我校课桌椅的安全人机工程评价与改进设计

第一篇：我校课桌椅的安全人机工程评价与改进设计

摘 要 : 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。关 键 词 : 高校课桌椅 人体尺寸 人性化设计 设计参数

Abstrct ： Using the theory of human-computer engineering and method, in order to “safe, comfortable, efficient and healthy" principle, according to the design psychology, statistics, and so on knowledge, the use of desks and chairs in colleges and universities present situation and the main problems in the design of the deposit were analyzed, and the young college students the group using the questionnaire survey and the human body size measurement, design the desks and chairs for young college students' physiological and psychological effect were analyzed, and finally from the design parameters, material and structure, the color is introduced from three aspects of the desk chair humanized design.Keyword: The desks and chairs Body dimension Humanized design Design parameters

目录

0.前 言：....................................................................................................................................1 1 发展历史..................................................................................................................................1

1.1 研究意义......................................................................................................................1 2 我校课桌椅现状调查分析......................................................................................................2

2.1 高校课桌椅体系的概念..............................................................................................2 2.2 主要存在问题:.............................................................................................................2 2.3 现有桌椅的功能尺寸测量..........................................................................................3 3 安全人机工程学对现有课桌椅的评价..................................................................................4 4 高校课桌椅设计依据..............................................................................................................4

4.1 高校桌椅设计的人体尺寸依据..................................................................................4 4.2 高校桌椅使用人群的生理状况..................................................................................5

4.2.1 感觉系统..........................................................................................................5 4.2.2 神经系统..........................................................................................................6 4.2.3 运动系统..........................................................................................................6 针对现有课桌椅出现的问题的具体措施与方法..................................................................6

5.1 座椅高度设计..............................................................................................................6 5.2 座面倾角设计..............................................................................................................7 5.3 座椅靠背设计..............................................................................................................8 5.4 座椅扶手设计..............................................................................................................8 5.5 桌面高度设计..............................................................................................................8 5.6 桌下抽屉与净空高设计..............................................................................................9 5.7 桌椅的水平间距设计..................................................................................................9 5.8 课桌椅色彩设计........................................................................................................10 5.9 新设计的桌椅............................................................................................................10 6 总结........................................................................................................................................11 7 参考文献................................................................................................................................11

0前 言

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，发现高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。发展历史

我国学生的课桌椅大体沿袭着西方学校的课桌椅的发展轨迹。从构成的材质和发展历史看，两者并无明显不同，都经历了杂木制造（第一代）——钢木合（第二代）——硬塑替代阶段。从外形看，由单一的形态逐渐过渡到升降式、连式等更符合人体工学的多种形态。而且，随着青少年身高、体重的变化。国外都存在课桌椅标准再修订的问题，但也有不同，主要体现于课桌椅的摆放问题，相对国内的普遍整齐划一，国外学生课桌椅的摆放则灵活多样。我国教育事业从开办有规模的学校算起，已有100多年历史，学生用的课桌椅一直延续采用传统的杂木制造。改革开放后的80年代初，大城市的少数木制品厂学习国外经验，从采用钢木合一制造家具开始，然后采用同样方法生产我国第二代校用学生课桌椅，代替了部分木制品。钢木课桌椅虽然经过20多年的发展，已采用机械法生产，但因会松钉、易生锈、使用寿命短等多方面弊病，目前还不能完全替代第一代课桌椅。而在中西部大部分地区的农村学校，学生仍大多在使用杂木制造的第一代课桌椅。而多年使用的事实也证明，钢木制造的学生课桌椅的品质并不比被教育界公认的第一代木制课桌椅好多少，所以开发时间虽已持续二十多年，发展速度却十分缓慢，目前也还只能作为过渡产品，代替部分木制品。科技发展日新月异，国外发达国家的高楼大厦的门窗采用的原料已走过“木—铁—铝合金”三个阶段，10多年前已开始全部进入以硬塑代替铝合金时期。未来的课桌椅不仅可以调节高度，还有种连式课桌椅，由可调高度的课桌、课椅和可调节距离的连接板组成，它解决了现有中、小学生课桌椅不能调节桌高、椅高、桌椅距离的问题，适用于各个年龄档次、各种体形的学生使用，可针对每个学生的个体情况调节至完全符合课桌椅卫生标准的状态。

1.1 研究意义

（1）通过查阅文献资料，发现目前国内还没有专门针对高校大学生使用的课桌椅系统进行深入的人机工程学研究，大多只是从一般性、概括性角度论述桌椅设计的文章，如桌椅舒适性研究、家具的人机工程学研究等。因此，在这个背景下，本课题结合国内高校的现实情况，尤其是对产品使用者——高校大学生群体进行生理和心理研究，来填补国内在这一领域的空白，具有比较重要的学术价值。（2）高等学校进一步扩大招生规模的决策出台后，全国普通高校招生人数和在校人数明显上升。国家将增加对高教的投入，高校后勤社会化改革也在逐步深入，高校硬件建设应该上一个新的台阶。而高校课桌椅作为和大学生息息相关的硬件设施，其设计科学合理显得尤为波切，这是研究本课题的社会意义。综上所述：为了提高高校大学生的学习质量，减少设计不合理的课桌椅给学生健康带来的损害，文章将从实际出发，以人为本，针对高校大学生合理选择人体样本，进行调查和实测，对测量的数据开展统计分析等研究工作，制定出符合实际的高校大学生人体尺寸标准，并进一步全面分析高校大学生对于课桌椅设计的生理、心理需求，在此基础上对高校课桌椅的人性化设计提出一套全面科学的设计准则。我校课桌椅现状调查分析 2.1 高校课桌椅体系的概念

首先，需要明确的是高校课桌椅体系的概念：对不同课程来说，课桌椅的功能和用途存在着区别，从而形成了多品种的课桌椅系列，课桌椅体系正是源于这种品种的差异。根据学校课程的用途课桌椅大致可以分为以下：课本教学、劳作教学、手工教学、美术教学、多媒体教学、音乐教学、实验教学、计算机教学等。

根据国家标准GB/T3976-2002《学校课桌椅功能尺寸》规定，高校院校课桌椅产品包含两个品种，即固定式课桌椅和非固定式课桌和课椅。

因此，结合我国高校教育现状，根据课桌椅的常用形式，选取普通教室课本教学用（非固定）课桌椅系列和多媒体阶梯教室用（固定）课桌椅系列两种课桌椅类型来研究。见图2—1图2—2。

图2—1我校普通教室非固定桌椅

图2—2我校多媒体固定桌椅

2.2 主要存在问题:（1）课桌下部空间狭小，伸不开腿；课桌太窄，无法摆放课本和文具；座面倾角过大，坐着不舒服；座椅之间间距过小，不方便出入问题。

（2）课桌椅高度无法进行高度调节的问题。（3）课桌椅色彩单

一、造型呆板、的问题。（4）现有课桌椅存在众多人机问题，对人体腰部、颈部、肩部、背部造成伤害。现有课桌椅用材浪费不环保，不物美价廉、经济适用。

2.3 现有桌椅的功能尺寸测量

根据国家标准GB/T3976-2002《学校课桌椅功能尺寸》的规定，结合本课题的需要，最终确定高等院校课桌椅的主要功能尺寸参数包括14项数据，其测量说明及测量结果如下：

桌面高（h1）：从地面到桌面前缘最高点的垂直距离； 桌下净空高（h2）：从地面到桌面的前缘底部的垂直距离；

桌面深（t1）：桌面后缘到前缘的水平距离；桌面宽（b1）：桌面的水平宽度； 座面高（h4）：从地面到椅座面前缘最高点的垂直距离； 座面深（t4）：椅座后缘到前缘顶点的水平距离；

座面倾角a：椅座面水平面的夹角；靠背倾角β：桌面与水平面的夹角。

另外，还包括靠背点距座面高、靠背下缘距座面高（h5）、靠背上缘距座面高（h6）、桌椅高差（h1—h4）、桌椅水平距离（l）等设计参数，如图2—2所示

图2—2 桌椅各数据测量示意图

表2—1 我校桌椅的功能尺寸的实际测量结果 单位mm 功能尺寸

桌面高（h1）桌下净空高（h2）桌面深（t1）桌面宽（b1）座面高（h4）座面深（t4）座面宽（b3）座面倾角（a）靠背倾角（β）

靠背点距座面高（？）靠背下缘距座面高（h5）靠背上缘距座面高（h6）桌椅面高差（h1—h4）桌椅水平距离（l）

固定式桌椅 770±5 577±5 370±7 1030±5 425±4 410±5 430±6 10 16 248±5 75±5 506±5 345±4 20±4

非固定式石桌椅 785±5 585±5 398±7 1200±5 450±4 415±7 395±5 11 12 — 206±4 408±4 335±8 — 3 安全人机工程学对现有课桌椅的评价

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，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“高效”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。高校课桌椅设计依据

4.1 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《中国成年人人体尺寸》身高百分位数据

[2]

单位mm 男（18—25岁）P1 P5 P10 P50

P90

P95

P99

女（18—25岁）P1

P5

P10

P50

P90

P95

P99

1554 1591 1611 1686 1764 1789 1830 1457 1494 1512 1580 1647 1667 1709

图4—1人体各项数据示意图

4.2 高校桌椅使用人群的生理状况 4.2.1 感觉系统

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3—2为静视野在水平、铅垂两个方向上的最佳值。

图3—3为人眼在垂直面的视野范围，在垂直面的最大视野范围大约为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。

[1]

[1]

图4—2人体静视野范围 图4—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380~760mm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。

4.2.2 神经系统

神经系统是人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。

4.2.3 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。针对现有课桌椅出现的问题的具体措施与方法 5.1 座椅高度设计

适宜的座椅高度应该使就坐者接近于水平、小腿自然垂直，脚掌平放在地面上，这时小腿在地面获得支撑，可降低大腿的体压及背肌紧张，轻松实现上身平衡稳定。故座面不能过高，否则矮身体的人小腿悬空时，使大腿底部柔软肌肉受椅面前缘的压迫，长时间这样坐，则使腿部血液循环受阻，产生麻木肿胀感；且座面也不能过低，否则高身材的人座时骨盆后倾，正常腰椎曲线被拉直，增加背部肌肉负荷，易产生腰酸背痛，如图4—1所示

图5—1座面过高或过低示意图

高校座椅高度的设计属于男女通用产品尺寸设计问题，只要保证身材矮小者双脚获得支持，达到上身平稳稳定，则对身材高达者一定没问题。查阅文献资料，得到身高及人体坐姿相关尺寸的统计结果P10女=385mm，加上穿鞋修正量（+20mm）和穿裤修正量（—6mm），得到座高数值约为400mm。因此，座椅高度尺寸以400mm—420mm为宜。又因为P10男=420mm，以及引入穿衣修正量（+20mm），两者相差40mm，因此为了增加座椅高度的满意度，可以适当提高座椅高度，因为座椅和桌子高度固定，可以为矮个女生设计一个脚垫。

5.2 座面倾角设计

图5—2参考文献数据资料

由于大学生在听课过程中，身体要长时间持续的前倾读写，上自习时更是长期保持前倾伏案姿势。若座面前缘是凸翘起的，即倾角a为正值，那大腿接近腘窝处都会受到让人感觉不适的很大的体压，并且腹部也会感到不良挤压。根据查阅有关文献资料，前倾坐姿时，座面倾角是负值、大腿与上身角度大于90度时，椅面的体压分布相对合理。计算的arctanα=arc（4/45）=50

所以根据大学生前倾坐姿的需要，得到高校座椅的座面倾角应设计为负值，一般为-5度。5.3 座椅靠背设计

高校大学生在上课或学习的过程中，除去前倾伏案读写的姿势，就是后仰看听说的姿势。后倾时，靠背可以使躯干得到支撑，承受一定的符合，减轻对臀部、腰椎和下肢血液循环的压力，身体的后仰支撑还可以保持一个良好的视界，学生不必仰起头来看黑板或屏幕，减轻了颈椎的不适。平时我们认为坐着舒服，这只是对脚而言的，其实要不却一直处于不合理的状态，所以座椅靠背在腰部必须有支撑。查阅资料得到表5—1，为日本人机工程学者小原二郎等人设计的四种靠背椅形式及适用条件。对于大学生使用的座椅，其靠背的功能设计要点在于维持脊柱的良好形态，要避免腰椎的严重后凸。因此，座椅靠背需要基本满足腰部支持，使靠背的凸出压入腰凹之内，以保证腰部得到充分的支持。

表5—1四种座椅靠背形式及其适用条件

名称 支撑特性 支撑中心位置

靠背倾角 座面倾角 适用条件

低靠背 中靠背 高靠背 全靠背 1点支撑 1点支撑 2点支撑 3点支撑

第三四腰椎 第八胸椎骨 肩胛骨下部 高靠背的2点支撑再加头枕

90度 105度 115度 127度

0度 4~8度 10~15度 15~25度

工作椅 办公椅 部分休息椅 安乐椅等

据资料显示，我国成年人腰椎部中心位置约在座位上230—260mm处，靠背点距离座面尺寸为230—260mm较适宜，即靠背点高度，应比国家标准略微高些。根据上表数据与测得的各项数据显示，学生用椅的靠背倾角β：

。—arctan =180—。（23/3.2）。=98.6∈[95,105]

π-arctan180arc—（2.97）98.5。95，115所以座椅靠背倾角选择95~105度，属于工作椅和办公椅之间。

5.4 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=284.0mm，P50女=275mm，姿势修正量为—44mm，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230mm。

5.5 桌面高度设计

设计桌面高度时，可以从两个方面加以考虑：一是当座椅高度未定时，通常是以群体坐姿肘高的上限数来设计，这样的设计可使手臂肘部得到依靠，减少学生书写时的疲劳：二是当座椅高度一定时，桌面下缘至座椅面的距离，应以群体坐姿大腿厚的上限值来设计，并考虑使膝部有一定的上下活动的余地。而桌面上缘的空间则考虑学生放书包、书籍用。

由于桌子是坐着使用的，所以确定桌面高的正确方法是座高加上合理的桌面椅面高度差，即桌高=座高+桌椅高度差

高校桌面高度设计以坐姿肘高为尺寸依据，选取男生90百分位作为上限值，查阅的P90男=307mm，再适合附加穿衣修正量—6mm，则桌椅高度差约为300mm时，桌高在700mm—720mm内比较适宜，同样满足国家标准中桌椅高差h1—h4=320mm。图5—3为国家标准GB/T3326—1997男女通用的中等尺寸的办公桌椅要求，与高校桌椅最佳尺寸相符。

图5—3桌椅新数据示意图

另外，针对于阶梯教室的固定式桌椅的高度差数值仅为190±10mm，这是完全不合理的。由于座椅与后排桌前前侧一体化，然而在设计两者高度差的时候未考虑阶梯教室的地面的高度差及台阶的高度，以至于造成学生就坐的座面和伏案的座面的高差减小，腿部活动空间受限。所以，对于阶梯教室的固定一体化桌椅，为了保证大学生合理的坐姿空间，其后侧桌的高度=桌椅高度差（300mm）+台阶高度。

5.6 桌下抽屉与净空高设计

由于桌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700mm—720mm，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

5.7 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，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160—200mm为宜。

5.8 课桌椅色彩设计

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。

[5]5.9 新设计的桌椅

新设计桌椅见附图1，新设计桌椅功能尺寸见表5—2，单位：mm

表5—2高校新设计桌椅功能尺寸 单位mm 功能尺寸 桌面高 桌下净空高 桌面深 座面高 座面深 座椅扶手高 座面宽 座面倾角 靠背倾角 靠背点距座面高 靠背下缘距座面高 靠背上缘距座面高

桌椅高差 桌椅水平距离

普通教室非固定 700~720 600 400 400~420 400 230±20 500-5度 95~100度 230~260 125~200 350~400 300 —

多媒体教室固定 700~720 600 400 400~420 400 — 400 0度 95~100度 230~260 125~200 350~400 300 160~200 6 总结

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；然后对旧的国家标准GB10000—88《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。参考文献

[1]GB/T3976—2002《学校课桌椅功能尺寸》[M]，北京，中国标准出版社，2002 [2]GB10000—88《中国成年人人体尺寸》[M]，北京，中国标准出版社，1989 [3]张力,廖可兵编著.安全人机工程学[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2002.6 [4] 汪安圣，心理学及其在工业中的应用[M]，机械工业出版社，1987 [5] 黄国松，色彩设计学[M]，北京，中国纺织出版社，2001 附图1

第二篇：人机工程作业---设计改进案例

垃圾桶的改进设计

设计让生活更美好------

人机工程作业

课题：垃圾桶的改进设计

姓名：

学号：

指导老师：

时间：2013.12.10

垃圾桶的改进设计

设计让生活更美好------

垃圾桶的改进设计

设计让生活更美好------设计，让生活更美好

———垃圾桶的改进设计

我们生活在一个人类创造出来的世界里，每天的衣食住行睡，吃喝拉撒用，无不是在设计的基础之上。设计的合理，我们心情愉悦省时省力还省心，设计不符合人机工程学原理，那么我们只有惆怅的份儿了。从“以人为本”的角度考虑，足见设计符合一个符合人机工程学的世界是多么的重要！

然而理想的社会中的社会理想并不一定都会实现，我们的生活中就有数不清的缺乏创意甚至是缺乏生活常识的设计。先讲一下学校里的事情：

1）餐厅的托盘，这个每天都要与我打三次交道的家伙，每天都已湿漉漉的状态出现，虽然这足以使我相信，它是被洗过的，但当我面对它时，总会想起它的水滴是有油腻的。2）又比如，学校的小路，并不是每一个大学生都有简单惬意的生活，为了考试他们不得不跑，在教学楼群与环楼群的路之间，出现了“一步迈两格太大，一步一格又太小”的奇葩石板路，而且不止在华侨大学，在几个不同的学校里，我都感受过它的存在。3）说起路，不得不提餐厅和刺桐苑相连的地方修的这几步台阶，我不得不说，这是个失败透顶的设计，从它旁边被走出的新路和被车子轧死的花木来看，设计不合理妄图以人的高素质来弥补这简直是做梦。4）还有，有谁能告诉我，洗澡的喷头每次都对准了浴室门下端唯一的小百叶窗喷水，到底是不是预先设计好的。

垃圾桶的改进设计

设计让生活更美好------

然后再来数点一下社会上的不合理设计：

1）为什么衣服标签要缝在脖领处，还缝那么牢，手撕得都很难，这已经超出脖子很难受的范围，我的心也难受。这是个世界性的难题，但我似乎从来没发现创造这个难题的目的是什么？ 2）对于一个不上网会死的我来说，每次登陆一些私人账户被要求输入账号密码已经感觉无力的情况下，还要输一堆根本就看不清楚的验证码是几个意思，这根本不符合正常人类认识世界改造自然的马克思主义观。3）可乐瓶，有时不只是可乐瓶才会有这个问题，一些蜂蜜果酱的瓶子也是这样，瓶盖拧不开。为了密封效果而将其设计的难打开可以理解，但至少要提供几款可操作方案，不可能让每个爱喝可怜的女生都带着男朋友上街吧，当然带着锤子吃蜂蜜也不雅。4）USB接口，有时把插口对准孔插过去，进不去，换个角度仍然不行，然后„„然后再换个角度，恭喜自己，成功了。这或许是说明，USB接口是

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虽然这些设计不合人们的感受但它们多数已经成为主流，我们不喜欢，不习惯，也讲究着过了那么多年。有的甚至上升为行业标准，比如USB接口。但并不是接受的东西就可以不求改变，不在创新。当人们发现新的更符合应用习惯的新的设计时，人民很容易抛弃旧的产品，再大的市场份额也无所谓潮流，如诺基亚 2

垃圾桶的改进设计

设计让生活更美好------曾经是手机里的领导者，但3G智能时代到来时，固守所谓的“商务机”理念，最终会失去抢占市场的先机，但幡然悔悟，早已大势已去。

世界著名作家、大思想家斯宾塞.约翰逊曾经说过“唯一不变的是变化本身”，不符合人机体验的产品如果不去变革自身就要被淘汰。人类设计是进步的社会，产品的功能在过去和现在会遵从不同的功能，如手机，如果现在仍将其定位为短信电话工具，无疑这家公司会死去，这种不变的产品理念早应该死去。同样当我们脱离了温饱的低级层次，开始追求精神层面的更高的品质生活时，一些常规的产品也需要有些设计的创新和改变，才能更符合人们的生活需要。比如，垃圾筒：

无论垃圾桶的功能怎样变化，造型多么奇特，想到垃圾桶我们的第一反应是要丢垃圾的。这种联想就像是厕所是不洁净的一样直接。（今年清明节期间去往福建漳州的天福茶博物院喝茶，看到其老总为了证明其厕所的百分之百干净，在厕所宴请宾客的照片，感动震惊！勇气可嘉，听说此事当年在全国还刮起了一股洁厕**。）

华侨大学的校园里有几类垃圾筒，但不管按什么标准分类，也不过是绿色、蓝色，有盖、无盖，圆形、方形，里面有垃圾袋无垃圾袋值差。3

垃圾桶的改进设计

设计让生活更美好------

如今的垃圾筒在高度尺寸的设计上已经基本做到合理，生产厂家根据不同的消费市场将客户分类，如在校园内，我们不需要弯腰或者抬臂就可以将垃圾丢进桶内，如图A=100cm。

但是有盖和无盖两类垃圾桶的区别就是，无盖的一种可以让我们轻松将垃圾丢进，但有盖子的需要我们先把盖子顶开才可以，除非我们丢进筒的是几公斤重的物体，不过相信，那么大的垃圾也不太需要入筒，还是无盖的比较方便。但无盖的垃圾筒方便了人民的同时，也方便了老鼠，苍蝇，蚊子等经常传播疾病的有害生物。卫生方面考虑还是有盖的更实用。

正如之前分析，有盖的一种是我们宿舍等公共生活区常见的一类垃圾桶，分布较广。但由于丢垃圾时会有用手去触碰垃圾桶盖的不洁净体验却让我们反感，有时我们可以借助所要丢弃的垃圾完成掀开桶盖的动作，但一旦一次动作不成功，或者将垃圾丢在了外面，需要重复前一动作时，我们就很可能放弃。此时素质的高低又称为检验设计合理度的唯一标准。我们怎样才能既保证密封作用，又能使我们丢垃圾时不用直接用手接触肮脏的桶盖呢？

方案一：脚踏垃圾桶。脚踏式垃圾桶也是应用较广的一类，但其仍然不能成为主流，其缺点是显而易见的，其结构一般为脚踏式外壳和内置垃圾桶组成，外壳由于容易积累灰尘其不易清洗而饱受诟病，再者，其机械式传动结构无法保证

垃圾桶的改进设计

设计让生活更美好------其功能结构的长久。但此结构却解放了双手，无论如何我们心里都会接受，让脚去代替手来做脏活累活的，更何况是用脚底呢。

方案二：侧开式垃圾桶。其实这种垃圾桶并不能改变其不能密封的问题，而且在一定程度上减少了垃圾桶的容量，也不太适合人们的抛物体验。我们垂直丢物要比从侧面抛物更加容易。

垃圾桶的改进设计

设计让生活更美好------针对以上两种方案讨论，我做出以下的设计改进：

结合脚踏式垃圾桶以脚代替手来翻转桶盖免去不洁体验和侧开式垃圾筒从侧面抛物的特点，利用脚踏式垃圾桶的思路，我们可以设计通过用脚施力将垃圾筒身倾斜来完成开启桶盖，然后在动作完成后，让筒身通过其自身重力回复原来与垃圾筒的固定盖子密封的状态。

其筒身自为一体，基座和筒盖合为一体，同时为了使筒身清洗时更加方便，其筒盖与筒身采用杆状支架连接，支架中间设置可使筒身让其大角度转动的轴心。筒盖和基座靠近筒身的一侧设计为弧形确保筒身的自由旋转。

垃圾桶的改进设计

设计让生活更美好------

垃圾桶的改进设计

设计让生活更美好------特点：

1、平时密封建设害虫的滋生。

2、可以用脚完成开启筒盖的动作。减少不洁体验。

3、使用完毕，依靠自身重力完成回复闭合。

4、支架式筒身支撑，方便清洗。

第三篇：专业教室课桌椅设计及人机分析

专业教室课桌椅设计及人机分析

摘要

运用人机工程学的知识，探讨设计艺术学院教室中的设施（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，然后分析现用教室存在的问题，根据人机工程学原则设计适合我们使用的教室，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。

关键词：人机工程、人体测量、课桌、课椅、布局、设计 引言

专业教室是学校从事教学活动的一个重要的基地，是教师和学生工作、学习的场所。宜人的教室环境和人机设计是影响老师教学及学生学习效果的一个重要因素。由于人体各部位的尺度因人而异，为使各种与人体尺度有关的教室设施（黑板、讲台、课桌、课椅）的设计，能符合人的生理特性，让不同的人在使用时都处于舒适的状态和适宜的环境之中，就必须在教室设施的布置和尺寸设计过程中，运用人机环境之间相互关系的系统理论来进行分析研究和设计。

在人机工程学中，人体尺度的测量数据常以百分位数来表示，产品设计中最常用的是第5%、第50%、第95%三种百分位数。要设计出让人满意大的产品就必须有可靠地数据统计及分析。

这个项目我们主要研究和设计的项目主要有：

一.学生椅子

二.学生课桌

三.讲台

四.黑板

五.课桌椅的布局

设计要以人为本，应该从人的需求方向出发。为了了解学生对教室环境的感受和要求，方便研究分析和设计，我做了30份问卷调查，调查题目如下：

设计院专业教室问卷调查

教室是我们学习、答疑解问的地方，和我们的生活密切相关，为了调查我们设计院教室的现状，了解同学们的意见和建议，更为了设计良好的学习环境，下面做出了一些问题调查，希望同学们配合参与。1.请问您的性别（）。A.男

B.女 2.您的年级（）。

A.大一

B.大二

C.大三

D.大四 3.您满意你现在所用的专业教室吗（）。A.满意

B.一般

C.不满意 4.您对教室桌椅的布局满意吗（）。A.满意

B.一般

C.不满意

5.您认为你所用的教室应容纳多少人合适： 6.您上课时视线是否被前面同学挡住（）。A.是

B.否

7.您所用的课桌椅是什么材质的（），您希望是什么材质的： A.木质

B.铁质

C.其他 8.您觉得教室采光情况如何（）A.好

B.一般

C.不好

9．您觉得你现在用的课桌大小合适吗（）A.合适

B.不合适

C.无所谓

10.您觉得现在用的课桌高度和容腿空间合适吗（）.A.合适

B.不合适

C.无所谓 11.您觉得黑板的高度合适吗（）。A.合适

B.不合适

C.无所谓 12.您觉得教室的过道宽度合适吗（）。A.合适

B.不合适

13.您觉得有有必要设置老师的讲台吗（）。A.有必要

B.没必要

C.无所谓

14.上课时喜欢单人单桌还是多人一起坐（）。A.单人

B.多人

15.你觉得上课时前臂压着桌子边沿难受吗（）。A.难受

B.没感觉

16.你觉你现在用的课桌椅高度合适吗（）。A.合适

B.一般

C.不合适

17.你坐上椅子后有没有感觉到椅子边沿压着大腿（）。A.有

B.没有

18.当你下课后想站起来离开座位时有没有觉得桌子腿阻碍了你的动作（）。A.有

B.没有

19.你觉得你现在用的桌子存贮空间足够吗（）。A.够

B.不够

20.要是你坐在前排的边角上，你会觉得看黑板有困难吗（）。A.有

B.没有

C.无所谓 21.你对我们的教室设计有什么建议呢：

下面进行五大内容分析及设计。

一．学生椅子

学生用座椅的设计应以稳定性为主。人体重量要均匀分布于座面上，设计不能过于舒适，以免学生精力不集中，产生懒散的感觉。座面应有适当的硬度，使其有助于体重压力均匀分布在坐骨结节区域，同时座椅设计还应结构简单、节省材料并应有利于地面清扫。

为便于学生正向观看黑板倾听教师讲课，现就教室连排固定座椅的尺寸设计作一分析。1.椅面高度设计

适宜的椅面高度应使就坐者大腿近于水平，小腿自然垂直，脚掌平放在地面上。座面不能过高，否则矮身材的人小腿悬空时，使大腿受椅面前缘压迫，坐者感到不适，长时间这样坐，则使小腿血液循环受阻，产生麻木肿胀感。如座面过低，则高身材的人坐时骨盆后倾，正常腰椎曲线被拉直，增加背部肌肉负荷，易产生腰酸背痛感。所以椅面高度以矮身材的人的小腿加足高的数值来设计（见表2），此高度以380~400mm为宜。

2.椅面宽度设计

椅面的宽度必须能容纳身材粗壮的人，对于单人使用的座椅，通常以女性臀宽尺寸的第九十五百分位数值进行设计，同时还要考虑冬季着装的需要对于教室中成排相邻放置（固定）的座椅，则常以肘间距群体上限值为设计基准，以避免拥挤压迫感。同时考虑扶手的宽度，使人的双臂得到支承，如座宽太大，则肘部必须向两侧外伸展以寻求支承，这样会引起肩部疲劳，所以座宽以400~450mm为宜。对于扶手椅其扶手宽应以500~550mm为宜（见表2）。

3.椅面深度设计

椅面深度是指椅面的前后距离，其尺寸应满足三个条件：使臀部得到充分的支持，腰部得到靠背的支持，椅面前缘与小腿之间留有适当的距离，以保证大腿肌肉不受挤压，小腿可以自由活动。如果坐深大于身材矮小的学生大腿长（表2中坐深），则座面前缘将压迫膝窝处压力敏感部位，这样坐的时间长了会不舒适，因此椅面深度的设计应以坐深的第五百分位数值进行设计（表2）这样，身材矮小的学生坐着舒服，而身材高大的学生，只要臀部能得到支持，也不会在大腿部位引起压力疲劳。

综上分析，椅面深度应以400mm左右为宜。

二．学生课桌设计

1.课桌高度设计

课桌高度通常应与学生坐姿肘高相近或稍高于坐姿肘高。一旦椅座面的高度决定了，则坐姿肘高取决于椅高。因此，课桌高度应与一定的椅高相适应。学生用课桌主要用于记笔记及放置课本，其高度的设计应满足学生记笔记时手臂肘部很舒服地得到依靠。如桌面过低，又要保持身体较正常的腰椎曲线，则必悬臂书写，这时，虽然笔的重量很轻，但是由于力臂较长（笔到肩部的距离），手臂肌肉需同时支持手臂本身重量和笔的重量，使人的肌肉很易疲劳，若寻求肘部依靠在桌面上，则必弯腰弓背，引起腰部不适。如果课桌过高，则桌面的前沿压着前臂，或者手的上臂在肩部外展角度过大，都会造成不舒服。

设计课桌高度时，需从两个方面加以考虑。一是当座椅高度未定时，通常是以群体坐姿肘高的上限数来设计，这样的设计高度可使手臂肘部得到依靠，减少学生书写时的疲劳；二是当座椅高度一定时，桌面下缘至座椅面的距离，应以群体坐姿大腿厚的上限值来设计，并考虑使膝部有一定的上下活动的余地。而桌面上缘至下缘的距离则考虑学生放书包、书籍用。

若以前面分析的椅面高度400mm来设计，见表3，大百分位坐姿大腿厚为151mm，着装修正量加13mm，同时考虑膝部上下活动需要，取170~180mm。桌面上下缘距取150mm，则课桌高度以720~730mm为宜。

2.桌面宽度设计

桌面宽度的设计一般以学生前臂长加手长下限来设计，通常以350~400mm为宜。3.课桌前后排的间距设计

此间距设计常以坐深加上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，一般以550~600mm为宜。4.桌面长度设计

以稍大于坐宽，即以500~550mm左右为宜。

三．讲台设计

讲台是教师上课的舞台，是教师上课时摆放书籍和教案的地方。教师在上课时有时要翻阅讲台上的教案，从人机工程学角度来讲，当人站着工作时，桌面高应与人的肘部相平或稍低于人的肘部高时，人体最不易疲劳讲台高度若过高，则个子较矮的人翻阅教案时，手臂外展较大，使人不舒服若讲台过低，则个高的教师眼睛到教案距离过远不易看清教案，需弯腰弓背方能看清，这样极易造成腰酸背痛的感觉。综合分析，讲台高度以较矮女性站立时肘高设计较好见表1，此高度为900~1000mm。这样可满足个矮人的需要，对于个子较高的人眼睛至讲台面的距离在710mm左右，此距离在人的正常视距范围之内。

讲台的长度以人肘部上展与肩峰同高时，两肘之间的距离为宜，通常在900~1100mm之间。

讲台的宽度以人前臂向前平伸（上臂下垂）时的长度（包括手长）为宜，通常为400~500mm。

四．黑板设计

黑板是教师上课时板书、挂图及学生注视的地方。在当前的讲课或作报告的过程中，传统的黑板还是主要的教学设施之一，黑板高度设置的合理性，对于教师充分利用黑板的空间，减少书写的不适性，以及板书的工整、学生清晰地观看到黑板上的板书或挂图，都具有实质上的意义。

黑板高度的设计，涉及两个尺寸的定位，一个是黑板下缘的高度，根据人机工程原理和人体的生理结构特点，在人体保持正常的站立姿势时，手执握粉笔板书的最低高度应是人立姿肘部高度，也即人上臂下垂、前臂水平前伸时肘高（上臂与前臂形成90°夹角）。若此高度低于肘高，这时上臂与前臂之间的夹角大于90°，则书写时笔形很难掌握。

根据我国GB10000-88《中国成年人体尺寸》所提供的数据（见表1），黑板下缘高度应按男性第九十五百分位的肘高来设计，同时考虑鞋高及学生坐姿观察的高度，所以黑板下缘的高度以1100~1200mm为宜。另一个是黑板上缘的高度，需要考虑两个方面因素：一是教师手执握粉笔上举的高度，二是黑板板书的容量。从表1可见，我国成年女性平均手上举高度为1900mm（表中数据加鞋高）左右，男性为2100mm左右，所以黑板上缘高度以2000~2100mm为宜。当然，此高度为满足个子较矮的女性教师的需要，还需加200~250mm左右的脚垫。

五．布局设计

1.讲台靠黑板一侧与黑板的距离

此空间距离主要是考虑教师转身板书伸展自如，及教师具有较舒适的活动空间。在具体的设计过程中，以人的手臂前伸长度的上限来设计。讲台后缘距黑板距离以上臂长加前臂长再加手长的第九十五百分位为设计依据，此距离以800~1000mm为宜。

2.讲台靠课桌一侧与前排的距离

此距离以一个人通过方便为设计参考，一般取500~600mm。

综上所分析，前排至黑板距离应为上两项数据加上讲台宽度，以2000mm左右为宜。为了让每个位置的同学都能清晰舒适地看到黑板，我给教室课桌布局为V字型布局，这样前两排边角位置的同学可以舒适的看到黑板上的板书，在V字型布局里面，我设计有2人坐3人坐4人坐5人坐几种不同的组合方案，这样既能提供不同学生的合坐选择，也体现我们专业教室的灵活艺术的个性，而且，由于V字型布局里面设计了不同的组合方案，学生课桌的位置前后不在同一直线上，这样前面的同学就不会挡住后面一排同学看黑板的视线。

第四篇：人机工程论文-键盘改进

关于键盘的人机工程学研究

1、键盘的平面布局

现状：现在普遍使用的台式计算机键盘为1997年国际标准化组织认证的国际标准键盘QWERTY键盘,由主键盘区、F键功能键盘区、编辑与定位键盘区和数字辅助键盘区组成。图1所示为普通QWERTY键盘的主键盘区、编辑与定位键盘区和数字辅助键盘区的布局。

缺点：许多键盘加大回车键的尺寸来方便敲击,却忽略了Back、Space键,将其放置在键盘主键区最右上角,该键键帽大小也只有12mm×14mm。由于Back Space键被设计在远离J键的角落,使用者在进行文本输入时经常误按成其邻近的键。在击键时右手被迫腾起,食指离开基准键位。这导致了敲击速度和正确率大大下降。而在实际的作业过程中,Back Space键的使用频率比回车键要高4倍以上。所以此键的改进设计是一个重点。传统键盘的编辑与定位键区设计在键盘中部偏右位置。右手在操作鼠标时若要按这些键,要么右手放下鼠标操作后又返回点击鼠标,要么左手伸到键盘右部来进行此操作。这使得操作起来极不方便。左右手的分工也不尽合理,一般情况下右手基本上需要“包揽”主键盘区中线以右的敲击任务,约占整个键盘的2/3。而且此键区也没有一个起定位作用的基准键位,操作时几乎无法实现盲打。另外键位排列不够科学,定位键与编辑键的配合脱节,定位键与定位键之间的配合也不方便。

数字辅助键盘区提供给专门数字录入人员极大的操作方便性,却忽视了“=”键。用户在编写程序或进行计算时,习惯将“=”键与“+”、“-”、“3”、“/”等运算符联系在一起。而传统设计未将“=”键集中设计在数字辅助键盘区上,用户在输入时不得不从数字辅助键盘区“跳跃”至主键盘区寻找“=”键,降低了作业效率。

（图1：qwerty键盘）

1.键盘的形状

用户在进行键盘作业时,双手放置在基准键位上用以定位。按照人的坐姿生理学特征,这种姿势下两食指间距约57mm。而且人手的小指较短使得操作者为了保持“正确操作姿势”而将肘关节外展,前臂内旋,掌部内转。而键盘的键面处于同一平面上,即使底部的支撑脚展开给予角度补偿,使用者在较短时间内也感觉到肩颈酸痛、手腕疲劳。

另外,键盘在形状、大小、色彩及其布置方面也没有达到“物”与“人”的各种功能的最优化,需要改进以创造出与人的生理、心理机能更谐调的键盘。

2.键盘的颜色目前键盘的颜色大多数是以黑色为底，白色为字。但是每个键的颜色都相同，区分度不大，我认为可以把相同功能，或者常用的几个键设计成同种颜色以使认识更加直观。

4.个性化的键盘为了适应和满足不同人群的需要，许多厂家还设计了富有个性的键盘，这次我将例举一些突出的作品并加以分析。

三、分析和解决问题： 1.键盘的平面布局

对于键盘的平面布局，人们做出了两方面的改进，一方面是改变大体上的形状和位置；另一方面是通过改变键位实现提速。现在先介绍第一种改进方法：

在键盘的平面布局设计中运用人机工程学的知识,改进和完善键盘的宜人性和舒适性。

操作动作的合理性直接影响操作者的舒适性和工作效率。根据最节约操作动作原则,提出以下几点改进设计。

主键盘区手-键盘界面最自然的姿势为上臂从肩关节自然下垂,与前臂之间夹角70～90°,以保证作业时肘关节受力而不是上臂肌肉受力;还应保持手和前臂呈一直线,腕部向上不得超过20°,腕外展不超过15°;双手向内相向交叉成60～70°,手指自然弯曲,同手掌一起构成一个半圆形,呈空握球状;两手掌间距约100～280mm。

设计主键盘区沿中心线各自左右分开,两基准定位键之间距离约80～100mm(见图2)。

（图2主键盘区整体布局图3主键盘区的部分按键布局图）

左右两片对称中心线倾斜15°,且中部稍高,向外部顺势成一定倾角倾斜,可以有效避免肘关节外展、手掌内旋、手指桡偏等引起的肌肉紧张与疲劳。同时这也可以提高点击正确率,初级用户可以有效避免中心线上临界键(如5与6,T与Y,G与H等)的误操作。

Back Space键和Insert键

原空格键按主键盘左右分区分开后,左空格键功能不变,将右空格键(即右手大拇指控制键)设计成Back Space键,见图3。运用重复功能有效分割原理,既基本保持了传统键盘的设计风格,满足用户作业心理习惯;又极大提高了Back Space这个重要键的操作有效性。改进后的敲击动作右手无须移动,而且敲击速度和准确率能够大大提高。用户在半天内能基本熟练盲打这个键。综合考虑整个键盘布局,“Insert”键的使用率较低,改放在原“Back Space”键的位置。

编辑定位键区和数字辅助键区

重新布局编辑与定位键区,见图4。将“↓”键设置为该键区的基准键位,与数字辅助键区的基准键排列在同一直线上,以符合左右手的对称动作习惯。Delete键移至基准键的下方,“Home”、“End”、“Page Up”、“Page Down”4个键对称横向排列,定位键之间的配合良好。结合每个键的功能,在转换键位时只须手指(食指和无名指)之间切换,改变了原来作业手腕的竖向移动。“Print Screen Sys Rq”、“Scroll Lock”、“Pause Break”3个键照旧对应放置。

改进后的数字辅助键区见图5,将“+”键拆分为“+”、“-”键,在原来“-”键的位置插入“=”键。

（图4编辑与定位键区布局示意图图5数字辅助键盘区布局示意图）

同时将编辑定位键区和数字辅助键区沿键盘中心线对称分布在主键盘区的左右两边。

与这种改进方法相对应的是直接改变以往qwerty键位布局的第二种改进方法：

不为大多数人所知，qwerty型键位最初是从打字机的设计开始的，由于当时机械工艺不够完善，使得字键在击打之后的弹回速度较慢，一旦打字速度太快，就容易发生两个绞在一起的现象，从而严重影响了打字速度。因此而诞生的qwerty键位，就带有了“在不至于卡住的前提下尽量提高打字速度”的目的，所以速度并不是这种键位的专长。

时代不断进步，技术上的难题被一个个攻破，由此产生了两种新型的键位布局，他们分别是duorak键盘和malt键盘。

duorak键盘

1930年奥格斯特·多冉柯(August Dvorak)发明了一种比QWERTY更优越的DUORAK键盘系统，将9个最常用的字母放在键盘中列。这种设计使打字者手指不离键就能打至少3000多个字。而QWERTY只能做到50个字。DUORAK是通过减少手指的运动量来降低工作强度、提高工作效率的。使用DUORAK，打字者的手指平均每日运动1英里，而QWERTY则是12到20英里。

二战期间，奥格斯特·多冉柯曾集合14位海军打字员练习DUORAK，1个月后，他们的速度惊人地提高了68%。DUORAK键盘让右手负担56%的工作；最有力的手指工作量最大；70%的打字工作是在中列进行而不必移动手指。但当时正逢二次大战，作战物资缺乏，这种新键盘还没问市就停产了。

作为一种先进的键位设计，windows本身已将其列入，现在任何一台电脑上都可以使用，方法简介如下：

打开“控制面板→键盘”，进入“输入法区域设置”选项卡，接着单击“添加”按钮，将“输入法区域设置”设置为“英语（美国）”，并在“键盘布局/输入法”栏内找到“美国英语-DUORAK”。确认后，按键位置全变了。现在你完全有资本提升自己的英文打字速度了。当然在成功前仍需花时间重新适应新的系统并进行耐心训练。

malt键盘

比DVORAK键盘更先进一步的是理连·莫特(Lillian Malt)发明的MALT键盘。MALT键盘布局它改变了原本交错的字键行列，并使拇指得到更多使用、使“后退键”（Backspace）及其他原本远离键盘中心的键更容易触到。但MALT键盘需要特别的硬件才能安装到电脑上，所以也没有得到广泛应用。

2.键盘的形状 外形设计

根据键盘的平面布局分析来进行其外形设计。主键盘区沿其中心线左右对称倾斜15°,外缘采用圆角、圆弧过渡。而由于在操作编辑定位键区和数字辅助键区时,手已经能够基本处于自然状态,故其平行于中心线设计,但应与主键盘区的布局协调。侧面在保持原有梯度的基础上,依照手的自然弯曲弧线设计成大弧度断面,与腕托浑然一体。腕托的设计应与腕部弧线吻合良好,给手恰到好处的支撑。

定位键及细部设计 4个基准键位“↓”、“F”、“J”和“5”的定位标识改用与手指指尖弧线相吻合的凸起。空格键、Back Space键、Enter键、Shift键等稍大尺寸键内置平衡杆,减少弹性差异和晃动。“待机”、“唤醒”和“电源”3个特殊功能键采用其他设计风格,图6所示为一种方案,用以增添整体的活泼性,但要与整个键盘设计风格吻合。

（图6 3个特殊功能键）3.键盘的颜色

色彩设计应符合人的习惯,整个键盘的颜色数目不超过5-7个。键盘底板主体颜色风格应与显示器、机箱等外设相互搭配。

而各键区又可在色彩方案上合理布局,增添键盘的活泼性和易读性。4个基准键位采用桔黄色醒目标识,米白色主键盘区搭配浅紫色编辑定位键区和数字辅助键区,F键功能键区浅蓝色搭配特殊功能键。

4.个性化的键盘（1）虚拟激光键盘

这个激光装置可以在桌面或其他合适的介质上投射出一个虚拟的键盘，然后把你手指的移动翻译并传递给你的掌上电脑或任何你连接在这个激光装置的设备。这款港陆创科有限公司研制的激光键盘的表现和其他普通键盘类似，它利用基于光电识别原理技术可以使用户在敲击激光投射的虚拟键盘的时候，产生一种和敲击真实的键盘一样的声音。

（2）手腕键盘

L3公司开发了可以戴在手腕上的电脑键盘和可以穿戴的计算机设备。由于具有完全的密封性，使它可以在雨中和其他严酷的环境中正常操作。弯曲的背面可以使手腕键盘安全舒适的放置在手腕上。

（3）单手键盘这款外型怪异的键盘是为那些只能单手操作键盘的人设计的。这些外型和字母都非常奇特的安排是经过仔细研究过的，它想法设法使你可以迅速而舒适的触摸到所有的按

键。Maltron单手键盘已经被很多操作者证明可以达到每分钟85个字的文字录入速度。左手和右手的单手键盘都有售。

（4）可随意组合的键盘厌倦了你键盘上传统布局了吗？想拥有一种布置更加便于输入的键盘吗？这款随心所欲键盘可以保证你按照你所希望的任何方式去布置你的键盘，对于编程人员和游戏玩家来说真是太完美了。这款名叫DX1系统的键盘，可以用来玩游戏、编程、制作photoshop，并且它可以随心所欲的布置每一个按键。

结语：通过这次对键盘的人机工程学研究，我了解到了很多以前不知道的键盘知识，掌握了优化细节设计的大致方法。由于学习课程比较紧，没有多余时间进行实践操作和随机调查，这是我这次报告中的不足之处。寒假期间我计划跟同学一起去电子商场打工，届时将会有跟多接触新的电子产品、组装电脑配件的机会，那时我的知识就会更丰富了。

【参考文献】

（1）坚迪。qwerty我们与电脑的对话。——杂志《数码时代》，2009，10：020-023（2）杨明朗，袁桃。基于人机工程学的键盘设计。——中图分类号：TP203；R131 gillian。超乎想象：十款奇特的键盘。——网址：http://blog.sina.com.cn/s/blog_5fb6e8120100d8xh.html

第五篇：安全人机工程论文

公交司机的疲劳分析

专业：安全工程

姓名：朱珍珍

公交车司机的疲劳分析

摘要：了解公交车司机疲劳产生的原因、疲劳驾驶造成的后果及影响，以唤起整个社会对司机疲劳程度的重视。然后再根据公交车司机自身独具的特点，进行进一步地分析研究，并及时采取有效的措施，以减轻司机在驾驶过程中的疲劳程度，改善司机的生活，也造福整个社会。

关键词：公交司机疲劳职业病交通事故

当前，公共汽车凭借其廉价、方便的优势，已成为现代城市最重要的交通工具之一，因此公交司机的正常安全工作就显得尤为重要。但事实上，为很多人所不知的是，在行车过程中公交司机会经常性地感到疲劳，影响其正常工作。在一次次教训面前，我们清楚地看到，由疲劳驾驶引发的灾难又是相当严重的。因此，对公交司机的疲劳程度进行分析，并采取合理的措施就显得非常重要，下面就这个问题展开讨论。

近些年来，相关专家学者对疲劳也进行了一系列的研究。而随着对疲劳研究的不断深入，对疲劳本质的认识也在不断深化。目前，人们普遍认为：所谓疲劳就是人体发生可以概括为失去功能或打乱这样的变化，引起生理活动的活动的变化也就是发生机能变化、物质变化、自觉疲劳和效率变化的现象。而疲劳则更是体力与脑力效能的暂时减弱，各行各业的劳动者都会产生疲劳，当然公交司机也不例外。公交司机的疲劳即是指司机在长时间连续行车后，产生生理机能和心理机能的失调，而在客观上出现驾驶技能下降的现象。一般认为这种疲劳是脑力与体力同时参与的技术性疲劳，处于疲劳状态中的司机在驾驶时，不仅会给自身，也会给他人带来一些意料之外的伤害。

一．疲劳产生的原因：

事实上，经过对材料的搜集整理可知，引起公交司机疲劳驾驶的原因也是多方面的，具体如下：

1.工作时间长除了公交公司规定的正常的上班时间，每天早上发车前公交司机要检查汽车的安全状况，看看是否需要维修，是否需要加油，此外还需对车进行预热，打扫卫生等等，这都需要时间。这样算下来，司机每天需要工作十四五个小时，且有些地方每个月最多休息5天，这些数据让人震惊，不得不承认，司机从事的真是一项超常工作时间的职业。

2.驾驶过程中精神高度紧张，注意力高度集中考虑到公车独具的特点，基本上逢站必停，以及路上的红绿灯，十字路口，司机必须目不转睛地盯着前方，观察期每一细微变化，更要在站点处及时刹好车，并按下语音报站系统功能的按钮，还要注意到乘客的投币情况（对于无人售票公交车来说）。

3.持续、高分贝的噪声影响行车过程中，公交司机往往会听到来自多方面的噪声：公交车上乘客的谈话声，周边车辆的喇叭声，公路两边各商家为招徕顾客的音乐及叫卖声，这些因素都会加重司机的疲劳情绪，使其更容易感到烦躁与疲劳。

4.其他方面的原因此外，公交司机在行车过程中，难免地还会受到受到诸如高温引起的犯困、驾驶室内的废气及通风不畅、车身颠簸、座椅结构设计不合理及睡眠不足等多方面不良因素的影响，更会加剧司机的疲劳程度。

二．疲劳造成的后果：

疲劳往往会使人意识混乱、注意力不集中，而司机的疲劳驾驶则会造成如下主要的后果：

1.多种职业病由之前的分析可知，公交司机是一个典型的高强度、高精神压力的职业，由于过度疲劳，他们容易患一些有代表性的疾病——职业病。据有关调查结果显示：80%以上的公交司机的健康状况令人担忧，他们都不同程度地还有肩周炎、胃病、颈椎病、腰椎间盘突出等多种疾病，这些疾病都与他们特殊的工作性质和工作环境密切相关。此外，因疲劳过度导致司机猝死的案例也屡见报端，发人深省。

2.疲劳驾驶易引发交通事故处于疲劳状态时，司机往往无法集中注意力，甚至会出现瞌睡的情况，而这些都是非常危险的行为，极易引发事故。交警部门提供的资料表明，当前特大交通伤亡事故中，因疲劳驾驶造成的约占70%左右，且目前仍有增长的趋势。而每年因交通事故改变了成千上万人的生活。更给国家造成了巨大的经济损失。

三．减轻司机疲劳的措施及建议：

司机疲劳驾驶不仅会给自己，也会给乘客，更会给社会造成不可估量的损失，因此，我们应该采取有效的措施，尽可能的减轻司机驾驶过程中的疲劳。

1.政府应发挥其主导作用，制定并颁布相应的法律条文，把公交司机的工作制度及作息制度等写入其中，切实维护广大司机的合法权益，以法律的形式从源头上减轻司机的疲劳。

2.社会应做好宣传，教育人们尊重、体谅司机，珍惜他们的劳动成果，具体表现如不要乱扔垃圾，更不要在车上大声喧哗，给彼此营造一份良好的环境，同时也减轻司机的疲劳。

3.公交公司要及时对员工进行素质教育和业务培训，对疲劳驾驶更要高度重视，期间给员工讲明疲劳驾驶的危害，并教授员工一些简单易行实用的克服疲劳的方法；为减少司机的工作时间以达到减轻司机疲劳的目的，公交司机可采取有效的措施，比如分配专人每天负责检查汽车的安全状况，并做好记录；公交司机应尽量改善司机的工作环境，如在车上安装空调，这样，炎热的天气里，乘客更愿意乘坐公交车，司机也会因凉爽而使心情好起来，从而减轻司机的疲劳。

4.对公交司机而言，则需要合理膳食，加强营养，同时补充足够的水分。要坚持正常的作息时间，保证睡眠时间和睡眠质量，更要有良好的心态和生活习

惯，要定期进行体检，及时关注身体的健康状况（也可由公交公司统一安排进行），开车时不要急着赶车超车，可以播放一些轻缓的音乐来减轻疲劳，但音量不宜过高。

5.在公交相关站点设置疲劳检测仪，经过此处的司机必须进行检测，一旦发现处于疲劳状态，不允许其继续前行，直至司机完全恢复清醒为止。

6.研究者可对人体相关部位动作的舒适度展开研究，在理论的基础上进行实验，最终改进现有的公交车，尽量保证司机的活动在最有利范围之内，达到最佳舒适度，减轻司机驾驶中的疲劳。

综上，公交司机的疲劳是多种因素共同作用的结果，提高司机的职业道德观念是减轻其疲劳的一个重要环节，但不是唯一的，它应该引起全社会的普遍关注。与此同时，也需要更多的专家学者参与其中，对此进行深入的专业的调查研究。对公交司机的疲劳进行的研究要做的还有很多，我们行进在路上。