人机工程学案例分析报告（范文）（优秀3篇）

人机工程学 篇一

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。

人机工程学案例分析报告 篇二

人机工程学案例分析报告

摘要：高校宿舍公寓的设计合理性、舒适性越受重视。本文主要是运用人机工程学的知识， 从国家标准以及全国高校宿舍情况出发对于我校 5 号宿舍楼的内部的尺寸、方位上进行合 理的评价与分析，并在此基础上提出了一些合理的改善措施。

关键字：宿舍公寓

人机工程学 分析

评价

我校女生公寓的人机学评析和改进设计 选题背景

当今中国高校的学生宿舍己经公寓化，服务性设施也在改进。了解高校学生宿舍的发 展情况，将使本文的评析更加具有现实针对性。 1 )解放后到文化大革命以前，学生宿舍每层有集中的盥洗室和卫生间。 2) 1977 年文化大革命后，新学生宿舍楼采用砖混结构中廊式布局，通常 6-7 层，每层 采用集中的盥洗室和卫生间。中央走道两侧排列房间和公用的盥洗室及卫生间。 3)2000 年以来宿舍分三类：①每层采用集中的盥洗室和卫生间；②旅馆式学生公寓， 每个房间都有 独立的盥洗室和卫生间， ；③高层学生公寓，是为解决高校扩招学生增多问 题而建，设施设计上受很多条件限制，电梯、盥洗室和卫生间。 我校女生公寓楼属

我校女生公寓的人机学评析和改进设计

不应小于0.35m。 6)层高和净高 (1)居室在采用单层床时，层高不宜低于2.80m；在采用双层床或高架床时，层高不宜 低于3.60m。 (2)居室在采用单层床时，净高不应低于2.60m；在采用双层床或高架床时，净高不应 低于3.40m。 7)门窗和阳台 (1)宿舍门窗的选用应符合国家相关标准。 (2)宿舍的外窗窗台不应低于0.90m，当低于0.90m时应采取安全防护措施。 (3)宿舍居室外窗不宜采用玻璃幕墙。 (4)开向公共走道的窗扇，其底面距本层地面的高度不宜低于2m。当低于2m时不应妨 碍交通，并避免视线干扰。 (5）居室的门宜有安全防范措施，严寒和寒冷地区居室的门宜具有保温性能。 (6)宿舍宜设阳台，阳台进深不宜小于1.20m。各居室之间或居室与公共部分之间毗连 的阳台应设分室隔板。 (7)顶部阳台应设雨罩，高层和多层宿舍建筑的阳台、雨罩均应做有组织排水，雨罩 应做防水，阳台宜做防水。 (8)低层、多层宿舍阳台栏杆净高不应低于1.05m；中高层、高层宿舍阳台栏杆净高不 应低于1.10m。 目前，我校女生公寓的平面图如图 1 所示。

图1

我校女生公寓的人机学评析和改进设计 人机评析及改进准备 2.1 女生公寓的布局 1）门的宽度 现有门的宽度为 800mm，宿舍的门应考虑能方便地进出，平日的实际使用情况及实地 试验表明，800mm 的门宽已经足够。 2）门的位置 门的位置是调查的重点问题之一，根据同种布局，此门的位置是很合理的。 3）阳台使用面积 每个寝室住 4 名学生，总体面积为 21.6 m2 ，但阳台却占据了 3.6m2 的面积，由于学生 活动关系，阳台只能晾晒一些衣物，所以其空间应适当减少。

2.2 盥洗池 盥洗池区域的视图如图 2 所示，分析盥洗池使用中的人机关系，可以得出以下结论：

图2

由于卫生间区域有限，而便池所占空间和盥洗池所占空间相同，学生洗漱以及洗衣服 都需要在面池处活动，但是目前空间很小，应该予以改进。将便池面积缩窄加大面池所在 面积。 2.3 宿舍进门走廊的宽度 进入宿舍的走廊现有宽度为一米，根据学生带物品进出的实验，这个宽度是合理的。

我校女生公寓的人机学评析和改进设计

2.4 宿舍的置物架 置物架分四层正好适合四人使用，但是根据图一所示，它正好摆放在进门的走廊处， 而走廊只有一米的宽度， ，如果把置物架放在哪个位置影响到学生的进出，这是不合理的， 所以置物架的位置可以改变一下。 2.5 目前只供应凉水淋浴，只在炎热的夏季才有部分同学使用，利用率甚低。 宿舍改进

宿舍的改进如图 3、4、5、6、7 所示，说明如下：

图3 图4

我校女生公寓的人机学评析和改进设计 图5 图6 图7

我校女生公寓的人机学评析和改进设计

1)将宿舍阳台的宽度减低，节省学生经常活动的范围。 2)把卫生间中面池的范围加大减少便池的面积以方便学生的正常活动。 3)把放在进门走廊的置物架挪动地方，以便方便学生的进出。 4)鞋柜：我校宿舍几乎都没有鞋柜的设置。大学生是一个青春活泼的年纪，每个人都有三 五双鞋子，甚至十几双。鞋子的摆放就成了大的问题，直接放在地上很不美观，而放在阳 台上又容易受潮。所以可以在阳台上加一个封闭鞋柜，既美观又免于受潮。 5) 台式电脑置放处：我校宿舍内几乎没有设置有放置电脑的位置。这很不方便学生的空间 活动和学习。 6)经过如上改进设计的宿舍，方便了学生的生活，使宿舍空间利用更加合理。 结果分析

本论文应用人机工程学的知识，对我校女生寓楼的宿舍进行评析并作改进设计。通过 调查宿舍的信息发现问题，提出质疑，查找资料，解决问题，设计提案并加以总结。通过 绘图软件的应用提高评析和设计的精确度和可信度。设计方案是在原有环境限制基础上进 行的改进，具有可操作性和可实现性。 设计体会

这次调查，我们主要是先通过对于标准的了解，又对于全国大学的状况，以及本校情 况的调查。基于以上的调查研究，又进一步对我校的现状进行了分析，并对其不足的地方 提出了一些建议。希望能够给设计者们提供一点点建议。也为我们自己的环境做些力所能 及的事，一切的设计都是为人们的生活提供方便，为了设计出更加合理更加符合人们生活 生存的产品以及空间布局，我们一定要好好学习课本理论知识并且多多参加各种实践以便 积累经验。

我校女生公寓的人机学评析和改进设计

参 考 文 献

[1] 何人可编著。工业设计史[M]。北京：北京理工大学出版社，1991 年 [2] 丁玉兰编著。人机工程学[M]。 北京：北京理工大学出版社，2005 年 [3] 王继成编著。产品设计中的人机工程学[M]。 北京：化学工业出版社，2004 年 [4] 杨君顺编著。人机工程学[M]。陕西：陕西科技大学，2000 年

人机工程学 篇三

摘要 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 2 前言。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 3 1理论资料分析 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 3

1.1坐姿理论。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 3 1.2座椅的设计原则。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 4 2桌椅尺寸计测 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 4

2.1座面高度。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 4 2.2座面宽度。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 4 2.3座面深度。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 5 2.4座面角度。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 5 2.5座面硬度。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 5 2.6靠背的高度。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 6 2.7靠背的宽度。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 6 2.8靠背角度。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 6 3课桌尺寸计测 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 6

3.1课桌高度。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 6 3.2课桌深度。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 7 3.3课桌宽度。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 7 4课桌椅在教室的整体布局 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 7

4.1坐人侧桌缘与靠背之间的水平距离。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 7 4.2教室内过道宽度。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 7 5课桌椅的设计 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 7 总 结 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 8 参考文献:。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 9 运用人机工程学知识进行课桌椅的设计

秦富冬

摘要：通过运用人机工程学知识进行课桌椅的设计，设计出既人性化又实用的课桌椅对学生来说是一件非常重要的事教室是通过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，如何创造一个宜人的教室环境是关系到教师教学和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，为使各种与人体有关的教室设（课桌、课椅）的设计，能符合人的生理特性，人在使用时处于舒服的状态和适宜的环境之中，就必须在教室到的设施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。 关键词：人机工程；课桌椅；教室；尺寸 前言

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，如何创造一个宜人的教室环境是关系到教师教学和学生学习效果的 一个重要因素，由于人体各部位的尺度因人而异，为使各种与人体有关的教 室设（课桌、课椅）的设计，能符合人的生理特性，认人在使用时处于舒服 的状态和适宜的环境之中，就必须在教室到的设施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。

几千年来，座椅的形态，在人们的心目中已形成固定的模式；座面和座 腿，一部分座椅还有靠背和扶手。凳子经过不断改进，相继出现椅子，扶手 椅，圈椅，高靠背椅，躺椅，沙发等。这些传统座椅的座面呈水平状或略向 后倾斜一半后倾角度为3~5度，躺椅座面得后倾角度大于20度，处于休息状 态的人需要仰靠在椅背上，为防止下滑，座面采取向后倾斜状态，座面向后 倾斜符合休息用椅的休息功能需要，但并不适合工作椅的功能需求，尽管人 类使用座椅很多年，但是对座椅的科学研究只是近些年来才开始，随着自动 化程度的提高，越来越多的作业使用座椅。要设计出满足人的各种需求的工 作椅就必须运用人体工程学的原理，考虑工作椅的各种不同功能，才能够满 足人的心理和生理需要，达到最佳的工作状态。

1理论资料分析

1.1坐姿理论

坐姿是一种人体的自然姿势，她改变以脚支撑全身为以3支撑全身的状况，有利用于发挥脚的作用。它有很多优点，例如当站立时，人体的足踝、膝部、臀部和脊柱等关节部分必须以静态肌力使之处于一定得位置，而当坐着时这些肌力即可免除减少人体的耗能，不易产生疲劳。坐姿比立姿更有利于血液循环。人站立时血液和组织液会向腿部蓄积，坐时肌肉组织松弛，腿部血内的流体静压力降低，血液流至心脏的阻力就会减少，座椅有利于操作者采取更为稳定的坐姿完成各种精巧的动作，而且坐姿也是操作者足踏式控制装置的较佳姿势。虽然如此，坐姿在某些方面也有缺点，其最重要的是它限制了人体的活动性，尤其是在重要的需要用手或手臂用力或从事具有旋转动作时，坐姿较立姿不方便。长期的坐姿对身体的健康也不利，例如它会引起腹部肌肉松弛，记住不正常的弯曲，以及损害某学体内器官的功能（如消化器官、呼吸器官）等，而且坐姿也会在人体的主要支撑面上产生压力，长时间坐在硬质的座椅上，臀部局部受压力，会有很多不舒服的感觉。从座椅的设计观点而言，腰椎和骶椎两部分最为重要。因为这些椎骨和介于其间的椎间盘，扶着于其上的肌肉、肌腱和韧带等，是承受坐姿时人体的大部分体重负荷。所谓良好的坐姿，其必要条件是能够产生最适当的压力分布于各脊柱骨之间的椎间盘上和最适当，最均匀的经负荷量分布于所附着的肌肉组织，如果人体必须以一种违反脊柱的自然形态坐在椅子上，则椎间盘可能分布不正常的压力负荷，长时间腰部就会产生不适感。以X光照片研究人体处于各种姿势下（包括立姿、躺姿、坐姿等34种）腰椎所产生的曲线变化，结果发现，当人体舒服的侧躺时，大腿与小腿适度的弯曲时，脊柱即维持其自然的姿势，此时背部肌肉群即可处于最佳的轻松状态，以此种姿势所形成的腰椎 曲线与其他代表性姿势的腰椎曲线比较，可看出其间的差异很大。由此可知要使坐姿能形成接近于正常的腰弯形态，其躯干与大腿间必须保持约115°角，而在腰椎部位必学有所支撑。躯干挺直式的坐姿会产生很大的脊柱骨扭曲力，在这种姿势下，上半身的体重对其下半身腰椎骨也有不良作用。这就是人坐在约90°角的靠背椅子上感到不舒适的原因。躯干前倾的姿势会使向前凸出的腰椎拉直，导致其向后弯曲，继续这种姿势，将影响胸椎和颈椎的正常曲度，最后演变成驼背姿势，持续较长时间，支撑头部负荷的肌肉组织内静态肌力增大，颈部和背部产生疲劳。 1.2座椅的设计原则

（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相配合。

（3）座椅的设计必须能够提供坐在其上的人体有足够的支撑与稳定作用，以避免不良的姿势，同时身体的重量能够均衡的分布在椅面上。

（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，可降低脊柱产生的紧张压力。

（6 ）、座垫必须必须有充分的衬垫和适当的硬度，使之有助于将人体重量的压力分步坐骨结节附近。

从坐的动机出发，可将座椅分为三种：休息椅，工作用椅，多用途椅。对于工作椅而言，工作椅的设计包含着非常广阔的范围——从简单的工作台或椅子到最精细、可调整的座椅。适当的座椅设计可以减少疲劳，提高生产效率和节约时间与劳力反之，不良的座椅会使精神不振以及影响到设备操作的容易，使工作效率减低。

2桌椅尺寸计测

2.1座面高度

座面高度是指地面至就坐后座面上坐骨支承处的高度。座面高度按我国 尺度，可取为380~450mm。适宜的椅面高度应使就坐者大腿近于水平，小腿 自然垂直，脚掌平放于地面上。座面过高，否则身材矮小者小腿悬空时，使 大腿受椅面前缘压迫，坐者感到不适，长时间这样做，则使小腿血液循环受 阻，产生麻木肿胀感。如座面过低，则高身材的坐时骨盆倾斜，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。所以椅面的高度以矮身 材到的人的小腿加足高的数值来设计。此高度为380~400mm为宜。对于学生 学习用椅来说，人体通常需要较直立式姿势且脚平放于地面，其坐高宜比休 息用椅稍高。许多研究以为，工作用椅的座高宜用可调式的，以适应大多数 人使用。根据我们队50为同学的调查，我们发现绝大多数的学生坐的时间 长会感到腰酸背痛，所以我们对教室的椅子进行了高度调整，因为产生了腰 酸背痛感，是由于座面过低，高身材的人坐时骨盆后倾，正常腰椎曲线被拉 直，增加了背部肌肉负荷，易产生腰酸背痛感。将原来椅子够高度440mm 增加为443mm,来符合人的要求。 2.2座面宽度

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 性的臀宽尺寸的第九十五百分位数值来设计，同时还要考虑冬季着装的要 求。但对于教室中成排相邻放置（固定）的座椅，则常以时间距群体上限值 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，则肘部必须向外伸展以寻求支撑。这样会引起肩部疲劳。 在我们对教室中成排相邻放置的座椅，没有考虑扶手的设计。原教室座椅的 宽度为430，我们根据对50位学生人体尺寸的测量，分析出第九十五百分 位数值（时间距）为440mm，并考虑了冬季着装的修正量，最终将座椅的宽 度调整为460mm，真正满足人的生理需求，达到最佳的工作状态。 2.3座面深度

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 保持大腿肌肉不受挤压，小腿可以自由活动。如果座深大于身材矮小的学生 大腿长，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 服。因此，座深的设计应以座深的第五百分位数来设计，这样身材矮小的学 生坐着的舒服，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 引起疲劳。综上所述，椅面的深度应以400mm左右为宜。正确的坐姿使坐者 人体容易寻求到合适的腰椎支撑。如果座深尺寸值超过身材较小者的大腿长， 即臀部至膝窝距离，座面前缘将压迫到膝窝的压力敏感部位，时坐者人体为 使躯干达到靠背的支撑面而改变腰部曲线，或向前滑坐，导致骶椎与腰椎无 靠背支撑而呈不良坐姿。就工作椅而言，它的使用者分布很广，其座深可以 取较矮小者身体测量值作为设计依据。身材高大者，其唯一的不利因素在于 其双膝略微露出座面前端而已。只要设定的座面深度原始数据为400mm。根 据对50位学生的人体数据的调查，取坐深的下限值为设计依据，其座深的第 五百分位学生的人体数据的调查，取座深的下限值为设计依据，其座深的第 五百分位数值为395mm,加之衣服的修正量为20mm,得出新设计的座椅的座深 为415mm。 2.4座面角度

休息用椅为15°~20°，工作用椅小于5°，座垫向后倾斜有两种作用。

首先由于重心力，躯干会向靠背后移，使背部有所有所支撑，降低背部肌肉的静态肌力。其次，在长期的坐姿下，座垫向后倾斜以防止臀部逐渐滑出座

面。对坐于各种不同靠背角度的座椅的人体，采用肌电图测量其背部肌肉所

引变得活动力，其结果显示出具有与正中垂线成20°的靠背倾斜线，即可获

得良好的背部支撑。就坐椅功能和坐的动机而言，休息用椅后倾座垫面有助

于维持最佳的松弛状态。而工作用椅的坐垫面后倾是保证其容易接近于前方

工作区的姿势。 2.5座面硬度

一般座垫的高度是25mm,太软太高的座垫，易造成身体不稳，反易产生

疲劳。椅垫具有两种重要功能，首先它有助于将坐骨节结和臀部上的人体重 量所产生到的压力予以分散，若此种压力无法排除则会引起不舒适甚至疲劳等。其次它能使身体采取一种稳定的姿势，将身条陷入椅垫并支撑它。以观察的方式研究两种不同形式的火车座椅上的乘客，通过分析比较乘客的椅子上所产生的局促扭动的动作量，以及能维持稳定姿势不动到的时间长短等。发现坐的较坚实座椅垫上的乘客其各方面结果均比坐于较软座椅垫上者为佳。人体在休闲椅的柔软材质上只有双脚依靠在坚实的地面上才有稳定感。因此弹力太大的座椅非但无法使人体获得依靠，甚至由于需要维持一种特定姿势，肌肉内应力的增加导致疲劳产生。有柔软的布套、垫物、弹簧等构成 的座垫，人体臀部和大腿会深深地凹陷入座垫内，全身受到接触压力，不便调整坐姿，排除压力的效率也差。另外，人体长时间坐着柔软的椅垫物上，一般选择较硬的座面。教室中座椅的座面实际上较硬，我们对新设计的座椅仍采取较硬的座面，这样有利于学生学习时提高学习效率，达到最佳的工作状态。

2.6靠背的高度

座椅的设计必须提供正确的腰部曲度，使脊椎处于自然均衡状态。成年 人腰部前弯曲率厚度约为1.5~2.5cm，纵向弧度约为25cm半径，中心位置均 为座面上方23~26cm处，而腰椎的支持点位置则应稍高一点，以达到支撑人 体背部重量的目的。靠背的尺寸与臀部底面到肩部的高度及肩宽有关。其高 度尺寸值如有座垫椅面时，必须取自人体坐定受压后的座面。高靠背对于某 些工作（例如打字），可能会妨碍到手臂及肩部的动作，此时则应采用支撑腰 部区域的低矮式靠背。因此，必须根据使用场合不同采用不同的靠背高度， 靠背高度的范围宜为46cm~61cm。实际教室靠背的高度保持不变，仍为520mm, 并且在460mm~610mm之间，符合人机设计的要求。对靠背腰部支持的设计， 因为是工作用椅，并非休息用椅，我们忽略其设计（弧形状），但仍使靠背与 人体相贴合。 2.7靠背的宽度

靠背的宽应采用人体数据的第九十五百分位肩宽为宜。这样有利于缓解背 部肌肉紧张。通过对五十位同学肩宽数据的统计和处理，得出第九十五百分 位肩宽的数据为437mm,加上衣服的修正量为13mm，所以新设计的靠背宽度为 450mm，比原来宽了20mm，更加符合人体的生理需求。同时，在设计靠背时， 为了配合落座时人体向后突出的骶骨和臀部柔软的需要。同时又要使腰部能 坚实地配合在靠背上，学者建议，在座垫正上方的靠背必须有一个开口区域， 或向后倾斜退缩，其高度空间至上为70~80mm以上，我们将保持空间高度为 80mm。

2.8靠背角度

与座垫角度一样，靠背角度也具有两种目的，防止坐姿的人体向前滑动

和引导腰弯部位依靠在靠背上。针对用于不同场合的座椅其角度设定也不同， 建议纯为放松身心的休闲椅其最佳角度为105°~108°，而工作椅其可取95 °~105°，学习读书用可取95°~100°，若靠背与座面夹角若小于90°，则 腹部受压迫，而夹角太大会降低人的警觉状态。因此，我们新设计的座椅靠 背角度为98°，符合人体生理需求。

3课桌尺寸计测

3.1课桌高度

课桌高度通常与学生坐肘高相近或稍高于坐姿肘高，一旦桌椅的高度决

定了，则坐姿肘取决于椅高。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 肘部很舒服的得到依靠。如果桌面过低，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），手臂肌肉需同时支撑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多大，都会造成不舒服。设计课桌高度 时，需从两方面加以考虑：一是当座椅高度未定时，通常是以群体坐姿时高 的上线数来设计，并且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高度，应以群体 坐姿大腿厚的上限值来设计，这样的设计高度符合，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应考虑学生放书包书籍用。原 来教师课桌的高度为760mm，则重新设计的课桌高度为778mm，它是由五十位 学生的人体数据的第九十五百分位数的大腿厚度为140mm，加上衣服的修正 量13mm，膝盖的上下活动空间12mm，椅子高度为443mm，桌面洞的高150mm， 再加上桌面的厚度20mm，最终将书桌的高度定为778mm。满足人体生理的需 要。

3.2课桌深度

课桌的深度的设计一般以学生前臂长加手长下限来设计，根据对五十位 学生人体数据的统计分析，得出学生前臂长加手长的下限值为380mm，再加 上衣服的修正量5mm，得出新设计的课桌深度为385mm，较之实际测量的课桌 深度多30mm，更能真正符合人机设计要求。 3.3课桌宽度

课桌的宽度应稍大于座面的宽度。等于坐面的宽度（460mm）加上两座面

之间的间隙（60mm），得出新设计的课桌的宽度520mm，较之实际测量的课桌 宽度多5mm，符合大多数人的设计要求。

4课桌椅在教室的整体布局

4.1坐人侧桌缘与靠背之间的水平距离

实际测量的桌椅的间距为550mm，为了满足身材粗壮的人的要求，将坐人侧桌缘与靠背之间的水平拘留修正为565mm。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，新设计的课桌前后排的间距则以此设计依据得出的数据，满足人体的生理的需求。

4.2教室内过道宽度

实际测量得出现存教室分为三排桌椅，中间一排，左右各两排，中间为7排，每排有10个座位，左排（靠窗户）为7排，每排4个座位，右排（靠门）为6排，每排也是4个座位。我们新设计的桌椅所不同的是中间仍为7排，但每排为8个座位，并且左、右排也留出过道供学生走动。原教室两排之间过道宽度为840mm,现新设计教室中间过道为860mm，左、右排过道为430mm，既符合教室宽度的要求，也考虑到学生进出的方便问题。

5课桌椅的设计

色彩是光线刺激眼睛产生神经冲动再传递到大脑的视觉中枢而形成到的一种感知觉。感知觉的形成经常伴随着复杂的心理过程，在这个过程中人们把眼睛直观的色彩信息与自己的色彩审美心理经过综合处理后产生丰富的心理生理反应。生理反应是由于色彩的刺激而使人生理上产生的相应变化，明度的增加意味着活力的增强，饱和度最易引起情绪的变化，饱和度高和过低都会产生不良情绪影响，不同的色相则会使人产生不同的冷暖感。合理的色彩设计对神经系统能产生良好的刺激，使人体的血液循环、内分泌、消化等系统健康有序地工作。

总

结

在这短暂的几天中，我收获颇多，对安全人机学也有了重新的认识，并在设计中，逐步地将理论与实践相结合，在锻炼能力的同时，也感受到了团结的力量。座椅设计时一项涉及多学科的极富挑战性的设计课题，其考虑的因素必须是多方面的，尤其是它涉及了极其复杂的人体，其中包含了人的形态尺寸、生理心理现象以及运动技能等，更使设计师难以设计出完美的椅子。然而在众多问题的探讨中，无疑人机工程学原则是座椅设计的关键要素。这就更需要集体的智慧，集体的力量。在本次设计中，我们从人机工程学和人机解剖学原理分别讨论了坐姿的优缺点，结合坐姿行为探讨了坐理论及不良坐姿所造成的不舒适感和脊椎疾病，用姿势原状恒定原则分析坐姿行为，并认为坐姿变化时人体在稳定和变动之间寻求平衡以取得折衷的过程，提出了座椅设计的基本原则及座椅设计中的参考数据，为座椅设计提供参考依据。 参考文献: [1]Applied Ergonomics 1991 [2]康兹SA、魏润柏合著

人与室内环境

中国建筑出版社

1985 [3]（捷）施密根M主编 人机功效参数

化学工业出版社

1988 [4]赖维铁主编

人机工程学

华中理工大学出版社

1989 [5]丁玉兰主编

人机工程学及应用

机械工业出版社

1992 [6]马江彬主编

人机工程学及应用

机械工业出版社

1993 [7]封根泉编著

人机工程学

甘肃人民出版社

1980 [8]王云祥、吕衡发、长书琴

人体解剖学【M】

长春：吉林科学技术出版社

2001 [9]郭廉夫、张继华

色彩美学【M】

西安:陕西人民美术出版社[10]简泽民 人类工程学 台湾 徐氏基金会出版社。

[11]郭青山，汪元辉，人体工程设计，天津大学出版社，1994.

2002 9

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