高校教室桌椅设计的人因工程学研究

评阅人意见评阅人姓名：职称：分项评价评价项目ABCD1选题符合专业培养目标，体现综合训练基本要求2题目难易适度3题目工作量适当4有理论意义或实际价值能力水平5查阅文献资料能力强6综合运用知识能力强7研究方案的设计能力强8研究方法和手段的运用能力强9外文应用能力强文题相符写作水平高写作规范篇幅适度成果有理论或实际价值评阅人评语：答辩(评审)成绩鉴定意见主任(签章)SignatureofDean高校教室桌椅设计的人因工程学研究摘要本设计根据人因工程学的相关理论和知识，综合运用其相关技术方法，对山东工商学院第二教学楼和第三教学楼的教室课桌椅进行人因工程学方面的研究和设计。在研究和设计之前，对二教和三教的教室的课桌椅进行实验测量，测得课桌椅的实际数据；采用人因工程学的调查法、观测法、实验法、图示模型法等方法，具体利用调查问卷的形式对本校学生生到人体数据的平均值和个百分位比数的尺寸。对获得的课桌椅数据和人体尺寸数据与查问卷获得的同学们对于教室课桌椅的改进建议和人因工程学的相关要求，然后得出设计方ResearchonHumanFactorsEngineeringofClassroomFurnitureforUniversityAbstractThisdesignisbasedonrelevantthBusinessandTechnologyonsecondteachingbuildingsandthirdteachingbuildingofhumanfaengineeringinvestigationmethod,observationmethod,experimentalmethspecificuseoftheformofthequestionnairetothestudentsoftheschoolstudentsconductedaquestionnairesurvey,thesizeoftheirdata,Thchairssizestandards"forcomparativeanalysis,Combinedwiththequestionimprovementsuggestigetsthedesignscheme,finally,givefullconsiderationtoallaspdesignscheme,andfinallygetsthedesignscheme. 1绪论 11.1设计背景和意义 1 11.1.2设计意义 11.2设计框架 11.3学校桌椅现状分析 31.3.1学校简介 31.3.2高校教室桌椅现状分析 32人因工程学 72.1人因工程学简介 72.2人因工程学研究内容 72.3人因工程学研究方法 82.4人因工程学机具研究步骤 93桌椅人因工程分析 3.1座椅及坐姿 3.2座椅设计基本原则 3.3.1坐姿的生理和生物力学分析 3.3.2坐姿受力分析 3.3.3人体坐姿生理特性分析 4中国成人人体尺寸分析 4.1GB/10000—1988中国成人人体尺寸 4.2现在成人人体尺寸分析 5高校桌椅尺寸标准与教室桌椅比较 5.1高校课桌椅尺寸标准 5.2教室课桌椅实际尺寸 6高校课桌椅设计 6.1座椅的尺寸设计 6.2课桌的设计 6.4高校桌椅颜色设计分析 7设计评价 7.1座椅评价分析 7.1.1座椅尺寸评价分析 7.1.2座椅受力评价分析 7.1.3座椅颜色评价分析 7.2课桌的设计评价分析 7.2.1课桌尺寸分析 7.2.2课桌椅前后距离分析 8设计展望 致谢语 参考文献 附录 附录表一高校固定式课桌椅的主要尺寸 山东工商学院2014届毕业设计 附件一开题报告附件三英文翻译-翻译山东工商学院2014届毕业设计11.1.1设计背景随着我国经济的持续快速发展，人们生活水平的不断提高，生活节奏的不断加快，学习工作压力的日益加大，因此人们需要一个健康、高效、舒适的工作学习环境。近几年，大学生就业压力的增大，高校大学生迫切需要一个舒适、高效、健康的学习环境。山东工商学院(原中国煤炭经济学院)的许多教室都还延用建校之初的桌椅。据统计，大学生每天约有60%~70%的时间是在教室里度过的。随着人们生活水平的提高，人们的身体素质也在不断地提高，而目前教室桌椅是延用1989年7月1日实施的GB1000—1988《中国成年人人体尺寸》和1993年颁布的国家标准GBT/13547—92《工作空间人体尺寸》的基础数据进行设计的。现在同学们反应到：桌椅高度不合理，伏案就做不合适；座面倾角过大，身体前倾不舒适；座椅靠背设计不舒适，身体容易腰酸背痛；座椅空间太小，相邻座椅太过紧凑等问题。这些设计的缺陷导致学生身体疲劳、视力下降、腰部损伤、颈椎病等问题的出现，这些问题的出现直接导致学生上课注意力不集中、上课容易睡觉等现象。所以，高校座椅设计的问题急需解决。人因工程学的知识就能很好的解决以上座椅设计缺陷的问题。人因工程学的研究包括理论研究和应用研究两个方面，但学科研究的总趋势还是侧重应用。其根本研究方向是通过揭示人—机—环境之间的相互关系的规律，以达到确保人—机—环境总体的最优化。1.1.2设计意义通过分析高校教室座椅设计的现状，运用人因工程学的知识与原理，并结合现在大学生的身体素质，设计出符合现在大学生的座椅，具体意义如下：(1)为学生提供一个健康、舒适、人性化的座椅；(2)保证学生的学习效率；(3)可以减少使学生疲劳、视力下降、腰部损伤颈椎病等现象。1.2设计框架本设计主要从学校教室课桌椅出发，考虑到二教、三教教室的桌椅比较陈旧且在尺寸上与现在的人体尺寸有所差别，再加上充分考虑人因工程学的知识及各方面影响因素，结合现在人体的实际尺寸以及教室桌椅的特殊用途设计出符合现代大学生的学校教室课桌椅。山东工商学院2014届毕业设计2高校教室桌椅设计的人因工程学研究设计研究的理论依据现状分析桌椅使用现状分析桌椅尺寸分析人体尺寸分析坐姿人因分析得出现在桌椅的缺陷根据人因工程学的知识重新设计桌椅桌椅设计课桌颜色设计课桌尺寸设计座椅颜色设计座椅尺寸设计设计评价得出结论图1-1设计山东工商学院2014届毕业设计31.3学校桌椅现状分析1.3.1学校简介山东工商学院，原名为中国煤炭经济学院，坐落于美丽的沿海城市山东省烟台市，是“山东特色名校工程”重点建设的省属财经类大学。始建于1985年12月，1998年9月由原煤炭部管理改为中央与山东省共建，以山东省管理为主，是山东省首家两次通过教育部本科教学评估的高校。截止2013年12月11日，学校有两个校区。东校区位于烟台市莱山区观海路东端、滨海中路西端。西校区(新校区)位于烟台市莱山区观海路西端。学校占地93.2万平方米(约1398亩),校舍建筑面积53.3万余平方米。1.3.2高校教室桌椅现状分析高等院校课桌椅品种在高等院校中只设一种高度的课桌椅，男女通用，品种如下：(1)固定式课桌椅；(2)非固定式课桌和课椅。山东工商学院教室的桌椅主要是固定式桌椅，以及通过调查统计，同学们普遍反映第三学楼和第二教学楼的课桌椅存在问题。因此，本设计主要围绕第三教学楼和第二教学楼的固定式课桌椅进行分析研究。教室桌椅现状分析(1)教室桌椅的尺寸标准是按照GB1000-1988人体尺寸及桌椅标准尺寸来的，通过现在人体尺寸与上述人体尺寸进行比较得出现在教室桌椅的不适性。(2)通过调查，分析现在教室的桌椅给同学带来的不变及它客观存在的不足。(3运用人因工程学的知识和理论方法对现有的桌椅进行分析。山东工商学院第二教学楼和第三教学楼普教课桌椅存在尺寸设计不合理现象，给上课的学生带来了很多不便，同学们抱怨反映的方面主要有：(1)相邻两个座位间距过窄，活动不方便，特别是在写字的时候，双臂不能舒适自由的进行活动，不能以最佳的姿势写字，不仅对书写的内容的精确度及美观度有所影响，并且长时间在这样的条件下写作极易引起双臂及眼睛的疲劳，产生烦躁的情绪，还会使注意力下降，学习效率降低；其次，如果是在炎热的夏天并且是一百多人的大课，由于人体本身就在不断的释放热量再加上相邻两人距离过近，会让学生在本就异常炎热的夏季倍感闷热，心情烦躁；4图1-2固定式课桌椅图1-3非固定式课桌椅5图1-4教室需改善座椅最后，人与人之间需要保持一定的空间距离，即使最亲密的两人之间也是一样，心理学上讲社交的距离感为1.2~2.1米，如果你跟一个人靠得太近，超过心理安全距离，别人就会有心理压力，所以适当增加相邻两个座位之间的距离是非常有必要的。(2)座椅靠背与桌面的与座椅靠背平行的垂直切面之间的距离让人感觉宽窄不一，合适的距离会使人在桌面书写时感到方便舒适，过宽的话身体会不自觉的稍往前倾，以寻求最舒适的距离在桌面进行书写，距离过窄身体没有足够的空间寻求最舒适的姿势，并且最不方便的是大腿部部分，因为距离过短膝盖在桌洞的下方，如有需要双腿没有空间交叠，而大部分学生有“跷二郎腿”的下意识习惯，这样的设计不能满足学生的需求。(3)椅背和桌面容易被涂鸦，也容易弄脏，影响同学们的心情，产生烦躁的不良心情，影响学习效率。6(4)座椅座面高度尺寸已不适合现在大学生的身体尺寸。(5)教室桌椅前后相连，在使用过程中前面座椅出现问题必将影响后面课桌的使用(普山东工商学院2014届毕业设计72人因工程学2.1人因工程学简介人因工程学(HumanFactorsEngineering)是研究人一机一环境三者之间相互关系的学科，是近几十年发展起来的一门边缘性应用学科。该学科在发展过程中有机地融合了生理学、心理学、医学、卫生学、人体测量学、劳动科学、系统工程学、社会学和管理学等学科的知识和成果，形成自身的理论体系、研究方法、标准和规范，研究和应用范围广泛并具有综合性。该学科的研究目的在于设计和改进人—机—环境系统，使系统获得较高的效率和效益，同时保证人的安全、健康和舒适。2.2人因工程学研究内容人因工程学的研究包括理论和应用研究两个方面。但学科研究的总趋势还是侧重应用。其主要内容可概括为以下8个方面：(1)研究人的生理与心理特性人因工程学系统地研究人体特性，如人的感知特性、信息加工能力、传递反应特性；人的工作负荷与效能、疲劳；人体尺寸、人体力量、人体活动范围；人的决策过程、影响效率和人为失误的因素等。(2)研究人机系统总体设计人机系统的效能取决于它的总体设计。系统设计的基本问题是人与机器之间的分工以及人与机器之间如何有效地进行信息交流等问题。(3)研究人机界面设计在人机系统中，人与机相互作用的过程就是利用人机界面上的显示器与控制器，实现人与机的信息交换的过程。研究人机界面的组成并使其优化匹配，产品就会在功能、质量、可靠性、造型及外观等方面得到改进和提高，也会增加产品的技术含量和附加值。(4)研究工作场所设计和改善工作场所设计包括工作场所总体布置、工作台或操纵台与座椅设计、工作条件设计等。(5)研究工作环境及其改善作业环境包括一般工作环境，如照明、颜色、噪声、振动、温度、湿度、空气粉尘和有害气体等，也包括高空、深水、地下、加速、减速、高温、低温及辐射等特殊工作环境。(6)研究作业方法及其改善山东工商学院2014届毕业设计8人因工程学主要研究人从事体力作业、技能作业和脑力作业时的生理与心理反应、工作能力及信息处理特点；研究作业时合理的负荷及能量消耗、工作与休息制度、作业条件、作业程序和方法；研究适宜作业的人机界面等等。(7)研究系统的安全性和可靠性人因工程研究人为失误的特征和规律，人的可靠性和安全性，找出导致人为失误的各种因素，以改进人—机—环境系统，通过主观和客观因素的相互补充和协调，克服不安全因素，搞好系统安全管理工作。(8)研究组织与管理的效率人因工程学要研究人的决策行为模式；研究如何改进生产或服务流程；研究组织形式与组织界面，便于员工参与管理和决策，使员工行为与组织目标相适应等。2.3人因工程学研究方法(1)调查法调查法是获取有关研究对象资料的一种基本方法。它具体包括访谈法、考察法和问卷法。(2)观测法观测法是研究者通过观察、测定和记录自然情境下发生的现象来认识研究对象的一种方法。这种方法是在不影响事件的情况下进行的，观测者不介入研究对象的活动中，因此能避免对研究对象的影响，可以保证研究的自然性和真实性。(3)实验法实验法是在人为控制的条件下，排除无关因素的影响，系统地改变一定变量因素，以引起研究对象相应变化来进行因果推论和变化预测的一种研究方法。(4)心理测量法心理测量法(也叫感觉评价法)是运用人的主观感受对系统的质量、性质等进行评价和判定的一种方法，即人对事物客观量作出主观感觉评价。(5)心理测验法心理测验法是以心理学中有关个体差异理论为基础，将操作者个体在某种心理测验中的成绩与常模作比较，以分析被试心理素质特点。(6)图示模型法图示模型法是采用图形对系统进行描述，直观地反映各要素之间的关系，从而揭示系统本质的一种方法。这种方法多用于机具、作业与环境的设计和改进，特别适合于分析人机之山东工商学院2014届毕业设计92.4人因工程学机具研究步骤(1)确定目的及功能。首先确定设计和改进机具的目的，然后找出实现目的的手段，即赋予机具一定的功能。(2)人与机具的功能分配。对人和机具的能力特性进行比较，以充分发挥各自的特长。(3)模型描述。用模型对系统进行具体的描述，以揭示系统的本质。(4)分析。对人的特性、机具的特性和系统的特性进行分析。(5)模型的实验。如果需要更详细的设计或改进数据时，可以在上述分析数据的基础上制作出机具的模型，再由人使用该机具模型，反复实验研究。(6)机具的设计与改进。最后是确定机具的最优方案，并进行具体的设计和改进。山东工商学院2014届毕业设计3桌椅人因工程分析3.1座椅及坐姿座椅：座椅是一种有靠背、有的还有扶手的坐具。3.2座椅设计基本原则(1)座椅的型式和尺度与坐的目的或动机有关；(2)座椅的尺度必须与相对的人体测量值配合；(3)座椅的设计必须能提供坐在其上的人体有足够的支撑与稳定作用；(4)座椅的设计必须能使坐在其上的人体改变其姿势；(5)靠背，特别是在腰部的支撑，可降低脊柱所产生的紧张压力教室桌椅的设计要符合以下几条原则：(1)科学高效性原则按照已掌握的科学原理办事，运用国内外科技的最新成果，使各种相关设施的设计符合人的生理、心理特征，确保人、机、环境之间的关系协调，协作灵敏，效果显著,并符合时(2)安全可靠性原则桌椅结构牢固，不会倾斜且不易损坏，表面光滑，没有可能使学生致伤的利口，毛刺，尖物；所使用的材料、涂料等不含有危害人体健康的有害物质，如甲醛、苯、酚和放射性物质，或是已经经过处理，不会影响学生身体健康；所使用的桌椅各部件结合紧密，没有松动、开裂、脱胶的现象，在规定的使用期限内，保证能够正常使用，一般不会发生故障。(3)健康舒适原则健康，是指设计和创造有利于人体健康的环境因素；舒适，是指作业者对工作有满意感和舒适感，它也关系到工作效率和安全，是对工作优化的更高要求。能同时满足上述条件要求的工作，无疑是高度优化的工作，但实际上同时实现这三个方面的要求是很困难的，在实际工作中，应根据不同情况，在执行好有关人因工程学标准前提下允许有轻重之别。随着社会的进步，人的价值日益受到尊重，安全、健康、舒适等因素在工作系统设计和评价中心将受到广泛重视。山东工商学院2014届毕业设计3.3.1坐姿的生理和生物力学分析的血管不受压迫，保持血液正常循环。因此，最舒适的坐姿是臀部稍离靠背向前移，使上体大腿与小腿、小腿与脚掌之间也应达到一定的角度(θ5、θ6),如图所示。图2-1舒适的坐姿关节角度示意图舒适的坐姿关节角度°在坐姿状态下，支持人体的主要结构是脊柱、骨盆、腿和脚等。脊柱位于人体背部中线处，由33块短圆柱状椎骨组成，包括7块颈椎、12块胸椎、5块腰椎和下方的5块骶骨及4块尾骨，如图2-2所示，相互间由肌腱和软骨连接。腰椎、骶骨和椎间盘及软组织承受坐姿山东工商学院2014届毕业设计第一颈椎第一颈椎ATILAS-C1-C3-C4=C7-T4-T10T11T12-L1-COCCY第一凄椎SPINE腰椎第一胸1stTHEORACLC陶椎脊椎全息图SACRUM8COCCYXAXiS图2-2人体脊椎全信息图根据以上分析可得出以下结论：(1)躯干挺直或前倾的坐姿很容易引起疲劳；(2)设置适当的靠背可使疲劳降低；大于90°的靠背可防止骨盆的旋转，增加坐姿稳定性，且使坐姿更接近自然状态。3.3.2坐姿受力分析人坐着，臀部和大腿与座面相接处。由于骨盆的生理结构，两个坐骨结节行同倒置的金字塔，而坐骨结节下的软组织较薄，造成大约75%的体重分布在面积为25cm²上，足以引起坐姿疲劳。总的来说，座椅设计的人机工程原则包括三个方面：脊柱、肌肉、和坐行为，体压分布也是要考虑的要素之一。仔细分析不难发现，座椅设计是有很高难度的，脊柱的直腰坐原则与肌肉的放松原则存在相互矛盾，当你设法解决这个矛盾时，又发现人们可能根本不按规定山东工商学院2014届毕业设计产生产生的压力k使用座椅。因此，座椅设计的人因工程原则其实是没有一把椅子座面上的距离cm图2-3臀部在座面压力变化图分布于各椎间盘上，肌肉组织上分布均匀的静载荷。当处于非自然姿势时，椎间盘内从上体通向大腿的血管不受压迫，保证血液循环正常，因此最舒适的坐姿是臀部稍离靠背向前移，使上体略向后倾斜并保持体腿夹角在90-115度，同时大腿与小腿之间的角度一般为山东工商学院2014届毕业设计4中国成人人体尺寸分析截止现在，我国仍然延用1988年颁布的GB/10000—1988《中国成人人体尺寸》,下面是中国成人表3-1我国人体主要尺寸测量项目均值男性标准差女性均值标准差身高体重上臂长前臂长大腿长小腿长立姿眼高立姿肩高立姿肘高手功能高立姿会阴高立姿胫骨点高坐高坐姿眼高坐姿肩高坐姿肘高坐姿大腿厚坐姿膝高小腿加足高坐深臀膝距坐姿下肢长胸宽胸厚肩宽臀宽坐姿臀宽坐姿两肘间宽胸围腰围臀围头围山东工商学院2014届毕业设计头全高附表(接上表)在1986年至1988年间，我国曾进行了首次人体尺寸测量。当时，中国标准化研究院根据一定的抽样方法，将全国分为6大自然区，每个区设置若干采样点，通过随机采样、手工测量的方式，采集了两万多份成年人人体尺寸数据，初步建立了国家级人体尺寸基础数据库，并在此基础上制定了GB10000—1988《中国成年人人体尺寸》等系列人体尺寸国家标准。这些标准一经提出，就在各行各业得到了普遍关注和广泛应用，为国家经济的发展和劳动安全的保障做出了重要贡献。4.2现在成人人体尺寸分析近年来高校大学生呈现增长趋势。随着经济的飞速发展和人们生活水平的不断提高，现在大学生的身体尺寸相比过去有了明显增大，身体素质明显增强。但是，高校桌椅所依据的人体尺寸标准是我国于1988年颁布的国家标准GB10000—1988《中国成人人体尺寸》。这是我国80年代进行的一次人体测量。从1987年到现在，27年的时间中国的社会发生了巨大的变化，中国成人人体尺寸也肯定发生了变化，原有的人体尺寸数据已不符合当代高校大学生身体尺寸，据国家教育部、卫生部2002年联合调查显示：从1995年至2002年间，我国12岁~17岁的身体素质有了明显提高，男生身高增高69mm,女生身高增高55mm。通过问卷调查获得了一些在校大学生尺寸，并运用SPSS对这些数据进行分析：表3-2人体尺寸统计量(男)N极小值极大值均值标准差身高正常坐高坐姿肩高肩宽坐姿两肘肩宽坐姿膝高坐姿臀宽表3-3人体尺寸统计量(女)N极小值极大值均值标准差身高正常坐高坐姿肩高肩宽山东工商学院2014届毕业设计附表(接上表)坐姿两肘肩宽坐姿膝高468.2829.447坐姿臀宽22.686运用SPSS软件进行统计分析得出：通过调查所得的人体尺寸数据均符合正态性检验。检验图表见附件。所测得的数据基本符合正态分布，然后运用公式计算出个百分比值下的人体尺寸，相关百分比值下表示样本的测量数据集中地趋向某一个值，该值称为平均值，简称均值。均值是描述测量数据位置特征的值，可以用来衡量一定条件下的测量水平和概括地表现测量数据的集中情由方差的计算公式可知，方差的量纲是测量值量纲的平方，为使其量纲和均值相一致则取其均方根差值，即标准差来说明测量值对均值的波动情况。所以方差的平方根S称为标人体测量的数据常以百分位数来表示人体尺寸等级，最常用的是以第5%、第50%、第95%三种百分位数来表示。其中第5百分位数是代表“小”身材，是指有95%的人群身材尺寸大于此值；第50百分位数表示“中”身材，是指大于和小于此人群身材尺寸的各为50%;第95百分位数代表“大”身材，是指有95%的人群身材尺寸均小于此值，而有5%的人群身材尺在有些人体测量尺寸的资料中，除了给出以上三种常用百分位数的数据外，还给出其间的其它百分位数的数据。至于其它百分位数的含义可以此类推。在一般的统计方法中，并不一一罗列出所有百分位数的数据，而往往以均值M和标准差σ来表示。虽然人体尺寸并不完全是正态分布，但通常仍可使用正态分布曲线来计算。因此，在人机工程学中可以根据均值和标准差S来计算百分位值或计算某一人体尺寸所属的百分1%～50%百分值：P₇=M-oK50%～99%百分值：P=M+oK注：P—百分比值尺寸；M—平均值；K—百分比值变换系数；σ—标准差山东工商学院2014届毕业设计表3-4百分比值对应的百分比值变换系数百分比值/%K百分比值/%K由得出的人体尺寸基本数据以及各百分比值的计算系数得出计算结果如表3-5。男生尺寸表表3-5人体尺寸百分比值分布表(男)身高正常坐高847.5861.3910.35959.4973.2坐姿肩高601.54肩宽坐姿两肘肩宽401.8坐姿膝高451.6462.6坐姿臀宽表3-6人体尺寸百分比值分布表(女)身高正常坐高坐姿肩高肩宽坐姿两肘肩宽坐姿膝高坐姿臀宽山东工商学院2014届毕业设计表3-7人体尺寸信息调查表人体尺寸调查姓名性别身高坐高坐姿肩高坐姿膝宽坐姿两肘宽肩宽坐姿臀宽表3-5、3-6、3-7是通过问卷调查的形式在校园内进行的，调查的对象是本校学生。通过对比GB10000—1988《中国成人人体尺寸》和调查的现在学生的实际人体尺寸数据可以发现，现在大学生在身高等各方面人体尺寸数据上都有所上升。所以，现在还沿用1988年颁布的人体尺寸来设计高校课桌椅的做法是落后的、不科学的。山东工商学院2014届毕业设计图4-1图4-2山东工商学院2014届毕业设计表4-1高校课桌椅尺寸标准尺寸名称桌面高(h₁)730±10桌面深(t₁)每个席位桌面宽(b₁)桌下净空高(h₂)桌下净空深(t₂、t₃)座面高(h₁)410±10,使h₁-h₄≤320mm座面有效深(t₄)靠背上缘距座面高(h₅)或与后排桌前侧一体化靠背点距座面高(w)靠背点以上向后倾斜6°~10°角。靠背下缘距座面高(h₅)坐人侧桌缘与靠背点之间的水平距离420每套课桌椅前后长810～850图4-3高校课桌椅实例图(三教)山东工商学院2014届毕业设计通过上面的图片可以看出，教室的课桌椅已经很陈旧，大部分课桌椅都出现了不同程度的损坏，给同学们的日常学习生活带来了诸多不便；图片中的课桌椅的尺寸已经很落后，现在大学生的身体尺寸已经较之前有了很大变化。显然，图片中所示的桌椅不可能再适合现在大学生的身体需要，坐姿时间长会引起学生疲劳，注意力不集中、学习效率不高；从健康的角度来说，也不利于学生的身体健康。所以，学校课桌椅的更换和桌椅尺寸的重新设计势在图4-4需改善教室课桌椅侧面图如图4-4所示：红圈标示的地方，现在教室的座椅座面偏低、座椅与桌面距离过大。表4-8教室课桌椅实际尺寸表单位：mm尺寸名称桌面高(h₁)桌面深(t₁)每个席位桌面宽(b₁)桌下净空高(h₂)桌下净空深(t₂、t₃)山东工商学院2014届毕业设计座面高(h₄)附表(接上表)使h₁-h₄≤320mm座面有效深(t₄)靠背上缘距座面高(h₅)或与后排桌前侧一体化靠背点距座面高(w)靠背点以上向后倾斜6°~10°角。靠背下缘距座面高(h₅)坐人侧桌缘与靠背点之间的水平距离每套课桌椅前后长通过比较可以看出：本校二教、三教的桌椅尺寸与标准尺寸有很大的差距；在桌面高、桌面深、席位桌面宽、桌下净空深、座面高和课桌椅前后长等方面存在偏差；教室课桌椅的座椅座面低、座面前端距桌椅面前沿距离过大等问题一直影响着在校学生，在日常的学习生山东工商学院2014届毕业设计(1)座深：指椅面前缘至后缘的距离，该尺寸不能太大。正确的座深应使靠背方便地支如座深大于身材矮小者的大腿长(臀部至膝窝距),座面前缘将压迫膝窝处压力敏感部位，这样若要得到靠背的支持，则必须改变腰部正常曲线；否则，坐者必须向座缘处移动以避免压迫膝窝，却得不到靠背的支持为适应绝大多数使用者，座深应按较小百分位的群体设计这样身材矮小者坐着舒适，身体高大的人只要小腿能得到稳定的支持，也不会在大腿部位引受更大的压力。而大腿底部有大量血管和神经系统，压力过大会影响血液循环和神经传导而感到不适。所以座垫上的压力应按照臀部不同部位承受不同压力的原则来设计，即在坐骨处压力最大，向四周逐渐减小，至大腿部位时压力降至最低值，这是坐垫设计的压力分布不均匀原则。即使不能满足，也要满足股骨的受力，人体结构在骨盆下面有两块圆骨，称为坐骨结节，坐姿时这两块面积很小的坐骨结节能支承上身的大部分重量。坐骨结节下面的坐面呈近似水平时，可使两坐骨结节外侧的股骨处于正常的位置而不受过分的压迫，因而人体感到(4)座椅的高度：坐高=小腿高+脚高+鞋高修正值，一般在360-480mm左右。座椅设计尺寸原则之中：小腿垂直于地面，大腿平行于地面，双脚平行于地面，过高则容易对大腿产如图5-1所示，座面太高会造成座面压迫腿部肌肉，若长时间处于坐姿状态，容易使人产生疲劳；相反，如果座面太低会造成臀部压力分布增大，腿部长时间处于弯曲状态，易于疲劳。所以，要使座面有一个合理的高度，这就要求在座椅的设计过程中充分考虑使用对象座面不能过高，否则小腿悬空时，大腿受椅面前缘压迫，使坐者感到不适，长时间这样坐着血液循环受阻，小腿麻木肿胀。因此，座高一般按低身材人群设计，建议座面前缘应比人体膝窝高度低3—5cm,且有半径为2.5—5cm的弧度，如图5-1。山东工商学院2014届毕业设计图5-1座面示意图(6)面对面的座椅间距(同一桌前后):一个人的容脚空间≥550mm,面对面坐的时候，(7)座宽的设计尺寸：座宽必须能容纳身材粗壮的人。对单人使用的座椅，参考尺寸是臀宽，以女性群体尺寸上限为设计根据，对成排相邻放置的座椅，如剧场观众椅，则座宽应以肘间距的群体上限位为设计基准，以避免拥挤压迫感。座宽亦不能太大，如长时间坐姿作业，双臂应得到应有的支承，如座宽太大，则肘部必须向两侧伸展以寻求支承，这样会引起根据调查所得的人体尺寸数据及分析整理后的人体尺寸数据平均值及百分比值尺寸数据得出的正常坐高950mm,所以将座椅高度设计为850mm。从人因工程学的角度分析，合适的座椅实际测得的教室座椅的座面高度为400mm,然后根据调查所得的学校人体尺寸基本数据及从人因工程学的角度出发特此把座椅的座面高度设计为420mm。如图5-2、5-3。(9)座椅面倾角。座椅面倾角由于用途不同设计要求不同，休息椅后倾20°左右；音乐厅、讲演厅、会议厅为5°~15°;办公座椅一般后倾3°左右为宜。教室坐椅的面倾角应与办公座椅的面倾角一致，以3°左右为宜，而实际上我校的座椅为曲率不大的离线型，在设(10)靠背角。靠背角指靠背与椅面的夹角。靠背角的大小对坐姿和脊柱、背肌的负荷程宜，阅读用椅子则为101°~104°最好，休息用椅靠背角的最佳范围是105°~110°。实验桌椅的实际测量值是95°,学生座椅主要用于上课自习，所以，本设计将靠背角的角度设计图5-2座椅侧面尺寸设计图椅实体侧面图通过以上比较分析，结合高校课桌椅尺寸标准和调查分析后所得数据设计出座椅角度示山东工商学院2014届毕业设计图5-3座椅角度设计示意图(1)桌面高度适当的桌面高度可以为学生提供一个舒适、轻松的学习环境，实际测量所得桌面高度为760mm,根据GBT及同学们的建议，将桌面高度设计为750mm。(2)桌面宽度(学生手臂横向活动范围)适当的桌面宽度可以给学生提供舒适书写环境，提高学生的学习效率和减缓疲劳，方便学生放置书本以外的学习用品或是水杯等物品，宽度过小则会与相邻座位的同学相互影响甚至妨碍对方学习。实验书桌宽度的实际测量值为52cm,而高校桌面宽度GBT尺寸为60cm,也考虑到本校课桌椅主要是连式桌椅，即一排5座和一排3座形式，所以将桌面宽度改进为60cm。(3)桌下净空高桌下的净空高需要为学生提供合适的容膝空间，以便学生变换姿势缓解疲劳。实验课桌的桌下净空高测量值为60cm,而GBT大于等于62cm,所以需要改进，但考虑到学生有书包需要放在桌空里，本校学生每次去上课平均带三本书，所以将桌下净空高改进为62cm.(4)桌面深实验课桌深度测量尺寸为33cm,与GBT尺寸相符，但是根据同学建议将桌面深尺寸改为35cm。山东工商学院2014届毕业设计山东工商学院2014届毕业设计图5-6桌椅尺寸设计图山东工商学院2014届毕业设计图5-8座面滑道如图5-8,设计座面滑道，让座面前端垂直距离与桌面垂直距离具有伸缩性。红线区域内是座面轴的滑道，滑道长为100mm,具有100mm的可伸缩性。单位：mm桌面高(h₁)750桌面深(t₁)350每个席位桌面宽(b₁)600桌下净空高(h₂)620桌下净空深(t₂、t₃)300座面高(h₄)450使h₁-h₄≤320mm座面有效深(t₄)380靠背上缘距座面高(h₅)340或与后排桌前侧一体化靠背点距座面高(w)210靠背点以上向后倾斜6°~10°角。靠背下缘距座面高(h₅)170坐人侧桌缘与靠背点之间的水平距离420每套课桌椅前后长850在实际测量的教室课桌椅尺寸中，存在比较明显的不足是：(1)座椅与桌面之间的距离偏大；(2)座面高度偏低；(3)相邻座位间的间距太小。围绕以上问题设计出了以上图示尺寸的教室课桌椅；对应的解决了上述存在的问题，把人体尺寸的变化考虑在内并考虑人因工山东工商学院2014届毕业设计程的因素。在原有座椅的尺寸下，学生在上课期间听课时，做笔记或写作业的动作会很累，由于座椅与桌面之间的距离过大，导致学生的坐姿发生变化：脊椎长时间处于弯曲状态且臀部在座椅上的面积大大减小，从而使得作用在臀部上的压力增大，容易使人产生疲劳，长时色彩对人的影响是客观存在的。色彩的辨别力、视认性、明视性，色彩的象征和情感等人们对色彩的感觉是一种复杂的现象，人们之所以会对色彩产生感觉，是由于可见光波段的电磁波作用于视觉器官的视网膜从而产生特有的响应，当这些响应投射到大脑枕叶横纹表5-2是色彩的心理效应表格。表5-2色彩的心理效应色别心理效应和联想兴奋忧郁安慰热情爽快轻松沉重遥远接近温暖寒冷突出安静红OO橙O橙黄○○黄○黄绿绿O绿蓝天蓝浅蓝蓝紫紫红O白浅灰深灰黑○从人因工程学的角度出发，蓝色最易使人联想到碧蓝的大海，使人联想到深沉、远大、使人感到幽雅、宁静。椅子的靠背的颜色设计成蓝色(蓝色给人的心理响应是轻松和安静)山东工商学院2014届毕业设计尺寸名称桌面高(h₁)桌面深(t₁)每个席位桌面宽(b₁)桌下净空高(h₂)桌下净空深(t₂、t₃)座面高(h₁)450使h₁-h₄≤320mm座面有效深(t₄)靠背上缘距座面高(h₅)或与后排桌前侧一体化靠背点距座面高(w)靠背点以上向后倾斜6°~10°角。靠背下缘距座面高(h₅)坐人侧桌缘与靠背点之间的水平距离420每套课桌椅前后长(1)、座面距离①、坐面至桌面距离过高(高于工作椅建议的最大值38厘米),致使背部肌肉更为紧张，以缓解腿部的挤压。(2)、后坐姿势①、坐2/3坐面，腰则略呈水蛇状，略驼，以使背可以充分倚靠于靠背上，长时间后后山东工商学院2014届毕业设计人体骨盆下面有两块粗壮的圆骨，称为坐骨结节，能比周围肌肉承受更大的压力。当座面呈水平状态时，两坐骨结节外侧的股骨处于正常的会迫使股骨向上转移而造成髋部肌肉承受反常压力，人体会下意识涌动臀部或者求助肘部和肩部分散受力，从而引起不适。同时过软的座面使腿部压力过大，影响了大腿血液循环和神经传导而感到不适。医学论证显示，座面应根据臀部即在坐骨处压力最大，向四周逐渐减小，至大腿部位时压力将至最低。图6-1是座面体压分布曲线，其中各封闭曲线为等压力线，所标数字的压力单位为kPa。图6-1座面体压分布曲线图图6-3图6-2图6-4当处于非自然姿时，椎间盘内压力分布不正常，形成的压力梯度，严重的会将椎间盘从重弯曲，因椎间盘上压力不能正常分布，身体上部的负荷加在腰椎部，引起不适，因此90度山东工商学院2014届毕业设计本设计的座椅颜色设计为蓝色。蓝色使人想到海水，会有一种寒冷感。因此青、绿、蓝色称为冷色，青色为极冷色。在色彩的视觉传达设计中，色彩的胀缩感常用于改变色彩面积关系上的视觉均衡，增加视觉舒适感，如红色与蓝色进行搭配时，红色的面积稍小，蓝色的面积稍大，可以获得两色在视觉上的协调感。明度较低、柔和的冷色，使人有稳重和宁静的因此，座椅颜色采用蓝色有利于学生在课堂上保持注意力，保持沉着、冷静，对于现在桌子和椅子必须配套。课桌较高而座椅不配套，脚面不着地就会使腿部承受压力增大，人坐着不舒服；写字桌过高，椅子过低，就会使人形成趴伏的姿式，缩短了视距，久而久之图6-5课桌设计实际尺寸课桌的设计尺寸根据现在人体尺寸数据(本校学生调查实体数据)和《高校课桌椅尺寸标准》以及调查所得的本校学生对于教室课桌椅提出的建议和改善意见进行综合设计；考虑山东工商学院2014届毕业设计到本校二教、三教教室的课桌抽屉采用的铁质材料，建议改成木质材料，有轻便、成本低等根据实际测量的三教教室的课桌椅前后距离，实际尺寸是900mm,经过对比人体尺寸数据和《高校课桌椅尺寸标准》及充分考虑人因工程的因素将该尺寸设为850mm(如图6-6所示);因为在原来的尺寸上，臀部在座面上的距离很短，是的身体压力集中，容易使人疲劳所以把此距离设计为850mm。图6-6如图6-7所示，座椅与桌面之间的距离设计成850mm,使得同学在上课时，写作业或是考试过程中，避免了由于座椅与桌面距离过大导致人体脊椎长时间弯曲，也同时使得臀部压图6-7山东工商学院2014届毕业设计本设计充分考虑人因工程学的各方面条件影响，加上人体尺寸数据的分析处理加上调查所得的同学们对桌椅设计的改善建议，设计出以上尺寸数据的课桌椅，设计出的桌椅很大程山东工商学院2014届毕业设计致谢语本设计得到了黄力波老师的悉心指导。在设计选题和写作思路等方面，黄老师都给予了很大的指导，并且帮助我查找写作过程中出现的错误和不当之处。在此次设计过程中，由于还教会了我如何做人。另外在毕业设计过程中，张老师也多次开会，对容易出现的问题重点提及，使我及时改正，避免了更多错误的出现。还要向刘利军副教授、吴昌友副教授、高德感谢师弟师妹们的积极配合，我获得了一份宝贵的数据，是我的毕业设计不可缺少的一在本设计的写作过程中，参考了很多资料和文献，在此，向这些资料和文献的作者们郭伏、钱省三、孙林岩等致以我最诚挚的感谢!山东工商学院2014届毕业设计[6]孙远波·人因工程基础与设计·北京：北京理工大学出版社，2010.4[7]马广韜·人因工程学与设计应用·北京：化学工业出版社，2013.6[10]蔡启明，余臻，庄长远.人因工程.北京：科学出版社，2005.[12]吴青，赵罘著.人机环境工程.北京：国防工业出版社，2009.[14]张广鵬.工效学原理与应用[M].北京：机械工业出版社2008.02[15]李方园.人机界面设计与应用[M].北京：化学工业出版社2008.02山东工商学院2014届毕业设计尺寸名称桌面高(h₁)730±10使h₁-h₄≤320mm桌面深(t₁)或与后排桌前侧一体化每个席位桌面宽(b₁)靠背点以上向后倾斜6°~10°角。桌下净空高(h₂)桌下净空深(t₂、t₃)座面高(h₄)410±10,座面有效深(t₄)靠背上缘距座面高(hs)靠背点距座面高(o)靠背下缘距座面高(hs)坐人侧桌缘与靠背点之间的水平距离420每套课桌椅前后长810～850山东工商学院2014届毕业设计山东工商学院2014届毕业设计表5坐姿人体尺寸(男)顺整项目年数分组6分位整18~和岁18～25岁4.3.1外高83685887年新894795*979841*6R2394519519844.3.2毕变治解点病4.3.3坚奋驱高4.3.4坚安科在4.3.5步变验在4.3.8坐姿大婴屋1.3,7坚要棒A4.1,8小衡卸足高4.3.9%滞40?429474945114.3.1)型楼作