电脑桌的新型人机工程学设计

第一篇：电脑桌的新型人机工程学设计

【正文】

随着电脑的普及，越来越多的人使用电脑，并且时间过长导致一系列的身体问题。由劳动卫生部门提供的一份调查显示，北京劳动卫生职业病防治研究所从1996年到1998年，连续3年对电信行业、电视台、报社激光照排车间电脑作业人员进行了有关调查，30%左右被调查者不同程度地患有颈肩腕综合症，视力普遍下降。

1.目前市场上电脑桌现状

1.1电脑桌的整体情况

北京航空航天大学从事人体工程学研究的吴小勇介绍，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。

在日本，1971年以前的办公桌标准高度采用74厘米。由于屡发种种职业病，日本于1971年全面修订了办公用具的标准，分别规定了70厘米与67厘米为男用与女用办公桌的标准高度，从而大大减少了疲劳的产生。在英国，目前推荐的桌面高度也仅为71厘米。而在我国，电脑桌、写字台、课桌的高度一般均在75厘米至76厘米之间，这显然太高了。

1.2电脑桌存在的不足

1.2.1作业面的高度不合理

按照人体工程学的理论，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，都应当与人在坐姿时的肘部等高或稍低，只有这样，才有利于人们保持正确的坐姿。以日本为例，1971年以前，日本办公桌的标准高度采用74cm。由于屡发种种职业病，日本于1971年全面修订了办公用具的标准，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。也许有人认为，日本人比中国人矮（平均约2cm），不足为据。但是，据资料，英国男子平均身高约为1.78m，而英国推荐的桌面高度也仅为71cm。再来看看我们的电脑桌、写字台、课桌，一般的高度均为75－76cm，显然是太高了。

1.2.2显示器的高度、角度与视距不合理。

显示器的上方应不高于坐姿的眼睛水平视线，显示器的下方应不低于水平视线向下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。显示器表面应保持一定的斜度以与人的视线相垂直。由此看来，不应当把卧式主机垫在显示器的下面，这样显示器的位置就过高了。眼睛与显示器的距离一般应提倡在70cm左右，即为一臂距离。如果因电脑桌的不足或电脑放置的不当使电脑系统达不到以上参数，对人的视力健康就会产生不良影响。

1.2.3缺乏合理的支撑。

当人在操作电脑时，多是采取前倾的坐姿，这样人的腰背部就脱离了椅子的靠背，手臂离开了椅子扶手，只剩下椅面支撑人的臀部，造成一种不稳定的状态。人们一般采用手掌支撑的方式来保持身体稳定。但这种支撑不但稳定性不好，很容易形成过度前倾，产生弯腰驼背的不良后果，而且需要腰部和背部的肌肉处于静态施力的紧张状态，从而加重了肌肉的负担，容易造成腰背肌劳损。所以，许多计算机操作人员都承受着腰和背的疼痛。操作电脑时由于缺乏对肘部的支撑，肘部处于悬肘操作的姿势，而上臂与前臂又需要保持一定角度的固定姿势，肩背部、手臂、手腕处的肌肉都处于一种静态施力的紧张状态，这就容易引起疲劳。人性化的电脑桌设计研究

2.1人性化设计

人性化设计就是在设计时把人的因素放在首位考虑的设计思想,在人、产品、环境这个大系统中,使产品适合、适宜于人的使用,人与产品所处的环境应对人的健康无害、且有助于发挥最大的效率,强调整个系统的完美和谐,使整体系统处于最佳状态。在进行人性化设计时,要考虑人的因素可大致从需求层面、美学层面、环境层面等方面来综合考虑。

2.2 基于人体尺度的电脑桌设计研究

目前作业者在使用电脑的键盘或鼠标时,常常是手臂向前悬空。悬空的手臂造成了肩颈部的静态疲劳,体重需要由脊柱来承担,工作人员往往是勾头、塌腰、驼背地工作,其结果是腰背的疲劳酸痛。另一方面手腕的过度伸展、翘曲或者是把手腕抵在桌沿而引发腕部的一系列疾病,如腕管综合症等。引发这一系列问题的原因就在于电脑桌设计得不合理,只是将原来的书桌照搬来做了电脑桌,没有考虑电脑桌与书桌在使用功能上的不同。

2.2.1 对桌面高度选择的研究

2.2.1.1人眼与视屏的关系

人眼与视屏应保持一定距离,以保证不受电子射线的伤害。屏面的大小在水平方向和垂直方向与人眼成不大于30°的夹角,以17 英寸显示屏为例,屏幕边长约为305mm,此时的视距最小为305×2tan15°= 569mm。屏幕越大视距应越远,一般情况下取为600～700mm。

2.2.1.2桌面的高度

显示器一般都放在桌面的,所以显示器的放置就决定了桌面高度。显示器的上缘或屏幕文字最上端应与人的水平视线等高或略低,过高时需要不时仰头,使颈部伸展而过低时又要颈部倾斜而加大了屈颈力矩使人在相同时间内更易疲劳,并引起颈部不适。表1 给出的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。若采用17英寸显示屏,取显示器屏幕下部边框的厚度大约在100mm左右。则桌面高度=坐姿眼距地高+着装修正

-姿势修正-屏幕边长-屏幕下部边框厚度,男性从第5百分位到95百分位,则大约桌面的高度范围变化从1132100 = 690、129540305 + 3-40-100=747,即595～747mm。按照平均原则,以女性第50百分位的眼高为依据,则大约桌面的高度为679mm,以上计算没有考虑显示器底盘支承结构的高度,应根据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。

表1 坐姿时人眼的高度(mm)项目

坐姿时人眼的高度

性别 男性 女性

百分位数 5 10 50 90 95 5 10 50 90 95

坐姿眼距地高

1132

1150

1211

1275

1295

1037

1054

1121

1172

1189

2.2.2 对键盘和鼠标高度确定的研究

作业面的高度不当是引起电脑综合症的主要原因,太低则造成背部向前倾屈;太高则必须抬高肩部,引起颈肩的不适。理想的作业面高度应使上臂自然下垂,小臂接近水平或向下略斜,避免小臂上举状况的发生。因此一般作业面高度是按照肘高以下50 ～100mm 来确定的,但也要根据不同的工作性质进行调整,如精密作业就需要在肘高以上进行,以保证作业精度。重体力作业则要求作业面更低些,以便于臂部的用力。对于电脑作业来说,它的操作可以大致分为2种:一种是打字类文字输入工作,属于重型作业;一种是页面浏览性质的鼠标操作,属于轻型作业。基于上面2种情况,我们以文字输入作业为基准进行设计,参考我国女性和男性的肘高数据(见表2),男性从第5～95百分位为611～746mm,女性从第5～95百分位为557～689mm。选用作业面比肘高略低50mm,取功能修正量(姿势修正和着装修正)为37mm,则作业面男性的变化范围为537～643mm;女性从486～589mm。按照平均原则,可取女性的第50百分位数为参考值。即546mm，取整为550mm。

表2 坐姿肘离地高(mm)

项目

坐姿肘离地高

性别 男性 女性

百分位数 5 10 50 90 95 5 10 50 90 95 坐姿肘距

地高

611

624

676

730

746

557

573

633

676

689

2.2.2.1 手与键盘、鼠标的关系 手与键盘、鼠标的关系最自然的手的姿势是手左右对称,处于正中线的位置。在使用键盘或鼠标过程中,要使手保持正常自然的姿势,上臂应自然放松,垂直向下,上臂与小臂之间呈略大于90°的角度,放置鼠标的位置高度不易过高,有利于保持手腕的顺直,这也是为什么键盘高度要在肘高以下的原因。在移动鼠标时,应由上臂带动手腕来移动,避免纯的手腕转动,更应避免转动幅度过大,造成尺侧偏和挠侧偏。另外还要避免手腕直接和桌沿相接触,使腕道内的腱鞘发炎、肿大,压迫腕部神经,形成腕管综合症(又被称为鼠标手)。

因此,由以上分析可知,键盘和鼠标的高度合适,有利于保持正确的作业姿势,降低职业病的发生率。另外在使用键盘或鼠标时,手在进行运动时,最好给予支撑,大的运动要提供肘部支撑,小的运动要提供前臂支撑,手指运动要提供腕部支撑。在进行文字输入时最好有肘部的支撑,否则肘部悬空,需要耸肩用力,同时伴有头、眼、手、指的细小频繁运动,时间长了会使颈、肩、背、腰、手臂、手腕、手的肌肉疲劳与疼痛。所以应有支撑肘部托板,让双臂放置在身体两侧的支肘板上,可以使上身自然放松、缓解疲劳、减少疼痛。并且可根据不同的工作性质变换身体姿势,采取不同的坐姿。上述尺寸的选择既可以基于平均原则,适合于大多数人。在电脑桌设计时,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。

2.2.3 对电脑桌使用的作业环境研究

光源放置要避免光线经显示器反射进入人眼引起眩光。周围环境与电脑屏幕的亮度对比不应过大,防止对比眩光的产生。显示器和音箱不能离得太近,距离应在120mm 以上,以免显示器被磁化。环境的温度不易过高,温度过高会造成电脑的死机。故要保证周围环境有良好的通风,主机要远离热源,开放式放置,以利于散热。显示器的摆放也影响着工作效率,人在坐姿时的自然视线是与水平视线成向下的15°夹角,为获得最佳的观察精度,显示器表面应与视线近似垂直,直立的屏面在观察时,不仅不能获得最佳的观察精度,而且还需要勾头,产生眼睛、颈部的不舒适感。故显示器表面应稍向后仰,大约10～20°角。人在操作时,人、键盘、文件要与电脑在一条线上,避免扭身、侧身、转身动作，2.2.4 对电脑桌设计的色彩研究

电脑桌的颜色,自然与主人的喜好有关,不过也应保持其与室内环境的色彩协调。不但要满足人生理的需求，还要满足人的审美需求。由于电脑屏幕较亮,若工作性质要求视线要在屏幕与桌面文件间来回转换,为了避免眼睛因明暗适应带来的误差和注意力的分散,桌面色彩和屏幕色彩明度对比不易太大,否则易引起视觉疲劳,桌面宜采用白、浅兰、浅灰等柔和的颜色。

3基本结构设计

以放置17英寸显示屏为例设计电脑桌，综合运用人机工程学设计符合人的生理特性的电脑桌。针对不同人群使用的情况，在电脑桌设计时,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。

3.1设计构思

男性与女性对电脑桌的高度要求存在差距，男性对桌面的高度范围变化为690～853mm，而女性对桌面的高度范围变化为595～747mm。按照平均原则, 在没有考虑显示器底盘支承结构的高度的条件下,以女性第50百分位的眼高为依据,则大约桌面的高度为680mm。对于键盘和鼠标高度确定，男性的变化范围为537～643mm而女性从486～589mm。按照平均原则,可取女性的第50百分位数为参考值。则键盘和鼠标高度大约为546mm，取整为550mm。

桌子边部应圆弧型，防划伤，材料绿色环保。

4结语

综上所述,在进行产品设计时要从使用者、使用环境、使用方式、生理、心理因素等方面，运用人机工程学知识合理设计，整体考虑,并做出科学的定性与定量的分析与研究,尽最大可能性满足人的需求,弘扬以人为本的精神。

第二篇：电脑桌的人机工程学设计

《人机工程学》课程论文

新疆工程学院

论文题目：大学生电脑桌的人机设计 专 业：矿山机电 班 级：12-9 姓 名：柴苑 学 号：2011252946 指导教师：金 葵 日 期：2014年5月 日

大学生电脑桌的人机设计 摘要：通过对大学生电脑桌使用过程中存在问题的分析，根据学生的生理、心理特点，提出基于人机工程学的设计方法。分别对电脑桌桌面相关尺寸，键盘托盘相关尺寸，以及电脑桌造型与色彩等方面进行人性化分析。结合人机工程学的相关设计，设计出属于我们大学生自己宿舍用电脑桌。

关键词：人机工程学

大学生

人体尺寸

电脑桌

设计

人机工程学是研究人与系统中其他因素之间的相互作用，以及应用相关理论、原理、数据和方法来设计以达到优化人类和系统效能的科学。它以人的生理、心理特征为依据，以提高人的工作、生活质量为目的，运用系统工程、信息理论和工程技术的观点和方法，研究人、机器、环境之间的相互关系，把人的因素作为系统设计的重要条件和原则，以达到确保人一机一环境系统总体性能的最优化。

现在大学生使用电脑上网已经特别普遍，大学生几乎是人手一部电脑。的确，作为当代大学生，电脑已经是一个不可缺少的工具。大学生特别是高年级学生，需要完成编程，网络作业，查阅各种电子文献，娱乐等，这些可能需要大学生长期使用电脑。电脑桌的设计变得尤为重要。一般来说，大学生使用的电脑桌是由学校统一提供的，而学校的家具特点是结构简单，功能单一，易于批量生产，从人机工程学的角度来看，这样的电脑桌与使用者的实际需求相去甚远，实现在电脑桌存在的问题有（根据调查）：

(1)79％的调查者对现在所使用的电脑桌不太满意，有52％的人认为桌面高度偏高，这让使用者不得不仰视显示器，易产生颈部肌肉疲劳。84％的人认为桌面设计得过窄，一方面保证不了操作者看视屏的视距，使眼睛过于疲劳，时间一长容易引起近视，另一方面对于经常要使用电脑桌来学习的大学生来说，过窄的桌面，造成他们的使用空间不够。

(2)有39％的人认为键盘托盘长度刚好只够放键盘，使鼠标只能放在桌面上进行操作，此时如果键盘高度使用起来是合理的，那使用鼠标的高度就太高，同时，有67％的人认为他们在操作键盘和鼠标时肘部缺少必要的支撑，使手腕和手臂处于悬空状态，极易造成肌肉群疲劳。

(3)62％的调查者认为电脑主机箱位置过低，每次进行各种操作时总要弯下腰去，使用极不方便，此外，放主机箱的位置太闭塞，不利于空气流通及主机散热。

(4)78％的调查者会把常用物品放在电脑桌上，而现有的电脑桌功能过于单一，缺少必要的收纳功能，而对于有电脑配件多的用户来说，电脑桌显得“小”，放不下其它设备，比如音箱、打印机等配件就没有专门的放置地点。

(5)调查显示，对于电脑桌的色彩，72％的女性调查者喜爱暖色调，而90％男性调查者喜欢冷色涮或无色调；材质方面，大部分调查者偏向环保材质，造型风格偏向时尚风格。(6)此外，还有82％的调查者认为电脑桌的走线位置设计不合理；而随着笔记本电脑越来越走向平民化，更多的大学生开始使用笔记本电脑，现有的电脑桌根本不能满足他们的需求，这些都是需要设计者解决的问题。

（7）我校几乎所有同学同学认为：在学生身体能够接触到的部分应该着重处理，进行抛光打磨，或者倒角光滑处理，避免磕碰等不必要的伤害。

（8）电脑桌是批量化生产的，没有考虑到由于性别差异造成的设计差异。

基于以上的问题，我们现在利用人机工程学设计电脑桌——适于大多数的。

大学生电脑桌设计分析

世界上没有两个完全一样的人，所以每个人的人体尺寸各不相同。人体的测量数据常以百分位数PK作为一指标。一个百分位数将群体或样本的全部测量值分为两部分，由K%的测量值小于它，有（100-K）%的测量值大于它。最常用的是P5，P50，P95三个。我们这里的电脑桌设计采用P50，是指大于和小于此人体尺寸的人各为50%。

大学生取下表的18-25岁的P50。（GB10000-88）

1.1电脑桌的高度设计

电脑桌的高度不当是引起电脑综合症的主要原因，太低则造成背部向前倾屈；太高则必须抬高肩部，引起颈肩的不适，理想的作业面高度应使上臂自然下垂，前臂接近水平或向下咯斜，避免小臂上举状况的发生。同时,电脑桌桌面的高度影响到显示器的摆放高度，进而影响到人眼的观察角度，从人机工程学角度分析，显示器的最佳摆放高度应是它的上沿不高于人坐姿时眼睛的水平视线，它的中心应在水平视线以下l0o～20o,比较合适。考虑人在屏幕时，一般视线与屏幕相垂直时比较舒服，还可以减少反光对眼睛的伤害，所以显示器一般后倾10o～15o。

现在大学生主要用的是14寸的笔记本电脑，它的高度大约是276mm，一般为了散热都装有散热器大约50mm，显示屏边缘高度共40mm。

计算公式: 桌面的高度+底座高度+(显示器面板高度／2)×cosl5o=坐姿眼高+小腿加足高+着装修正量一姿势修正量一视距×tanl5o 视距取710mm，显示器后倾的角度和眼睛观察显示器的角度均取l5o 经过计算得：男人桌高735mm，女人桌高645mm。

此可见，男性与女性电脑桌高度相差90mm学校提供的电脑桌为通用尺寸，这

是很不合理的。所以设计高度因性别而异。

1.2键盘托盘设计

1.21高度设计

操作键盘时的高度(即作业面的高度)是影响人体坐姿的重要因素。作业面高度不当是引起电脑综合症的主要原因，如太低，则背部过分前屈；如果太高，则必须抬高肩部，超过其松弛位置，引起肩部和颈部的不适。因此，一般情况下，使用键盘和鼠标时，小臂接近水平或略下斜。

计算公式

键盘托盘高度+键盘高度=坐姿肘高+小腿加足高+着装修正量一姿势修正量

键盘高度取25mm，坐姿时的坐高修正量为44mm，着装修正量为3mm。

男性适用

键盘托盘高度=261+417+3-44-25=612mm 女性适用

键盘托盘高度=249+384+3-44-25=567mm 此外，由国家标准GB／T 3326—97规定容膝空间高度应不小于580mm，净高应大于520mm。为了满足人体下肢活动的需要，桌下空间深度应不小于600mm，宽度应不小于520mm。因此，可取女性适用键盘高度为580mm，取男性适用键盘托盘高度为620mm。1.22键盘托盘进深

因为键盘托盘都是拖出来操作，当操作者使用键盘时，托盘被拉出的进深近似等于手腕休息区+键盘宽度=100mm+180mm=280mm，而在腕关节和键盘问应该留有100mm左右的手腕休息区.。考虑未拉出的部分为50mm，这样整个键盘托盘进深为280mm+50mm=330mm。1.23键盘托盘宽度

取目前市场上键盘宽度的大尺寸为480mm，鼠标挚的宽度一般为200mm，同时还应考虑到键盘和鼠标挚都不可能紧挨着托盘边缘放置，因此两边各自留出50mm的空余距离。所以托盘宽度=键盘宽度+鼠标垫宽度+空余出距离=480mm+200+100mm=780mm。

1.3电脑桌桌面深度设计

为了有合适的视距，电脑桌还应该有合理的深度。视距为710mm一760mm可以保护眼睛不受电子射线伤害。计算公式

桌面进深一显示器进深+托盘拉出进深+对手腕起支撑作用的前臂长=人眼与屏幕之问距离

计算得 男性

450mm 女性 474mm 1.4色彩设计

对于电脑桌的颜色，除了与使用者的喜好有关，还要保持与室内环境相协调，不但要满足人的生理需要，还要满足人的审美需要。但总的来说，电脑桌桌面的颜色不宜太过于鲜艳，这样容易让人产生视觉疲劳。以暗色调（如木质黄）为好。这个的设计还应和大学生宿舍环境相适宜。

1.5其他细节设计

在学生身体能够接触到的部分应该着重处理，进行抛光打磨，或者倒角光滑处理，避免磕碰等不必要的伤害。

另外，在使用键盘或鼠标时，手在进行运动时，最好给予支撑，在进行文字输入时最好有肘部的支撑，否则肘部悬空，需要耸肩用力，时间长了会使颈、肩、背、腰、手臂、手腕、手的肌肉疲劳与疼捅。所以应有支撑肘部托板，让双臂放置在身体两侧的支肘板上，可以使上身自然放松、缓解疲劳、减少疼痛。

增加书架等设施。

在设计是还要环保与经济综合考虑。

结语

大学生是祖国的未来设计师，他们的身心健康很重要。基于他们的人性化设计可以使他们事半功倍。我们现在使用的电脑桌是学校统一提供的，而适应性较差。

我们设计一个真正适合大学生使用的电脑桌很需要。

参考文献

陈漪;叶喜基于人体工程学的电脑桌设计

余肖红;费海玲;张亚池人体工程学与全方位电脑桌椅的设计 国家标准GB10000-88 曹云飞等基予人机工程学学生电脑桌设计

罗碧娟；张飞飞基于人机工程学的大学生电脑桌设计 楚杰；楚良海；邱晓利多媒体演示仪的人机安全设计 苏垣以人为本设计健康的桌面工作状态 李文彬建筑室内与家具设计人体工程学

第三篇：人机工程学

2012-2013年第一学期《人机工程学》科目论文

人机工程学论文

一、人机工程学工程是一门寻求人际环境和谐的科学

人机工程学综合利用工程技术、人体科学、环境科学、心理学的理论、方法和手段，研究人机硬件界面、软件界面设计、人与环境的界面设计、人的劳动（体力和脑力）规律，以及人机工程学的总体设计。可用于但不局限于以下领域：机电产品的人-机器界面设计、显示装置与控制装置设计；电子产品造型设计、仪器仪表设计、控制台设计；人的作业绩效管理，安全管理；化工与化学领域实验室、工作场所设施布局设计与运行管理；建筑设计与施工作业管理；以及帮助人们在各种作业与生活中保持健康、安全、舒适和高效的身体姿势。

二、人机工程学对生活的应用

人机工程学首先是对人体，机器，环境的各个方面进行单项研究，对这几个大方面了解透彻，再寻求最适合人类生活的设计方式，实现人机环境系统和谐。人机环境系统中的环境因素有作业环境，微气候，照明环境等。以下所述的就是几项生活中运用人机工程学的实例。

工作工具中的人机工程学

人们在生活和工作时，离不开座椅，特别是以坐姿进行工作的人，每天都有1/3以上的时间在与座椅打交道，因此座椅设计除了材料运用得当及造型大方美观以外，更重要的是要符合人机工程学设计原则。根据人类工效学原理，座椅的功能、尺度与人体生理特点密切相关。由于座椅的用途不同,对座椅的功能要求也各异。这些功能要求是人们工作和休息的重要条件。不恰当的功能、尺度会影响人们的工作效率和身体健康。好的座椅可以减轻人的劳动，使人感到心情愉快，而好的座椅得益于正确地使用人机工程学。

我们可以先分析人体静态测量时的尺寸（图1），对其作业时坐姿的调整范围进行估算，再根据实际要求对座椅进行设计。

图1

图2 图3

从人机工程学原理出发考虑，一个性能优良的座椅应当符合的基本要求如下：为人们提供一个舒适的坐姿，符合舒适坐姿的生理特性，减轻人们的肌肉酸痛和疲劳。以上图2中的座椅符合人机工程学，图3中的为普通座椅。图2中符合人机工程学的座椅的结构和尺寸设计使人们的脊柱形态接近于正常自然状态，可以减少腰椎的负荷以及腰背部肌肉的负荷，座椅的设计符合压力分布不均匀原则，让不宜承受重压的大腿等部微微高于可以承受重压的坐骨结节处，可以防止人们的疲劳发生。图3中的普通座椅坐垫为平面的，长时间的坐着会使人感到疼痛，而靠椅不是人们的脊柱形态的正常状态，会使靠在上面的人感到肌肉酸痛。综上，符合人机工程学原理的座椅比普通更加舒适。

手工工具中的人机工程学

手工工具例如钳子、简单等是人们在日常生活和某些特定的工作中经常要用到的一些工具。它们的主要的作用区域是手腕臂以及上肢部分，如果设计不当，给使用者带来的累计损伤疾病是十分严重的。通过应用人机工程学原理对手工工具的使用方式，使用状态以及造成累计损伤疾病原因的分析，一方面可以提高工作效率和质量，另一方面可以提高安全性，减少疲劳和压力，增加工作的满意度和改善生活的质量。

图4：符合人机工程学 图5：普通剪刀

在上图中左边的剪刀属于改进的人机工程学产品，它抬高了大拇指工作时的位置，使得大拇指的掌骨与腕骨之间的关节弯曲，减少了骨与骨之间的运动的摩擦，对保护手指关节是有利的，同时，它的下半部的施力处为一平面，这样也可以减少施力时手指部位的受力，对食指，中指，无名指也起到了保护作用。右图所示的剪刀是早期的样式。这种剪刀的手部作用空间比较打，除了大拇指的其余四只手指受力比较均匀，但是大拇指的受力比较明显。大拇指的远节指骨和中节指骨间的关节伸展，长时间地保持这一姿势对关节处的韧带不利。其次，受力部位由手指转移到了手掌内侧的部位，长时间作用或是高强度的作用都会对肌肉组织产生影响。

日常用品中的人机工程学

鞋子对于我们每个人都是不可或缺的东西，它的功能很多：作为代步工具，保护双脚,使其尽量不受运动损伤；可以搭配服饰,使我们更时尚前卫；对工人们来说,可以保护双脚不与地面摩擦而破损。鞋子的作用很多，但其中最为重要的就是穿在脚上时的舒适度。其次，还应该关注的就是鞋子的耐用程度。

鞋子不合脚会对身体造成如下的伤害：1.鞋子的能量缓冲作用弱；2.鞋子对足部的挤压与摩擦；3.令足部负重不合理。

因此在设计鞋子的时候应注意的要点：

1、理想的鞋跟高度在2-4厘米之间，最好不要超过6厘米。

2、鞋跟与足底凹陷处的弧度必须合脚，踝骨与脚尖不应该碰触到鞋子。前脚要有一定摆动的余地、而后跟不能摆动。

3、鞋的重量每增加1克，对足部造成的负担相当于在人的脊背上增加几十克的重量。因此，鞋子应尽可能轻巧。

4、由于走的路多了，鞋底的防滑花纹被磨损殆尽，变的滑或是进水。鞋底的花纹不仅要有防滑功能也要同时具备放磨损的作用。

5、鞋底要有适当的厚度

和软硬度，如果过软，鞋底不能支撑脚掌，易使人产生疲劳感。其实，鞋的舒适感除了来自合适的软硬度外，还取决于的鞋底的弯折部位，科学的弯折部位应位于脚前掌的跖趾关节处，这样才与行走时脚的弯折部位相符

6、脚后跟要有一定的支撑能力，由于人的骨骼、关节、韧带的影响，平衡及稳定能力的不同，鞋后帮如果太柔软，脚在鞋中得不到相应的支撑，会使脚左右摇摆，容易引起踝关节及韧带的损伤，还可能养成不良的走路姿势。

7、鞋面不能太软，如果鞋面（尤其是头部）太软，会难以抵抗硬物对脚趾的冲撞，加上我们可能会有走路有用脚踢东西玩的习惯，过软的鞋面既不结实，又不安全，就容易挫伤脚趾。

8、鞋垫应提高承托，加有后跟承托杯的鞋垫可以减低步行时后跟着地时之摆动，从而减低疲劳及减低创伤的机会。

图6 如图6所示的鞋子就符合人机工程学原理，考虑到双脚出汗，鞋子透气性和鞋子对双脚的保护作用等多方面因素。同时，鞋底也采用防滑和防磨材料，增强鞋子的耐用性，另外，承托也属于一个适中的范围。

三、人机工程学给予我的感悟

目前人机工程学的原理已经应用到很多工具中了，大大的提高了人们工作时的舒适性。人机工程学在各种工具（无论是座椅，手工工具，还是日常用品）的设计中，都有相当的应用，同时也趋于逐渐成熟的方向发展。利用人机工程学原理来进行各种生活工具的设计是社会发展的必然。符合人机工程学原理的人性化设计最实在，同时也是最前沿的潮流与趋势，是一种人文精神的体现，是人与工

具完美和谐的结合，使人性化的设计真正体现出对人的尊重与关怀。

一个符合人机工程学设计的产品可以让我们提高工作效率，完善工作环境，提高生活质量。因此，我觉得在未来很长一段时间内，社会在生产各种新产品的时候都会加大应用与人体工程学相关的设计知识来完善自己的产品。

第四篇：人机工程学

1、什么是人体测量学？

2、简述人体测量百分位数的概念，列举并解释设计中最常用的三种百分位数?

3、简要描绘出人体脊柱侧面曲线，列出四个生理弯曲；其中与坐姿舒适性直接相关的是哪部份？

4、你熟悉总体、样本、均值、标准差、适应域、百分位、百分位数的含义吗？

5、人体尺寸的应用原则主要掌握什么数据？

6、为何要进行人体测量尺寸的修正？

7、简述人体测量数据的选用原则。

8、试分析墙上挂画的最佳高度。

9、试分析剧场前后排座椅的高度差设计，如何取百分位？

10、试分析骑马姿势和普通坐姿有何不同。

1.填空题

⑴ 在人机系统中，按人接受信息的感觉通道不同，可将显示装置分为＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿。

⑵ 仪表显示装置按其认读特征分为＿＿＿和＿＿＿两大类。⑶ 听觉传示装置大体可以分为两类，一类是＿＿＿，另一类是＿＿＿。

⑷ 在布置视觉显示装置时，显示信息的表面应＿＿＿；如果条件不允许，显示器表面也可按＿＿＿的观察角布置。2．选择题

⑴仪表刻度盘的大小对仪表的认读速度和精度有很大影响。一般来说＿＿＿的刻度盘在认读准确性上没有本质差别。（A）17.5～70mm（B）35～70mm

（C）17.5～35mm

（D）70～125mm ⑵刻度标记的宽度一般以小刻度标记作为基准，其宽度以占刻度间距的＿＿＿为宜。（A）1/5～1/10

（B）1/2～1/5

（C）1/20～1/40

（D）1/5～1/20 ⑶作为警戒、禁止、停顿或指示不安全情况的信号灯，最好使用＿＿＿；提请注意的信号灯用＿＿＿；表示正常运行的倍号灯用＿＿＿？（A）红色，黄色，绿色

（B）黄色，红色，绿色

（C）绿色，红色，黄色

⑷设计言语传示装置时，其言语的清晰度必须在＿＿＿以上才能正确传示信息？（A）65%（B）75%（C）85%（D）96%3.问答题

⑴ 仪表刻度盘的形状有哪几种，其读数效果有何不同？ ⑴ 仪表的选择与布置的人机工程原则？ ⑵ 信号灯位置设计人机工程原则？ ⑶ 听觉传示装置的选择原理？

1、人机系统中（）是将人的信息传送给机器，用以调整、改变机器状态的装置。A.显示装置 B.操纵装置 C.报警装置 D.符号指示装置

2、结合设计案例，说明在设计中如何避免或减少人的静态施力。

3、对手机用户使用手机时的动作进行分析，也可以选择使用手机的某个功能来进行分析，比如接听电话的动作过程等。

4、在控制设计时，用户使用手套是设计中需要考虑的因素。请分析在设计中如何考虑用户使用手套的情形。

5、比较显示设计和控制设计的编码原则和方法。

6、鼠标的设汁是控制设计中常见的形式。观察你周围使用的鼠标，研究用户在使用鼠标时有什么不舒服或者疼痛，根据研究的结果改进鼠标设计。

7、论述手握式工具设计原则。

8、简述对于操纵与显示的相合性设计应该遵循的设计原则。

一、简答题：

1、人机工程学的英文名称如何表达？如何解释？

2、人机工程学的发展经历了哪些阶段？每个阶段有什么特点？

3、人机工程学的主要研究内容是什么？

4、人机工程学的主要研究方法有哪些？

二、思考题：

1、“人机关系”的含义，指生活中我们与使用的物品发生的相互关系。由此概念深入探究 “机”的所指：问：请大家说一下以下事例中的人和机都是什么？1)司机手握方向盘2)学生在教室中上课3)农民用锄头锄地4)妈妈在厨房做饭问：概括来讲这几个事例中人机关系的“机”代表什么呢？

2、请学生列举与他发生人机关系的事物，并拿其中的一个来分析。举例说明:椅子的使用人机关系：背部、臀部——缓解疲劳；腿、脚——支撑身体；与椅子的各个部发生人机关系。分析结果：人机关系是多方面的，只有产品的每个部分与人的肢体发生的人机关系都合理才是最好的设计！

3、由以下具体案例演示，回答人机关系最终实现什么目标？案例演示：用碗倒水（水洒出来）,显然这个倒水的工具不好用，如倒热水就更不安全,几乎任何一个目标都没有达到。问：平时如果我们想往这种水瓶中倒水会用什么工具呢？（提示：漏斗、水瓢等）现在没有这样快捷的工具可以帮我完成这个任务，同学们是否可以帮我把这个碗改造一下，让它可以变成更方便倒水的工具呢？组织实物改造比赛：请同学们做一次设计师，10分钟时间用工具和材料来改造碗。要求：a、画出设计图；b、以为人服务、以人为本为设计理念，尽量满足高效、健康、舒适、安全这四个目标；c、突破漏斗和水瓢的形态，作出更新型的设计。课后请大家想想怎样改进你刚刚设计的作品才能实现更合理的人机关系，如果想在设计中实现更合理的人机关系还要兼顾哪些问题？ 提示： a、我们设计出的产品适合什么人群使用呢？b、要设计成什么颜色的？c、如果是老人或小孩的话用起来是否方便呢？如果想让盲人也可以使用的话又要怎么设计呢？

第五篇：人机工程学

1人机工程学范围内的人体形态测量数据主要有两类，即人体构造尺寸和功能尺寸的测量数据。2测量的基准面？（1）矢状面（2）正中矢状面（3）冠状面（4）水平面（5）眼耳平面。

3产品尺寸设计分类：⑴Ⅰ型产品尺寸设计。例：汽车驾驶室的座椅、自行车座的位置、腰带和手表表带的长短、落地式或台式麦克风的话筒高度。⑵Ⅱ型产品尺寸设计。又分ⅡA型产品尺寸设计（大尺寸设计）和ⅡB型产品尺寸设计（小尺寸设计）。ⅡA型产品尺寸设计的例子：床的长度和宽度、防护栏杆的高度、热水瓶把手孔圈大小、礼堂座位的宽度、屏风的高度。ⅡB型产品尺寸设计的例子：防护栏干的间距、电风扇罩子的间距、浴室里上层衣柜的高度、阅览室上层书架的高度、读报栏高度的上限、公共汽车上踏步的高度。⑶Ⅲ型产品尺寸设计 例：一般门上的把手、门上锁孔离地面的高度、大多数文具的尺寸、公共场所休闲椅凳的高度等。

4产品功能尺寸是指为确保实现产品某一功能而在设计时规定的产品尺寸。5视角是确定被看物尺寸范围的两端点光线射入眼球的相交角度。

6视距是指人在操作系统中正常的观察距离；一般操作的视距范围在38—76cm之间。

7暗适应？当人从亮处进入暗处时，刚开始看不清物体，而需要经过一段适应的时间后，才能看清物体，这种适应过程称为暗适应；暗适应过程大约需30min左右才能趋于完成。

8听觉刺激？对于人来说，只有频率为20~20000Hz的振动，才能产生声音的感觉。9反应时间又称为反应潜伏期，它是指刺激和反应的时间间距。10影响运动的主要因素？运动时间、运动类型、运动方向、操作方式。

11刺激？（1）外在物理性刺激，在生活中随处存在，可以通过人的感觉器官而感受到（2）内在刺激时不依赖于身体外表感觉器官而产生的刺激。

12形象记忆、听觉记忆与动作记忆。所谓“百闻不如一见”，“看十遍不如做一遍”，这体现了实践对记忆的重要影响。在安全工作中，单纯背诵安全操作规程、安全生产条例的效果远不如熟练掌握，即依靠动作操练来记忆其内容更为理想。13思维的基本过程？分析、综合、比较、抽象和概括。

14逻辑思维？抽象的推理性思维。逻辑思维的思维方式导致人的思维的教条化，影响人们创造性的发挥，但逻辑思维又是创造性的基础，缺乏逻辑常识的人很难得出合乎物理规律性结果；因此，在提倡创造性思维时，千万不可反对逻辑思维。15人机信息三种方式：视觉显示、听觉显示、触觉显示。

16仪表显示种类？按功能可分为读数用仪表、检查用仪表、追踪用仪表和调节用仪表等；按结构形式可分为指针运动式仪表、指针固定式仪表和数字式仪表等。

17仪表的形式？垂直形、水平形、半圆形、圆形、开窗形。

18人眼的观察效率？以左上方为最优，其次是右上方、左下方，而以右下方为最差，仪表应按其重要程度和使用频率的要求分别布置在观察效率不同的方位上。

19角笛的声音又吼声和尖叫声两种；长用做高噪声环境中的报警装置。

汽笛声频率高，声强也高，适合用于紧急事态的音响报警装置。

20位置编码？利用安装位置的不同来区分操纵器。如将操纵器设在某一位置上表示系统某种功能的类型，并实现标准化，则操纵者可不必注视操作对象，而能很容易地识别操纵器并正确的进行操作。常用与脚踏板编码。21人体不同坐姿的消耗？仰卧100；坐姿103~105；立姿108~110；跪姿130~140；弯腰150~160.22作业动作的类型？（1）定位动作（2）逐次动作（3）重复动作（4）连续动作（5）调整动作 23作业岗位的分类？按姿势分为坐姿岗位、立姿岗位和坐、立姿交替岗位。24影响热环境条件的主要因素？气温、气湿、气流和热辐射。25作业场所的光环境有天然采光和人工照明。

26噪声对机体的其他影响？噪声在90dB以下，对人的生理作用不明显。90dB以上的噪声，对神经系统、心血管系统等有明显的影响。

27振动对人体的影响？主要取决于振动的强度，而振动强度一般是用加速度有效值来计量的。除了振动强度外，还有两个十分重要的因素。其一是振动频率，实验证明，人对4~8Hz的振动感觉最敏感，频率高于8Hz，或低于4Hz，敏感性就逐渐减弱。其二，对于同强度、同频率的振动来说，振动的影响还同振动的暴露时间有关。

28人的失误内在因素？生理能力：体力、体格尺度、耐受力，有否残疾、疾病、饥渴；心理能力：反应速度、信息的负荷能力、作业危险性、单调性、信息传递率、感觉敏度；个人素质：训练程度、经验多少、熟练程度、个性、动机、应变能力、文化水平、技术能力、修正能力、责任心。

29人机系统的评价方法？实验法、模拟装置法和实际运行测定法。

问答：1视觉特征？（1）眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲劳；一般先看到水平方向的物体，后看到垂 1

直方向的物体（2）视线的变化习惯于从左到右，从上到下河顺时针方向运动（3）人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向尺寸和比例的估计要准确得多，因而水平式仪表的误读率比垂直式仪表的误读率低（4）当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相等的情况下，人眼对左上限的观察最优，依次为右上限，左下限，而右下限最差（5）两眼的运动总是协调的、同步的，在正常情况不可能一只眼睛转动而另一只眼睛不动；在一般操作中，不可能一只眼睛视物，而另一只眼睛不视物（6）人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受（7）颜色对比与人眼变色能力有一定关系。2知觉的基本特征？（1)整体性（2）选择性（3）理解性（4）恒常性（5）错觉

3思维的基本特征？（1）思维的间接性（2）思维的概括性（3）思维与语言具有不可分性。

4仪表的标数原则？（1）通常，最小刻度不标数，最大刻度必须标数（2）指针运动式仪表标数的数码应当垂直，表面运动的仪表数码应当按圆形排列（3）若仪表表面的空间足够大，则数码应标在刻度记号外侧，以避免它被指针挡住‘若表面空间有限，应将数码标在刻度内侧，以扩大刻度间距（4）开窗式仪表窗口的大小至少应能显示被指示数字及其上下两侧的两个数，以便观察指示运动的方向和趋势（5）对于表面运动的小开窗仪表，其数码应按顺时针排列（6）对于圆形仪表，不论表面运动式或指针运动式，均应使数码按顺时针方向依次增大（7）不做多圈使用的圆形仪表，最好在刻度全程的头和尾之间断开，其首尾的间距以相当于一个大刻度间距为宜。

5听觉信息传示装置使用目的和使用条件具体内容？（1）为提高听觉信号传递效率，在有噪声的工作场所，须选用声频与噪声频率相差较远的声音作为听觉信号，以削弱噪声对信号的掩蔽作用（2）使用两个或两个以上听觉信号时，信号之间应有明显的差异；而对某一种信号在所有时间内应代表同样的信息意义，以提高人的听觉反应速度（3）应使用间断或变化信号，避免使用连续稳态信号，以免人耳产生听觉适应性（4）要求远传或绕过障碍物的信号，应选用大功率低频信号，以提高传示效果（5）对危险信号，至少应在两个声学参数上与其他声信号或噪声相区别；而且危险信号的持续时间应与危险存在时间一致。

6手握式工具设计原则？（1）必须有效地实现预定的功能（2）必须与操作者身体成适当比例，使操纵作者发挥最大效率（3）必须按照作业者的力度和作业能力设计，所以要适当地考虑到性别、训练程度和身体素质上的差异（4）工具要求的作业姿势不能引起过度疲劳。

8作业面高度的确定应遵循的原则？（1）如果作业面高度可调节，则必须将高度调节至适合操作者身体尺度及个人喜好的位置（2）应使臂部自然下垂，处于合适的放松状态，小臂一般应接近水平状态或略下斜；任何场合都不应使小臂上举过久（3）不应使脊椎过渡屈曲（4）若在同一作业面内完成不同性质的作业，则作业面高度应可调节。

9设计的基本原则？（1）合理的照度平均水平，同一环境中，亮度和照度不应过高或过低，也不要过于一致而产生调感（2）光线的方向和扩散要合理，避免产生干扰阴影，但可保留必要阴影，使物体有立体感（3）不让光线直接照射眼睛，避免产生眩光，而应让光源光线照射物体或物体的附近，只让反射光线进入眼睛，以防止晃眼（4）光源光色要合理，光源光谱要有再现各种颜色的特征（5）让照明和色相协调，使气氛令人满意，这称为照明环境设计没的思考（6）创造理想的照明环境不能忽视经济条件的制约，因而必须考虑成本。

10与材料有关的准则？（1）少用短缺或稀有的原材料多用废料，余料或回收材料作为原材料，尽量寻找短缺或稀有原材料的代用材料，提高产品的可靠性或使用寿命。（2）尽量减少产品中的材料种类，以利于产品废弃后的有效回收。（3）尽量采用相容性好的材料，不采用难以回收或无法回收的材料。(4)尽量少用或不用有毒有害的原材料。

设计题：

（一）一般工作场所座椅：1座椅设计要点（1）工作座椅的结构型式应尽可能与坐姿工作的各种操作活动要求相适应，应能使操作者在工作过程中保持身体舒适、稳定并能进行准确得控制和操作（2）工作座椅的座高和腰靠高必须是可调节的（3）工作座椅可调节部分的结构构造，必须易于调节，必须保证在椅子使用过程中不会改变已调节好的位置并不得松动（4）工作座椅各零部件的外露部分不得有易伤人的尖角锐边，各部结构不得存在可能造成挤压、剪钳伤人的部位（5）无论操作者坐在座椅前部、中不还是往后靠，工作座椅坐面和腰靠结构均应使其感到安全、舒适（6）工作座椅腰靠结构应具有一定的弹性和足够的刚性（7）工作座椅一般不设扶手（8）工作座椅的结构材料和装饰材料应耐用、阻燃、无毒。2工作座椅必须具有的主要构件：坐面、腰靠、支架。3座椅主要参数：座高360~480mm；座宽370~420mm，推荐值400mm；座深360~390mm，推荐值380mm；腰靠长320~340mm，推荐值330mm；腰靠宽200~300mm，推荐值250mm；腰靠厚35~50mm，推荐值40mm；腰靠高165~210mm；腰靠圆弧半径400~700mm，推荐值550mm；倾覆半径195mm；坐面倾角0°~5°，推荐值3°~4°；腰靠倾角95°~115°，推荐值110°。

（二）办公室座椅设计基本尺寸：坐面高370~400mm，坐面倾角2°~5°，上身支撑角约110°；工作时以靠背为中心，与一般作业场所座椅最显著的不同之处是，靠背点以上的靠背弯曲圆弧在人体后倾稍时休息时，能起支撑的作用。该类型的椅子也可以作为会议室用椅。

（三）座椅设计新观念 1动态座椅2前倾式座椅3膝靠式座椅。