电脑最重要的部分之一，也作为人际交流最频繁的设备之一，关系到人眼和颈椎的健康安全，其高度的选择尤为重要，根据表格数据设计分析得出：男性与女性对电脑桌的高度要求不尽相同，男性对桌面的高度要求范围变化为690853mm，而女性对桌面的高度要求范围变化为595747mm。按照均匀原则,以女性第50百分位的眼

43、高为依据，则大约桌面的高度为740mm，以上计算并没有考虑显示器底盘支承结构的高度, 应结合人体高度不同以及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，确定对视力和颈椎的保护。 4.电脑桌作业面高度 对于电脑操作者，毫无疑问键盘鼠标也是接触最多的工具之一，作业面高度设计选择是否合理舒适很大方面影响了人在作业时的疲劳程度，其高度选择对于作业者有极大的意义。我根据上述表格中我国女性和男性的坐姿肘高和小腿加足高数据，总结得出男性对作业面的高度要求范围变化为611746mm，而女性对桌面的高度要求范围变化为557689mm。按照均匀原则,综合男女数据所占比例则作业面高度大约

44、为670mm。图4-1 电脑桌主视图及相关尺寸图4-2电脑桌俯视图及相关尺寸图4-3电脑桌侧视图及相关尺寸4.2 基于安全人机电脑桌结构确定4.2.1电脑桌实用结构改进 在市面上，电脑桌的结构似乎已成定式，无论外形的样子怎么变化，大体的结构都是一样的：一张普通的桌面，下边配以可抽拉式键盘托，右边机箱托，左边抽屉等等。其实大多结构在使用中都会是画蛇添足，特别在大学生寝室中，一些可以略去或者可以改进的结构不仅不能帮助使用者在使用过程中增添良好的使用体验，反而使整体显得杂乱。根据自己平时的体验以及老师同学们的反映体验效果，我将平常的电脑桌摆放显示器的平面至于作业面后半部分之上，且两者之间存在一定空间

45、，键盘和鼠标在使用时置于作业面上，视野宽广，操作毫不受拘束，在需要完成书面作业时或者是平时不使用时候则可以将键盘鼠标至于显示器平面与桌面之间的空间内，这样便可以很好的完成作业以及在平常时候显得整体更规矩整洁。如图4-4和图4-5。图4-4电脑桌桌面结构示意图图4-5 电脑桌桌面结构示意图4.2.2 电脑桌的安全性改进 现在的电脑桌大多外接电源，考虑到显示器电源和机箱电源，常常机箱和外置电源各置一边，造成线路过长，电脑桌后方堆积很多绕线，而人们伸脚便容易接触到电源线，不但容易碰掉电源损坏又容易造成触电的危险，所以把摆放机箱的托盘置于电脑桌后方，且在相对应的上方桌面处设计一个内置桌上的插排，旁边留

46、出通线孔，而上下对应的设计保证了各个电源线和连接线从起点到终点走最短的距离，用最直接简单的方法有效的避免了电源线到处散置、杂乱缠绕，让使用者在伸脚时候不容易触碰电源线，这样看起来干净整洁的同时又安全可靠。如图4-6和图4-7。图4-6 电脑桌后部结构示意图图4-7 电脑桌后部结构示意图2. 电脑桌的整体颜色 电脑桌的颜色，市面上大多电脑桌颜色单调非黑即白,或者采用原始的木质颜色。其颜色应该在保持与室内环境的色彩协调同时要满足人的审美需求，更重要的要满足人生理的需求。由于电脑显示器一般会较亮，而使用期间多数会发生视线在显示器单元与桌面单元间往返转换，为了避免眼睛因明暗适应带来视觉疲劳和注意力的分

47、散,桌面色彩和屏幕色彩明度对比不易过大很明显黑色或者简单木质颜色很不合适，故桌面宜采用白、浅灰等柔和的淡颜色。在本设计中我以白色和浅灰色为主调，符合安全人机工程学的基本要求，又充满现代感的气息。如图4-8和图4-9。图4-8 电脑桌整体颜色示意图图4-9 电脑桌整体颜色示意图第五章 最终方案确定及效果图经过老师的悉心教导指点，我对之前的方案设计做了较小幅度的更改。主要产品造型设计上，做了些细节的优化。在功能设计上，延续之前的功能理念同时，结合用户使用状态，做了改进。最终确定了设计方案。5.1整体效果图图5-1 正面图5-2左侧面图5-3 右侧面图5-4 背面图5-5 上面图5-6 底面5.2 局部设计细节图图5-7 显示器面局部设计图5-8 嵌入式小抽屉设计图5-9 一体化插排与通线孔设计图5-10 电脑桌桌腿设计结论本设计作品实现了对大学生电脑桌的改进设计，基于人机工程学对电脑桌功能以及结构进行更深入大胆的研究和改进。结构上抛弃传统，大胆创新 我们考虑到了实用性和舒适性，使更多的使用者有良好的使用体验。我们设计了一层显示器面突出在作业面之上、边缘圆润舒服结构对使用鼠标键盘更加舒适，不再是传统的抽拉键盘和桌面了，不但创新实用而且美观大方。功能上奇思妙想，更加安全 通过将插排内置桌面，旁边开有通线小孔，机箱托盘相对应置于