1、人機工程學座椅設計姓名：李江濤學號：41206022002 班級：產品造型設計1班西安工程大學教室桌椅改良設計背景 目前西安工程大學臨潼校區的教室桌椅普遍存在 設計不合理問題，桌椅是學生一天的學習生活中使用 最多的學習 “工具”，一套設計不合理的桌椅， 長期坐 著會使人肌肉松弛，行動變得遲緩，也影響到人的消 化和呼吸功能，并會引起各種疾病，輕者背部肩部肌 肉酸痛，重者引起局部損傷、腿部血液循環問題，而 合理適用的工具可以減少學習疲勞和提高學習效率， 這也是人機工程的共識。“人性化設計 ”即,是任何人性化的產品都是以 滿足人的需要為目的的。 同理 ,在教室桌椅的設計上也 應該以使用者的需要作為基

2、本的出發點。本設計目的 就是通過一則基于人機工程學的教室桌椅設計,闡述人機工程學中人性化產品的設計理念 ,將人的因素放 在首要位置 ,重點是人、桌椅和環境之間相互影響、相 互依存的思想。以“為人而設計“的崇高理想來指導 教室桌椅的設計 ,讓人文關懷充滿設計。一丶教室桌椅現狀分析1、西安工程大學臨潼校區教學樓桌椅存在尺寸設計不合理現象，給上課的學生帶來了很多不便，同 學們抱怨反應的方面主要有：、相鄰兩個座位間距過窄，活動不方便，特 別是在寫字的時候，雙臂不能舒適自由的進行活動， 不能以最佳的姿勢寫字，不僅對書寫的內容的精確度 及美觀度有所影響，并且長時間在這樣的條件下寫作 極易引起雙臂及眼睛的疲

3、勞，還會使注意力下降，學 習效率降低；其次，如果是在炎熱的夏天并且是一百 多人的大課，由于人體本身就在不斷的釋放熱量再加 上相鄰兩人距離過近，會讓學生在本就異常炎熱的夏 季倍感悶熱，心情煩躁；所以適當增加相鄰兩個座位 之間的距離是非常有必要的。、 座椅靠背與桌面的與座椅靠背平行的垂直 切面之間的距離讓人感覺寬窄不一，合適的距離會使 人在桌面書寫時感到方便舒適，過寬的話身體會不自 覺的稍往前傾，以尋求最舒適的距離在桌面進行書寫， 距離過窄身體沒有足夠的空間尋求最舒適的姿勢，并 且最不方便的是大腿部部分，因為距離過短膝蓋在桌 洞的下方，如有需要雙腿沒有空間交疊，而大部分學 生有“蹺二郎腿”的下意識

4、習慣，這樣的設計不能滿 足學生的需求。（3）椅背和桌面容易被涂鴉， 也容易弄臟， 影響同學們的心情，產生煩躁的不良心情，影響學習效3、實驗課桌椅的測量尺寸（單位mm）圖 1 左視圖 2 俯視圖二、基于人機工程學的設計分析1 教室桌椅設計原則桌椅的尺寸應與使用者的人體尺寸相適應，。因此 在設計桌椅椅前，首先要明確設計的桌椅要供大學生 在上課教室使用。 應盡可能使就坐者保持自然的或接近自然的姿 勢，并且要使就坐者可以不時變換自己的坐姿。應符合人體生物力學原理。座椅的結構與形態要 有利于人體重力的合理分布，有利于減輕背部與脊柱 的疲勞和變形。坐姿工作面的高度主要由人體參數和作業性質等 因素決定，并根

5、據作業要求進行設計。應使坐用者活動方便，操作省力，舒適。牢固、穩定。防止坐者傾翻、滑到。2座椅主要部分的測量尺寸分析及設計 椅面高度（座椅面至地面的高度）舒服的坐姿是大腿近乎水平以及兩腳被地面所支 持。為了避免大退下有過高的壓力（一般發生在大腿 的前部），椅面高度應設計得比“小腿加足高”略低 一點，可避免就坐者的大腿緊壓在椅面前緣上，椅面前緣以低于小腿加足高五厘米左右比較適宜，或者以 座椅使用者群體“小腿加足高”的第 5百分位數值做 參照，使椅面高度稍低于這一測量值。成年男性小 腿加足高”第5百分位數為38.3cm,成年女性34.2cm, 而高等院校椅面GBT（國標推薦）尺寸為41 土 1cm

6、如 表1所示，實驗桌椅實際測量值為35.0cm，實際值與 理想值的偏差較大，所以這一設計是不符合人因工程 學原理的，需要進行改進?？悸员拘Ｄ信壤闆r 以及以上各因素，將此尺寸調整為 41.0cm。座椅的深度座椅的深度要設計成使人的腰背自然地倚靠在靠 背上時椅面前緣不會抵到小腿，一般以“臀膝距”尺 寸為參考，取第5百份位數的3/4為依據，這樣使短 腿者膝蓋不會壓在椅緣上。成年男性“臀膝距”第5百分位為51.5cm,女性為49.5cm,取3/4后，分別為 38.63cm,37.13cm,可得實驗座椅的深度為42cm,實際值于理想值偏差過大，應人機工程學的設計要求將 椅面深度改進為36cm座椅的

7、寬度寬度要按大身材人的體寬尺寸設計。一般以女性成人臀部測量的第95百分位數為依據。最小的椅子寬度 是40cm再加上5cm的衣服和口袋裝物的距離。對于有 靠手的座椅，兩靠手之間的距離最小是 50cm不會妨 礙手臂的運動。成人女性臀部測量的第95位百分數 為34.6cm,加上5cm的衣服和口袋裝物的距離，理想 值為39.6cm，實驗座椅實際測量寬度為43.8cm,將椅 面的寬度改進為40.0cm。座椅面傾角座椅面傾角由于用途不同設計要求不同，休息椅后傾20左右；音樂廳、講演廳、會議廳為515; 辦公座椅一般后傾 3左右為宜。我認為教室坐椅的 面傾角應與辦公座椅的面傾角一致，以3左右為宜， 而實際上

8、我校的座椅為曲率不大的離線型，在設計上 更為符合人體的結構尺寸需求?？勘持锌勘?，上下40cm左右，適用面較廣。中靠背除了低 靠背具有的支撐腰椎部的功能外，還可以支撐到胸椎 下半部，使人的腰背部受到一定支撐，比較省力，比 起低靠背更舒適，比起高靠背更經濟，實際測量值與 理想值之間有5cm的偏差，可不進行調整?？勘辰?指靠背與椅面的夾角?？勘辰堑拇笮?坐姿和脊柱、背肌的負荷程度有重要影響。一般認為座椅的靠背可在95 110范圍內選取。辦公用椅以 100左右為宜，閱讀用椅子則為101一104最好， 休息用椅靠背角的最佳范圍是10510。實驗桌椅的實際測量值是 102.23 ，學生座椅就是閱讀座 椅

9、，是比較符合標準的，所以選用 GBT尺寸104進 行改進。3課桌主要部分的測量尺寸分析及設計課桌的咼度坐姿工作面的高度主要由人體參數和作業 性質等因素決定。從人體力學的角度來看，作業者 的小臂接近水平稍微下傾放在工作面上而上臂處 于自然懸垂狀態，是最適宜的操作姿勢。所以，一 般把工作面高度設計在肘部以下510cm （輕作業者，正常位置），但也要根據作業性質進行調整。 例如負荷較重時工作面的高度應低于正常位置 510cm以避手部不負重，易于肩部施力；對于裝 配和書寫這樣的精細工作，作業面搞度要高于正常 的位置510cm,使眼睛接近操作對象，便于觀察。 所以對于成年男性來說使用桌面高度為 9011

10、0cm 成年女性為80100cm 而高效桌面高度的GBT尺寸為73土 1cm實驗課桌的實際測量尺寸為 71cm所 以，我們小組整和各方面因素覺得桌面高度尺寸可 以改進為73cm 以保證大腿的容膝空間.桌面寬度（學生手臂橫向活動范圍）適當的桌面寬度可以給學生提供舒適書寫環境， 提高學生的學習效率和減緩疲勞，方便學生放置書本 以外的學習用品或是水杯等物品，寬度過小則會與相 鄰座位的同學相互影響甚至妨礙對方學習。實驗書桌 寬度的實際測量值為49cm而高校桌面寬度GBT尺寸 為60cm所以我們小組將桌面寬度改進為 60cm桌下凈空高桌下的凈空高需要為學生提供合適的容膝空間，以 便學生變換姿勢緩解疲勞。

11、實驗課桌的桌下凈空高測 量值為53.5cm,而GBT大于等于62cm所以需要改進， 但考慮到學生有書包需要放在桌空里，本校學生每次 去上課平均帶兩本書，并不多所以我們小組將桌下凈 空高改進為55cm.桌面深實驗課桌深度測量尺寸為35cm剛好與GBT尺寸 相符不需要在改進。4、桌子和椅子的配套桌椅咼度差GBT桌椅配套使用標準尺寸為，桌椅高度差應控 制在2 8 0至3 2 0 mm范圍內，而實驗課桌椅經過 改進后的高度差為30cm,是符合國家標準的，保證了 學生的正?；顒臃秶?，并且滿足了學生久坐變換坐姿 的需要。每套課桌椅前后長每套課桌椅前后長 GBT尺寸為8185cm而實 驗課桌椅的前后長為加桌

12、面的深度35cm即為76cm到81.8cm不等，最小值與最大值的差距過大，不符合 標準需要改進為83cm這樣就解決了個別座位在書寫 時身體需要往前傾，臀部及大腿占有椅面的面積減小， 壓力增大，極易疲勞等問題。色彩設計色彩是課桌椅的基本構成要素之一，如果運用 恰當，會起到豐富造型、突出功能的作用，并表達出 產品不同的氣氛和性格。因此，在設計中既要保證課 桌椅單體色彩的美觀，還要保證色彩在教室環境相協 調，總體來說課桌椅的設計色彩設計要求色彩明朗 精神飽滿安靜平和。設計中使用的色彩主要為稍顯平 靜的淺灰色。三、課桌椅的改進設設計和創新設計通過對教室現狀進行分析后，綜合考慮安全舒 適性、經濟適用性及

13、可實施性給給出了兩個方案，它 們分別是：1、改良設計方案根據對教室桌椅的尺寸及形狀的具體分析，針 對現狀的不足進行了改進，根據改進后的數據，得到 以下設計如下圖3、圖4所示：圖3左視圖圖4俯視圖本方案是針對原有桌椅尺寸進行改進的，這樣的 尺寸更符合人體的尺寸特點，盡量滿足了大多數人的 需求，讓同學們感覺更加舒適，不容易產生疲勞。2、有所創新的設計方案本方案是在以上方案的基礎上，為了更能體現本 課程的安全可靠、舒適經濟的思想和以人為本、為人 而設計的原則，在桌椅的顏色上也進行了改進，也對 座椅的靠背形狀進行了改進，在設計上更能滿足學生 通過靠背來減緩身體對臀部及腿部的壓力，緩解學生 疲勞，為學生延長學習時間提供了一定的物理環境， 促進學習效率的提高，具體的改進效果如下圖5、圖6 所示：圖5左視圖圖6俯視圖根據人的脊柱自然彎曲，靠背形狀要設計成與脊 柱的自然彎曲狀相適應，我們設計中使用的色彩主要 為稍顯平靜的淺灰色，整體看起來明快簡約，讓人心 情舒適，這樣的設計更體現著人性化設計的理念?？偨Y產品設計應堅持以人為本的原則，要實現人性化 的設計，就要從最基本的使用者的生理和心理考慮， 高校課桌椅座作為和大學學習息息相關的硬件設施，其