电脑桌椅的新型人机学设计

电脑桌椅的新型人机学设计

院 系：机电工程学院

班 级：08级工业设计2班

* 名： * *

学 号：***********

指导教师： ***

工业设计人机工程学课程设计

一、概述

随着社会发展，电脑几近成为大部分家庭的必备品。针对目前市场上电脑桌椅在设计

中存在的一些问题和缺陷及其对健康的种种不良影响我从人机工程度学角度出发对电

脑操作时的人体坐姿与支撑方式进行系统分析和研究的基础上，设计出了一种符合现代

人办公和学习要求的新型全方位电脑桌椅。

二、调研与分析

当今时代，电脑在人们的生活、学习和工作中受到了越来越广泛的应用。电脑广泛进

入了办公室、学校和家庭。电脑成为每个家庭中不可或缺得部分。然而在电脑带给人们

方便快捷和高科技的同时，人们也越来越注意到它带来的许多负面影响。如在普通桌椅

上操作电脑，人的手腕和前臂是悬空的，因而肌肉时刻处于紧张状态。此外电脑操作者

长时间使用一种坐姿会使接触椅面的部位缺乏血液流通，并产生神经压迫感，从而造成

身体的不适和精神上的疲惫。长期如此，容易诱发严重的职业病。且人们在使用电脑的

时候，往往离电脑屏幕很近，大都是由于桌面宽度不够，使视距过短，容易产生视疲劳，

对于视力健康不利。另外，一般人们书籍和电脑会同时使用，作为一个完整地书桌，需

要满足多方面的需求，一般的电脑桌都只是由安放电脑的地方，没有设计专门的相应的

书架和书桌，造成书本的随处乱放，寻找时间过多，降低工作效率。因此研究如何从人

机工程学角度出发，分析设计合理的电脑桌椅，使其符合人体的生理、心理及解剖学特

性，以提高人们在电脑作业时的舒适度和工作效率已成为当今家具设计领域的一个重大

课题。

为了更好的改进设计符合人机工程的家庭电脑桌椅，首先需要对市面上现有的电脑桌

椅存在的问题进行总结分析，进而再针对这些问题进行改进，以设计出符合人体生理、

心理及解剖学特性的电脑桌椅。对此我进行了问卷调查。发现下述问题。

 市场现有电脑桌椅设计上存在的问题

当前市场上电脑桌品种繁多，款式和颜色不乏新颖丰富。然而仔细分析这些产品，真

正完全从人体工程学角度设计的却寥寥无几。通过调查分析得知市场上的电脑桌椅主要

存在以下不足和缺陷：

1 ．有相当一部分电脑桌的键盘托板设计过小，使鼠标只能放在桌面上进行操作此时如

果键盘托板的高度是合适的，那么鼠标的高度就太高，操作时容易导致腕部和肘部的肌

肉疲劳和疼痛。

2．电脑桌面设计得过窄，保证不了操作者看显视屏的视距，从而导致眼睛的过度疲劳，

引起近视。

3．部分电脑桌和椅子只有一套。显示器的高度、键盘的位置和椅子的高度都是固定的。

如果儿童长期使用会影响视力和骨骼的健康发育，造成终生的伤害。

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4．部分电脑椅设计成高度可以随意调节以用来符合不同高度人的使用，但只是单纯考

虑了高度，而没有综合运用人体工程学来分析人体的坐姿曲线模型，使设计的椅面、靠

背等尺寸和倾角可随坐姿的不同而进行全方位的调节。

5．虽然现在人们用电脑的机会大大地增加了，好多工作都可以在电脑上完成，可是书

籍还是必不可少的。一般书籍和电脑会同时使用，作为一个完整地书桌，需要满足多方

面的需求，一般的电脑桌都只是由安放电脑的地方，没有设计专门的相应的书架和书桌

以满足人们的多种需求。

6、大多数电脑桌都是方形的，都是直棱直角的，这种电脑桌不符合人机要求，使用起

来不舒适，甚至有可能伤到人体。

三．方案构思与分析

1 ．家具尺寸高度一定要有利于人体的健康。对于桌椅类的高度，国家已有标准规定。

其中，桌类家具高度尺寸标准为 700 ～ 760mm 四个规格，椅凳类家具的座面高度为

400 ～440mm 三个规格。另外还规定了桌椅配套使用标准尺寸，桌椅高度差应控制在

280 ～320mm 范围内。

2 ．正确的桌椅高度应该能使人在坐时保持两个基本垂直，一是当两脚平放在地面时，

大腿与小腿能够基本垂直，这时座面前沿不能对大腿下平面形成压迫。二是当两臂自然

下垂时，上臂与小臂基本垂直，这时桌面高度应刚好与小臂下平面接触。这样就可以使

人保持正确的坐姿和书写姿势。如果桌椅高度搭配得不合理会直接影响人的坐姿，不利

于使用者的健康。为此，写字桌台面下的空间高不小于 580mm ，宽不小于 520 mm 。

3．对于涉及到的书柜类标准，搁板的层间高度不应小于 220mm。小于这个尺寸就放不

进32开本的普通书籍。搁板层间高一般选择300～350mm。

4．在普通桌椅上操作电脑，人的手腕和前臂是悬空的，因而肌肉时刻处于紧张状态。

所以电脑桌椅在设计时，椅子的扶手与桌子的表面应该保持在同一水高度， 在操作电

脑时，使人的前臂、手腕时刻处于受支撑的状态。

5．考虑人体尺寸差异，设计座面、靠背的高度应在一定范围内可调，桌椅尺寸应该满

足不同人的要求，使不同的人在使用时都能感到舒适。

6．从人体生理特性上分析，人体在坐姿时，属于静态作业，而人体只有在不断活动中

才能减少局部肌肉的持续收缩，从而减少背椎板的内压。所以，为减少身体的肌肉疲劳，

电脑椅的设计应允许人体在工作中变换不同姿势，即处于相对的动态作业中。也就是说

随着坐姿的变换，设计电脑椅的靠背倾角、座面倾角和座高等尺寸可相应调节。考虑作

业时的不同姿势，随着坐姿的变换，靠背倾角尺寸可相应调节。

7．电脑桌面应该宽广，使视距保持在合理的范围内 避免视距过短的普遍现象。

8．桌子边部应圆弧型，防划伤，材料的使用应符合绿色环保可持续发展的原则。

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四．设计方案及说明：

 在设计时考虑的人机学因素：

1．电脑椅依据人机工学原理设计，通过调整椅面的高度，椅子的扶手可以与桌子的表

面保持在同一水高度，在操作电脑时，使人的前臂、手腕时刻处于受支撑的状态。因为

在普通桌椅上操作电脑，人的手腕和前臂是悬空的，因而肌肉时刻处于紧张状态。有了

合适的肘部支撑之后可以使人体保持合理的操作坐姿，即能采取直立或稍向前倾的坐

姿，避免了弯腰驼背，对某些桌面作业还可以采用稍向后倾的坐姿，舒服地依靠在座椅

的靠背上。操作者有多种可供选择的坐姿，可以经常变换姿势以减轻疲劳。合适的肘部

支撑不仅使坐姿端正、稳定，同时也使桌面作业更加规范。使用者还可以根据需要调整

椅子的倾斜角度。电脑椅最大限度地满足了人体对舒适度的需求，对手臂和身体起到了

直接的保护作用。

2 ．人体在坐姿时，属于静态作业，而人体只有在不断活动中才能减少局部肌肉的持续

收缩，从而减少背椎板的内压。所以，为减少身体的肌肉疲劳，电脑椅的设计应允许人

体在工作中变换不同姿势，因此桌面下面不设计抽屉，可以使腿部有足够的活动空间，

以便人们变换姿势，消除疲劳。

3 ．椅子的后部较高，可以给头部也有一个支撑。因为人们长时间坐在电脑桌前面的时

候，劲部肯定会发生疲劳，所以为了让劲部得到充分得休息，防止出现颈椎病等，就设

计了这一个部件，防止因长时间用电脑之后的头部酸痛。

4 ．为了给人体尺寸不同的人都能把饺子人垂直地有支撑物，就在桌子的底下设计了一

个可以根据不同人的要求而可以调节高度的垫脚板，垫脚板的最主要的功能时是为了减

缓腿部压力。

5．可抽拉的键盘托板，可以根据个人的需要拉出或收起来。在键盘托板拉出之后可以

增加视距，消除眼睛疲劳，并且此时手肘也可以直撑在键盘托板上，使人感到方便舒适。

6．考虑到人体尺寸差异以及各种坐姿的差异以及人们坐着的时候，经常改变姿势对人

体健康有力，因此座椅应当适合各种坐姿势，设计座面的高度，靠背的角度，头靠的角

度，垫脚板的角度在一定范围内可调。

7．椅面的材料选用毛料，透气性好且不打滑，椅面前缘呈圆弧曲面，增加臀部的舒适

感。

8．电脑作业时人体坐姿分析人在坐姿时，身体的脊柱会由站立时的 直形向拱形变化。

这是因为坐姿时骨盆向后方倾转，从而使背下端的骶骨也倾转所致。这样就使得人脊柱

的椎间盘受到了很大的压力，从而导致腰痛等疾病。所以在椅子的背面采用模拟人体的

“ S ”型曲线，给人的腰部以一个支撑。以避免发生以上不好的情况。

9．最后考虑的是在电脑桌的旁边设计了一个书架桌，可以方便人们在操作电脑的时候，

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突然要用到某些资料的时候，可以直接转过椅子，在书架桌前翻阅资料和书本。

 电脑桌椅尺寸及各部分构成说明

1、 主要尺寸如下图 (单位为mm)

➢ ：

主视图

➢ 俯视图：

2、 主要尺寸选择说明

：

➢ 椅子因为是可调高度的，所以高度的调节范围为第五百分位和第九十五百分位，

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适用于大部分人。

➢ 椅子的深度以第五百分位，也可以让大部分人的背靠在椅靠上，可以分散全身

的压力，不会导致局部压力过大而导致血液不流通。

➢ 椅子的宽度以第九十五百分位为设计标准，基本上能够让大部分人坐下。并且

椅子因为有扶手，所以两扶手之间距离应该大于 500mm，选择 540mm。

➢ 椅面高度可调在 380—530mm 之间。

➢ 椅子的背靠因为要到头部，所以选择780mm。

➢ 桌面宽度设计的比一般的桌面要宽，主要考虑的是可以加大眼睛到电脑屏幕的

距离，并且距离长了之后，人们的选择空间也比较的大，根据不同的需求自由

调节。

➢ 电脑桌长为1000mm，主要是根据现有的标准桌子长度为标准。

➢ 书架的搁板层间高取 350mm ，可以放下 32K 大小的书本，施用于大部分情况，

比较实用。

以上各个尺寸都是按照人因工程中的标准尺寸以及结合实际的需要所设计的。

使用到的材料：木材，塑料，软垫。

3、 各部分构成的功能说明

四．制作完成后的最终效果图：

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六．总结：

通过上面的分析和所设计的电脑桌椅，我认识到了人机工程学应用的重要性。随着社会

的发展，越来越多的人使用电脑，必然还会对电脑桌椅提出新的要求，只有不断的适应

社会需要的产品才能长久存在，而对人机工程学的应用是提高产品竞争力的重要渠道。

由于我能力有限，在很多地方难免有一些漏洞。希望老师指导斧正，为在以后的设计中

积累经验。

参考文献

[1] 李彬彬．设计心理学．北京：中国轻工业出版社．2001．

[2] 丁玉兰．人机工程学．北京：北京理工大学出版社．2005．

[3] 程能林．产品造型材料与工艺．北京：北京理工大学出版社．1991．

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