人机工程学课程设计报告

1、3.1.3对门用安全人机工程学分析 20目录摘要 1第一章阶梯教室门窗、桌椅及相关设施的人机关系 21.1安全人机工程学 21.2 感觉系统中存在的人机关系 21.3神经系统中的人机关系 41.4运动系统 51.5课桌椅色彩设计的人机关系 51.6学校课桌椅调查分析的背景 51.7安全人机工程学研究方向 6第二章人体相关尺寸的收集 72.1高校桌椅设计的人体尺寸依据 72.2现有桌椅的功能尺寸测量 82.3坐姿人体尺寸 102.4立姿人体尺 122.5人体相关水平尺寸 132.6人体活动空间相关尺寸 15第三章 阶梯教室门窗的安全人机工程分析 163.1阶梯教室的门窗的安全人机工程分析 163

2、.1.1 教室内色调分析 163.1.2 教室内光照分析 173.1.4对窗户用安全人机工程学分析 213.2对阶梯教室门窗的合理性改良和设计 23第四章 阶梯教室桌椅的安全人机工程分析 244.1桌椅的安全人机工程分析 244.1.1桌下抽屉与净空高设计 254.1.2桌椅的水平间距设计 264.1.3座椅扶手设计 264.2对阶梯教室桌椅合理性改良和设计 27第五章设计总结 29参考文献 31优质范文摘要安全人机工程学作为一门集合各种学科的综合学科， 对安全起着 至关重要的作用，其研究方法具有科学性、流程性。而基础设施是我 校学生与教职工生活学习中很普遍的直接或间接接触的，更是我们安全生活

3、的一种保障，跟人体也是息息相关的。因此，安全人机工程学 在其中的应用也是显得异常重要。用人机工程学的有关原理，探讨了 大学院校里教室中的设施（黑板、讲台、课桌、课椅）的布置和尺寸 与人（教师、学生）的功能尺度相协调的关系，得出了一组合理的数 据，从而达到减少教师和学生上课时的疲劳，提高教学效果的目的。进入21世纪以来，随着我国高校招生规模的不断扩大和高校信 息化进程的逐步加快，大学校园硬件建设高速度发展，各类先进设备 不断引入，提高了学生的学习效率，但同学们每天大量使用的课桌椅 却并不尽如人意。根据网上发布的一些统计资料，发现咼校课桌椅的 设计存在着许多问题，致学生的身体疲劳、视力下降、要不损

4、伤、劲 椎病等诸多现象增多，严重影响了学习效率及身体身体健康。 因此健 康舒适人性化的高校课桌椅审计问题亟待解决。文章运用人机工程学的原理和方法，以“安全、舒适、高效、健 康”的原则，结合设计心理学、统计学等知识，对高校课桌椅的使用 现状及设计存在的主要问题进行分析，对青年大学生这一使用群体 进行问卷调查和人体尺寸测量，就高校课桌椅设计对青年大学生的生理、心理产生的影响进行分析，最后从设计参数、材料和结构、色彩三方面介绍高校课桌椅的人性化设计。第一章阶梯教室门窗、桌椅及相关设施的 人机关系1.1安全人机工程学安全人机工程学是从安全的角度和着眼点出发来研究人与机的 关系的一门学科，其立足点放在安

5、全上面，对在活动过程中的人实行 保护目的，主要阐述人与机保持什么样的关系，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 需要与可能等诸多因素，去着重研究人从事生产或其他活动过程中实 现一定活动效率的同时最大限度地考虑外界因素的机理和预防与消 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。1.2感觉系统中存在的人机关系感觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物个别属性的反应， 感觉是人们了解外部世界的渠道，也是一切复杂心理活动的

6、基础和前 提。人的感觉类型有视觉、听觉、嗅觉、味觉、皮肤感觉、本体感觉 等。认得感觉器官接受内外环境的刺激，将其转化为神经冲动，通过 传入神经，将其传至大脑皮层感觉中枢，便产生了感觉。根据课题需要，对于高校大学生使用课桌椅的状态，主要介绍视野和视距、皮肤 感觉和本体感觉三部分。1）视野和视距视野是指人眼能观察到的范围，一般以角度表示。视野按眼球的工作状态可分为：静视野、注视野和动视野三类；在人的三种视野中，注视野范围最小，动视野范围最大。人机工程学中，一般以静视野为依据设计有关不件，以减少人眼的疲 劳。图4 2为静视野在水平、铅垂两个方向上的最佳值。图43为人眼在垂直面的视野范围，在垂直面的最

7、大视野范围大约为120度，人的自然视线低于标准视线，坐姿时最佳范围 15度，观 看最佳视区为30度范围内。 4一戈人体静视野范IB團4一3人体垂直视野范围视距是指人在控制系统中正常的观察距离。 观察各种显示仪表时，若 视距过远或过近，对认读速度和准确性都不利，一般应根据观察物体 的大小和形状在380760mr之间选择最佳视距。2）皮肤感觉皮肤是人体上很重要的感觉器官，感受着与外界环境中与它接触物体的刺激。对于高校桌椅设计，是指学生在使用过程中的触压、疼痛、光滑或粗糙等感觉。比如高校大学生在使用桌椅的过程中，身体受到刺激强化到某一程度，痛感就 随着刺激出现。1.3神经系统中的人机关系神经系统是人

8、体最主要的机能调节系统， 人体各器官、系统的活 动，都是直接或间接的在神经的控制下进行的。 大学生在使用教室或 图书馆桌椅学习时，不论是读写或听说的状态都是通过神经的调节作用，使其对外界环境的变化产生相应的反应， 从而与周围环境之间达 到协调统一，保证人的操作活动得以正常进行。 神经系统分为中枢神 经系统和周围神经系统。1.4运动系统运动系统是人体完成各动作和从事生产劳动的器官。 由骨、关节和肌 肉三部分组成。全身的骨关节连接构成骨骼。由于肌肉的收缩与舒张 牵动骨，通过关节的活动而能产生各种运动。1.5课桌椅色彩设计的人机关系色彩三要素：色相、色彩的相貌；明度，色彩的明暗程度；彩度、 色彩的饱

9、和程度。在高校桌椅设计中既要保证课桌椅单体色彩的美 观，对大学生产生的心理作用，还要保证各种色彩在教室环境内的协 调性。总体来说课桌椅的设计要求色彩明朗、精神饱满。因此，选取 一些冷暖适中的色彩，并提高色彩的明度、降低色彩的饱和度就是折 中的好办法。这样可以选取红橙黄色或者蓝青色等颜色。这样既可以 创造愉悦的氛围，又不至于使学生过于兴奋，达到轻松愉悦的环境氛 围。1.6学校课桌椅调查分析的背景教室是老师授课、学生学习知识的场所，作为学校最基础的教学 设施，教室里的任何组成设备，都与我们平时的学习生活息息相关， 尤其是教室课桌椅，是否坐着舒适，是否有良好的活动空间，以及是 否有好的视线能看到黑板

10、，对我们来说是有直接影响的。学校综合楼里的教室都是大型的阶梯教室， 大约有160个座位左 右，能容下四个班的学生人数。但在平常的学习生活中，我发现学校 的教室里还是存在不少不符合人因工程学原理的问题的，例如，就我们最常用的课桌椅而言，椅子坐上去会感觉腰部的不舒适（尤其是长 时间就坐），同时感觉教室里座位间的间距比较小，人多的时候坐着 就感觉很拥挤，没有舒适的工作空间等等。所以我们小组成员决定对 学校的教室进行一次实地考察，以综合楼205教室为例，通过实地考 察，发现教室里存在的一些问题，并测量一些数据，拍一些照片，通 过上网查阅资料，根据收集到的数据进行分析，发现问题与不足，并 利用人因工程学

11、的知识提出合理的改进建议。1.7安全人机工程学研究方向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， 即系统中除人之外、与人有关联的其它因素）两大部分。这两种性质 截然不同的要素人与机，彼此之间存在着物质、能量和信息不停的交换（即输入、输出）和处理上的本质差异。而人机结合面起着人 机间沟通的作用，各自发挥功能，提高系统的效率，保证系统的安全。 因此，人机系统是一个有机的整体。第二章人体相关尺寸的收集2.1高校桌椅设计的人体尺寸依据要想使高校桌椅产品最大限度地满足大学生在健康、安全舒适上 的需求，就必须在产品设计时充分考虑人们的生理、心理特征。而在 人的生理特性中，最基本、最核心的是

12、人体的尺寸数据，高校大学生 的人体尺寸是校园桌椅产品尺寸的科学依据。在互联网的各种搜索， 发现众多调查研究显示：从1995年至现在，我国12岁至17岁青少 年的身高体重明显增加；男生身高增高 69mm体重增加5.5kg，女生 身高增高55mm体重增加4.5kg。由此可见，21世纪新一代的高校 大学生人体尺寸将有更大的增幅，高校桌椅产品所依据的人体尺寸标 准有待更新修改。表4-1御鹹秋人駅寸躺百施数秽单竝男（1825 岁）女（18-25岁）Fl PS PWP50P90P95P99Fl P5 F10F50P9OPG5P991554 1591 1611158617f=训蜀项目1E5片1EP習1 5

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23、全人机工程分析3.1阶梯教室的门窗的安全人机工程分析3.1.1教室内色调分析色彩对人的心理状态有着不可忽视的影响。 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。（1）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。（2）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。（3）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。（4）软硬感。明度高的颜色感觉软

24、；明度低的颜色感觉就硬等等0每种颜色都具有特殊的心理作用，虽然个体之间的感觉存在着差 异，但某些感觉特征却是一致的，主要表现在对视觉工作能力和视觉 疲劳的影响。单就引起眼睛疲劳而言，蓝、紫色最甚，红、橙色次之, 黄绿、绿篮、绿、淡青等色引起视力疲劳最小。使用亮度过强的颜色， 瞳孔收缩与扩大的差距过大，眼睛易疲劳，而且使精神不舒适。根据颜色的效果，合理的选用颜色，在工作场所构成一个良好的 颜色环境，可以得到很好的效果，如：（1）增加明度，提高照明设 备的利用效果；（2）注意力集中，减少差错、事故和消耗，提高工 作质量和工作效率；（3）发挥颜色对人心理和生理的作用，使精神 愉快，减少疲劳；（4）改

25、善劳动条件，使环境整洁，有美感。该教室内各种色调分析：黑板为墨绿色，使人感觉安静、柔和， 且明度适中，不会引起人眼的刺激感或不适感；座椅和桌面为淡黄色 的暖色调，使人感觉柔和、温暖，且能给人带来一定的兴奋感，故而 该设计的合理的。之所以不用浅蓝等其他浅色因为浅黄色对眼睛的叶 黄素水平没什么影响，而蓝光会造成眼睛的叶黄素水平降低。 叶黄素 有助于延缓眼睛的老化、退化、病变，减少眼疾的发生率，还可以保 护视网膜免受光线的伤害。所以我们可以看到大多数的书桌写字台是 以黄色为主；多媒体操作台采用了棕褐色，给人一种严肃、庄重的感 觉，有利于教师对课堂纪律的维持；地面为微黄色，其产生的生理效 果与淡黄色类

26、似；教室前面的台阶为青绿色，与地板的微黄色之间对 比明显，故而当老师迈上讲台时容易分辨，不易踢到台阶；墙壁为白 色，能给人一种较为明快、轻松的感觉。综合评价：该教室的色调大多采用的都是非刺激性色调，总体上使人感觉良好，设计是很合理的。3.1.2教室内光照分析a. 采光与照明对心理状态的影响。照明环境不但要使人看清对 象，而且要给人舒适的感觉。研究表明，照明会影响人的情绪，影响 人的一般兴奋性和积极性，从而也影响工作效率。一般认为，明亮的 房间会使人愉快。应照明不足，学生在看书学习时会产生疲劳，引起 心理上的变化，长时间持续会对学生在生理上造成一定影响。 改善学 习环境的照明条件，改进学习环境，

27、可以改善视觉条件，节省工作时 间，提咼工作质量，保护视力，减轻疲劳，提咼学习效率和学习兴趣。室内照明宜采用镶嵌灯，可以保持天花板的平整，因而也就保持 了室内原有的声学特性；可以防止前排灯光对后排人员的影响； 由于 学生看投影的同时还需记录，采用镶嵌灯既可以照亮课桌，又不会过 多地增加室内的亮度。是否舒适愉快在很大程度上取决于光的数量、照明的均匀性、照 明的稳定性、光色效果、亮度分布。自然光源：太阳光透过北面墙的5个窗户（高：2.46m,宽：2.52m, 距地：0.94m）照射到教室，分布均匀，整个教室非常明亮。人工光源：镶嵌的荧光灯共有 20盏，其中黑板上面安装2展，可以在写黑板时打开；其它1

28、8盏主要均匀分布在桌椅的正上方即教室的座位上方有3排，每排6展，全部打开时照明较为均匀。夏季光照比较强烈，会对室内上课同学造成一定影响， 故而在两 侧窗户上均安装了淡青色窗帘，拉上即可将自然光的强度调节至合理 的水平，同时淡青色给人一种清新、凉爽的感觉，该设计很合理。20展镶嵌灯基本上保证了教室的各个方位的照明，而交错的光 线也削弱了由于荧光灯本身性质而造成的闪光，使灯光柔和不刺眼， 保证了视觉的舒适。由于黑色对光的反射作用不强，因此经常有看不 清黑板的现象，而黑板旁的两盏灯，不仅起到了照明的作用，也提高 了黑板的亮度增强了光线的反射，使同学能看到黑板。b. 眩光的影响。物体表面产生刺眼和耀眼

29、的强烈光线叫眩光， 它多来源于外界物体表面过于光亮、亮度对比过大或直接强光照射。 眩光常常使眼睛无法适应，看不清事物，造成眼疲劳。该教室中也受到眩光的影响。一是由于窗户面积过大，几乎占满 整面墙，因此在天气晴好自然光强烈的时刻会不可避免的由直射太阳 光造成的眩光，刺激眼睛；二是由于黑板的特殊照明产生由于反射造 成的眩光。为防止黑板的反射眩光，其表面应以耐磨无光泽的材料制成， 该 教室黑板没有达到要求，最好换成磨砂质的玻璃黑板3.1.3对门用安全人机工程学分析门是进入教室的必经通道，因此门在房屋结构中是至关重要的一 部分，所以门的设计合理性就更加的重要了， 他的高度，长度，宽度, 以及面积，都必

30、须经过合理的计算，才能符合安全人机工程学的要求。供人通行的门，高度一般不低于 2m再高也以不宜超过2.4m， 否则有空洞感，门扇制作也需特别加强。如造型、通风、采光需要时， 可在门上加腰窗，其高度从 0.4m起，但也不宜过高。供车辆或设备 通过的门，要根据具体情况决定，其高度宜较车辆或设备高出0.30.5m,以免车辆因颠簸或设备需要垫滚筒搬运时碰撞门框。至于各类 车辆通行的净空要求，要查阅相应的规范。一般住宅分户门0.91m分室门0.80.9m，厨房门0.8m左右，卫 生间门0.70.8m，由于考虑现代家具的搬入，现今多取上限尺寸。公共建筑的门宽一般单扇门1m双扇门1.21.8m,再宽就要考虑

31、门 扇的制作，双扇门或多扇门的门扇宽以0.61.0m为宜。供安全疏散 的太平门的宽度，要根据计算和规范（有关防火规范）规定设置。3.1.4对窗户用安全人机工程学分析为了获得更大的采光系数指，窗户面积越大越有利，由于北半球的居 民住健康和心理原因，希望得到足够的日照，尤其是普通住宅的窗户， 最好面朝阳火，朝南开，直射阳光能量积聚，这样会增加夏季的空调 负荷，在冬季，无论南向窗或北向窗，大面积的窗户又要增加采暖负 荷，因此，窗户的面积并不是越大越好。窗户的大小可以直接影响建筑的米光、隔热、隔声等建筑室内的环境质量，最终影响人们在室 内的生活质量。C90lfiC1220gCKJ223.2对阶梯教室门

32、窗的合理性改良和设计在学校将近三年的时间里，我认为学校在门窗设计上还有很多不 足的地方，先就门的问题来说，我总结为以下三点：a. 门的大小设计不合理，过于小，在学生集中上课的 时候会明显的拥堵b. 门的材料选择不合理，应选用透明材质的，这样更方便老师及学生对室内环境进行观察c. 门的把手应采用更结实的材料改良设计：a. 把门的面积加大b. 使用钢化玻璃门c. 用更耐用的门锁和把手，这样能增加使用寿命对窗户的问题进行总结分析：a. 窗户不能完全打开，在夏季室内温度会很咼b. 窗户外没有防护栏，很容易发生危险改良设计：a. 选用可开面积更大的窗户b. 窗户外围设置防护措施第四章 阶梯教室桌椅的安全

33、人机工程分析4.1桌椅的安全人机工程分析功能尺寸普通教室非囿定多媒体教室固定桌面高700-720700-720桌下净空喜600600桌面棵400400坠面离400-420400-420400400座椅扶手高500400座面倾角-5度0度靠背倾询芳“100度95-100 度靠背点距座面咼230-260230-260靠背下缘距座面高125-200125-200恭育上缘距座面高350-40035CMOO桌椅高差300300桌椅水平距高160-200本课题采用理论与实践相结合的方法，首先运用人机工程学的基本原 理和方法，对高校桌椅使用现状进行人机学评价， 提出现有产品存在 的具体问题；然后对旧的国家标

34、准 GB100088中国成年人人体尺 寸的数据进行了更新和补充，使人体尺寸在高校桌椅设计中应用更 符合实际，更具科学性。本课题的结论：1) 对现有高校课桌椅设计进行人机工程学分析和评价，提出其中存在的桌椅高度、座椅靠背、桌椅倾角、桌椅水平间距设计不合理的问题。2) 对高校桌椅使用人群进行生理、心理分析，全面研究人机系统 中“人”的因素3) 运用人机工程学基本原理，对高校桌椅的解剖学、生物力学特 性等因素进行深入分析。在此基础上，将人体坐姿尺寸数据实际应用于高校桌椅产品设计中，全面分析高校 桌椅功能尺寸的人体尺寸依据，并最终制定出一套科学合理的功能尺 寸标准。4.1.1桌下抽屉与净空高设计由于桌

35、子净空高不够导致学生在桌子底下脚伸不开，而由于桌子的适合高度为700m720mm为了保证课桌下部空间尺寸，则课桌 抽屉尺寸小于100mm这就导致抽屉无法完成收纳学生物品的功能， 形同虚设。所以，为了解决桌下空间尺寸和抽屉功能的矛盾问题，并且抽屉设计位置不影响桌下腿部活动空间的位置。解决此问题可以从以下三方面考虑：1) 使抽屉深度减小2) 将抽屉设置于下部空间 3) 将抽屉设置于座椅下部闲置 空间4.1.2桌椅的水平间距设计桌椅水平距离是桌近缘向下所引垂线与座椅前缘之间的水平距离。这个尺寸空间的设置直接影响大学生使用桌椅时的坐姿，是一个决定性的重要因数。这个问题主要出现在多媒体教室的固定式桌椅，

36、由于室内空间有限，教室容量较大，桌椅大多固定于地面上，此时，就要严格科学的 考虑学生的实际使用情况来设定桌椅的水平间距。一般大腿厚的上限数值为设计依据，这样可以使人较方便地进 出。坐姿大腿厚的P90男=154mm加入适当功能修正量10mm所以 一般以160200mn为宜。4.1.3座椅扶手设计扶手设计的关键参数是它的高度， 扶手不可设计的太高，太高的 扶手将使肩膀高耸而成圆状，使肩部与颈部的肌肉拉伸，产生僵硬痛 苦；而太低的扶手则使手肘支撑不良，导致弯腰或使躯干斜向一 侧。 高校座椅设计依据的人体尺寸百分位数位 （P50男+P50女）/2， 查阅的P50男=284.0mmP50女=275mm姿

37、势修正量为一44mrp则（P50 男+P50女）/2=235.0mm由于公用座椅的扶手的高度宜略小于这个 数值，所以取230mm4.2对阶梯教室桌椅合理性改良和设计高校大学生使用的桌椅，介于工作座椅和休息用椅之间，就坐者 有时要身体前倾低头读、写、有时身体要后倾听或说两种状态，持续 时间较长，对舒适度有一定要求。再结合课堂这个特定环境，学生在 使用课桌椅的整个过程中，对于舒适度而言，不是越舒适越好，只需 保持基本的舒适度即可。尤其是教室课桌椅，学生在坐着上课的过程 中，既要保证就坐的基本舒适、健康，又要保持学生听课中一定的紧 张度。如果不舒适，会使身疲劳，造成各种病症，有损健康；如果过 于舒适

38、，又会使学生过渡放松，甚至混混欲睡，影响听课效率。据观察我校一些课桌椅的设计使用情况，发现有以下几点不符合安全人机工程学：1）我校座椅没有扶手：学生听课累时没地方放手，没地方支撑， 无法减少疲劳，不符合安全人机学的 舒适”原则。2）我校座面倾角过小，学生直腰正常坐姿时看书较累，不能提高学习效率，不能满足安全人机工程学的 髙效”原则。3）教室座椅靠背倾角过小，无法满足学生靠背听课却可以不需要抬头即可看到黑板的欲望，也不符合安全人机工程学的舒适原则。4）教室座椅与桌子的水平间距距离较小，导致有一人在座时，别的人无法自由出入，也不符合安全人机工程学的舒适”原则。5）教室桌面边角为尖锐形状，不是圆滑形状，不符合安全人机工程学的 安全”原则。6 ）教室桌椅色彩不符合安全人机工程学的美观与舒适，易使学生产生疲劳现象。改良