第一篇：我校課桌椅的安全人機工程評價與改進設計

摘 要 : 文章運用人機工程學的原理和方法，以“安全、舒適、高效、健康”的原則，結合設計心理學、統計學等知識，對高校課桌椅的使用現狀及設計存 在的主要問題進行分析，對青年大學生這一使用群體進行問卷調查和人體尺寸測量，就高校課桌椅設計對 青年大學生的生理、心理產生的影響進行分析，最后從設計參數、材料和結構、色彩三方面介紹高校課桌 椅的人性化設計。關 鍵 詞 : 高校課桌椅 人體尺寸 人性化設計 設計參數

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

目錄

0.前 言：....................................................................................................................................1 1 發展歷史..................................................................................................................................1

1.1 研究意義......................................................................................................................1 2 我校課桌椅現狀調查分析......................................................................................................2

2.1 高校課桌椅體系的概念..............................................................................................2 2.2 主要存在問題:.............................................................................................................2 2.3 現有桌椅的功能尺寸測量..........................................................................................3 3 安全人機工程學對現有課桌椅的評價..................................................................................4 4 高校課桌椅設計依據..............................................................................................................4

4.1 高校桌椅設計的人體尺寸依據..................................................................................4 4.2 高校桌椅使用人群的生理狀況..................................................................................5

4.2.1 感覺系統..........................................................................................................5 4.2.2 神經系統..........................................................................................................6 4.2.3 運動系統..........................................................................................................6 針對現有課桌椅出現的問題的具體措施與方法..................................................................6

5.1 座椅高度設計..............................................................................................................6 5.2 座面傾角設計..............................................................................................................7 5.3 座椅靠背設計..............................................................................................................8 5.4 座椅扶手設計..............................................................................................................8 5.5 桌面高度設計..............................................................................................................8 5.6 桌下抽屜與凈空高設計..............................................................................................9 5.7 桌椅的水平間距設計..................................................................................................9 5.8 課桌椅色彩設計........................................................................................................10 5.9 新設計的桌椅............................................................................................................10 6 總結........................................................................................................................................11 7 參考文獻................................................................................................................................11

0前 言

進入21世紀以來，隨著我國高校招生規模的不斷擴大和高校信息化進程的逐步加快，大學校園硬件建設高速度發展，各類先進設備不斷引入，提高了學生的學習效率，但同學們每天大量使用的課桌椅卻并不盡如人意。根據網上發布的一些統計資料，發現高校課桌椅的設計存在著許多問題，致學生的身體疲勞、視力下降、要不損傷、勁椎病等諸多現象增多，嚴重影響了學習效率及身體身體健康。因此健康舒適人性化的高校課桌椅審計問題亟待解決。發展歷史

我國學生的課桌椅大體沿襲著西方學校的課桌椅的發展軌跡。從構成的材質和發展歷史看，兩者并無明顯不同，都經歷了雜木制造（第一代）——鋼木合（第二代）——硬塑替代階段。從外形看，由單一的形態逐漸過渡到升降式、連式等更符合人體工學的多種形態。而且，隨著青少年身高、體重的變化。國外都存在課桌椅標準再修訂的問題，但也有不同，主要體現于課桌椅的擺放問題，相對國內的普遍整齊劃一，國外學生課桌椅的擺放則靈活多樣。我國教育事業從開辦有規模的學校算起，已有100多年歷史，學生用的課桌椅一直延續采用傳統的雜木制造。改革開放后的80年代初，大城市的少數木制品廠學習國外經驗，從采用鋼木合一制造家具開始，然后采用同樣方法生產我國第二代校用學生課桌椅，代替了部分木制品。鋼木課桌椅雖然經過20多年的發展，已采用機械法生產，但因會松釘、易生銹、使用壽命短等多方面弊病，目前還不能完全替代第一代課桌椅。而在中西部大部分地區的農村學校，學生仍大多在使用雜木制造的第一代課桌椅。而多年使用的事實也證明，鋼木制造的學生課桌椅的品質并不比被教育界公認的第一代木制課桌椅好多少，所以開發時間雖已持續二十多年，發展速度卻十分緩慢，目前也還只能作為過渡產品，代替部分木制品。科技發展日新月異，國外發達國家的高樓大廈的門窗采用的原料已走過“木—鐵—鋁合金”三個階段，10多年前已開始全部進入以硬塑代替鋁合金時期。未來的課桌椅不僅可以調節高度，還有種連式課桌椅，由可調高度的課桌、課椅和可調節距離的連接板組成，它解決了現有中、小學生課桌椅不能調節桌高、椅高、桌椅距離的問題，適用于各個年齡檔次、各種體形的學生使用，可針對每個學生的個體情況調節至完全符合課桌椅衛生標準的狀態。

1.1 研究意義

（1）通過查閱文獻資料，發現目前國內還沒有專門針對高校大學生使用的課桌椅系統進行深入的人機工程學研究，大多只是從一般性、概括性角度論述桌椅設計的文章，如桌椅舒適性研究、家具的人機工程學研究等。因此，在這個背景下，本課題結合國內高校的現實情況，尤其是對產品使用者——高校大學生群體進行生理和心理研究，來填補國內在這一領域的空白，具有比較重要的學術價值。（2）高等學校進一步擴大招生規模的決策出臺后，全國普通高校招生人數和在校人數明顯上升。國家將增加對高教的投入，高校后勤社會化改革也在逐步深入，高校硬件建設應該上一個新的臺階。而高校課桌椅作為和大學生息息相關的硬件設施，其設計科學合理顯得尤為波切，這是研究本課題的社會意義。綜上所述：為了提高高校大學生的學習質量，減少設計不合理的課桌椅給學生健康帶來的損害，文章將從實際出發，以人為本，針對高校大學生合理選擇人體樣本，進行調查和實測，對測量的數據開展統計分析等研究工作，制定出符合實際的高校大學生人體尺寸標準，并進一步全面分析高校大學生對于課桌椅設計的生理、心理需求，在此基礎上對高校課桌椅的人性化設計提出一套全面科學的設計準則。我校課桌椅現狀調查分析 2.1 高校課桌椅體系的概念

首先，需要明確的是高校課桌椅體系的概念：對不同課程來說，課桌椅的功能和用途存在著區別，從而形成了多品種的課桌椅系列，課桌椅體系正是源于這種品種的差異。根據學校課程的用途課桌椅大致可以分為以下：課本教學、勞作教學、手工教學、美術教學、多媒體教學、音樂教學、實驗教學、計算機教學等。

根據國家標準GB/T3976-2002《學校課桌椅功能尺寸》規定，高校院校課桌椅產品包含兩個品種，即固定式課桌椅和非固定式課桌和課椅。

因此，結合我國高校教育現狀，根據課桌椅的常用形式，選取普通教室課本教學用（非固定）課桌椅系列和多媒體階梯教室用（固定）課桌椅系列兩種課桌椅類型來研究。見圖2—1圖2—2。

圖2—1我校普通教室非固定桌椅

圖2—2我校多媒體固定桌椅

2.2 主要存在問題:（1）課桌下部空間狹小，伸不開腿；課桌太窄，無法擺放課本和文具；座面傾角過大，坐著不舒服；座椅之間間距過小，不方便出入問題。

（2）課桌椅高度無法進行高度調節的問題。（3）課桌椅色彩單

一、造型呆板、的問題。（4）現有課桌椅存在眾多人機問題，對人體腰部、頸部、肩部、背部造成傷害。現有課桌椅用材浪費不環保，不物美價廉、經濟適用。

2.3 現有桌椅的功能尺寸測量

根據國家標準GB/T3976-2002《學校課桌椅功能尺寸》的規定，結合本課題的需要，最終確定高等院校課桌椅的主要功能尺寸參數包括14項數據，其測量說明及測量結果如下：

桌面高（h1）：從地面到桌面前緣最高點的垂直距離； 桌下凈空高（h2）：從地面到桌面的前緣底部的垂直距離；

桌面深（t1）：桌面后緣到前緣的水平距離；桌面寬（b1）：桌面的水平寬度； 座面高（h4）：從地面到椅座面前緣最高點的垂直距離； 座面深（t4）：椅座后緣到前緣頂點的水平距離；

座面傾角a：椅座面水平面的夾角；靠背傾角β：桌面與水平面的夾角。

另外，還包括靠背點距座面高、靠背下緣距座面高（h5）、靠背上緣距座面高（h6）、桌椅高差（h1—h4）、桌椅水平距離（l）等設計參數，如圖2—2所示

圖2—2 桌椅各數據測量示意圖

表2—1 我校桌椅的功能尺寸的實際測量結果 單位mm 功能尺寸

桌面高（h1）桌下凈空高（h2）桌面深（t1）桌面寬（b1）座面高（h4）座面深（t4）座面寬（b3）座面傾角（a）靠背傾角（β）

靠背點距座面高（？）靠背下緣距座面高（h5）靠背上緣距座面高（h6）桌椅面高差（h1—h4）桌椅水平距離（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 安全人機工程學對現有課桌椅的評價

高校大學生使用的桌椅，介于工作座椅和休息用椅之間，就坐者有時要身體前傾低頭讀、寫、有時身體要后傾聽或說兩種狀態，持續時間較長，對舒適度有一定要求。再結合課堂這個特定環境，學生在使用課桌椅的整個過程中，對于舒適度而言，不是越舒適越好，只需保持基本的舒適度即可。尤其是教室課桌椅，學生在坐著上課的過程中，既要保證就坐的基本舒適、健康，又要保持學生聽課中一定的緊張度。如果不舒適，會使身疲勞，造成各種病癥，有損健康；如果過于舒適，又會使學生過渡放松，甚至混混欲睡，影響聽課效率。

據觀察我校一些課桌椅的設計使用情況，發現有以下幾點不符合安全人機工程學：

1）我校座椅沒有扶手：學生聽課累時沒地方放手，沒地方支撐，無法減少疲勞，不符合安全人機學的“舒適”原則。

2）我校座面傾角過小，學生直腰正常坐姿時看書較累，不能提高學習效率，不能滿足安全人機工程學的“高效”原則。

3）教室座椅靠背傾角過小，無法滿足學生靠背聽課卻可以不需要抬頭即可看到黑板的欲望，也不符合安全人機工程學的“舒適“原則。

4）教室座椅與桌子的水平間距距離較小，導致有一人在座時，別的人無法自由出入，也不符合安全人機工程學的“舒適”原則。

5）教室桌面邊角為尖銳形狀，不是圓滑形狀，不符合安全人機工程學的“安全”原則。6）教室桌椅色彩不符合安全人機工程學的美觀與舒適，易使學生產生疲勞現象。高校課桌椅設計依據

4.1 高校桌椅設計的人體尺寸依據

要想使高校桌椅產品最大限度地滿足大學生在健康、安全舒適上的需求，就必須在產品設計時充分考慮人們的生理、心理特征。而在人的生理特性中，最基本、最核心的是人體的尺寸數據，高校大學生的人體尺寸是校園桌椅產品尺寸的科學依據。在互聯網的各種搜索，發現眾多調查研究顯示：從1995年至現在，我國12歲至17歲青少年的身高體重明顯增加；男生身高增高69mm，體重增加5.5kg，女生身高增高55mm，體重增加4.5kg。由此可見，21世紀新一代的高校大學生人體尺寸將有更大的增幅，高校桌椅產品所依據的人體尺寸標準有待更新修改。

表4—1《中國成年人人體尺寸》身高百分位數據

[2]

單位mm 男（18—25歲）P1 P5 P10 P50

P90

P95

P99

女（18—25歲）P1

P5

P10

P50

P90

P95

P99

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

圖4—1人體各項數據示意圖

4.2 高校桌椅使用人群的生理狀況 4.2.1 感覺系統

感覺是人腦對直接作用于感覺器官的客觀事物個別屬性的反應，感覺是人們了解外部世界的渠道，也是一切復雜心理活動的基礎和前提。人的感覺類型有視覺、聽覺、嗅覺、味覺、皮膚感覺、本體感覺等。認得感覺器官接受內外環境的刺激，將其轉化為神經沖動，通過傳入神經，將其傳至大腦皮層感覺中樞，便產生了感覺。根據課題需要，對于高校大學生使用課桌椅的狀態，主要介紹視野和視距、皮膚感覺和本體感覺三部分。1）視野和視距

視野是指人眼能觀察到的范圍，一般以角度表示。

視野按眼球的工作狀態可分為：靜視野、注視野和動視野三類； 在人的三種視野中，注視野范圍最小，動視野范圍最大。

人機工程學中，一般以靜視野為依據設計有關不件，以減少人眼的疲勞。圖3—2為靜視野在水平、鉛垂兩個方向上的最佳值。

圖3—3為人眼在垂直面的視野范圍，在垂直面的最大視野范圍大約為120度，人的自然視線低于標準視線，坐姿時最佳范圍15度，觀看最佳視區為30度范圍內。

[1]

[1]

圖4—2人體靜視野范圍 圖4—3人體垂直視野范圍

視距是指人在控制系統中正常的觀察距離。觀察各種顯示儀表時，若視距過遠或過近，對認讀速度和準確性都不利，一般應根據觀察物體的大小和形狀在380~760mm之間選擇最佳視距。2）皮膚感覺

皮膚是人體上很重要的感覺器官，感受著與外界環境中與它接觸物體的刺激。對于高校桌椅設計，是指學生在使用過程中的觸壓、疼痛、光滑或粗糙等感覺。比如高校大學生在使用桌椅的過程中，身體受到刺激強化到某一程度，痛感就隨著刺激出現。

4.2.2 神經系統

神經系統是人體最主要的機能調節系統，人體各器官、系統的活動，都是直接或間接的在神經的控制下進行的。大學生在使用教室或圖書館桌椅學習時，不論是讀寫或聽說的狀態都是通過神經的調節作用，使其對外界環境的變化產生相應的反應，從而與周圍環境之間達到協調統一，保證人的操作活動得以正常進行。神經系統分為中樞神經系統和周圍神經系統。

4.2.3 運動系統

運動系統是人體完成各動作和從事生產勞動的器官。由骨、關節和肌肉三部分組成。全身的骨關節連接構成骨骼。由于肌肉的收縮與舒張牽動骨，通過關節的活動而能產生各種運動。針對現有課桌椅出現的問題的具體措施與方法 5.1 座椅高度設計

適宜的座椅高度應該使就坐者接近于水平、小腿自然垂直，腳掌平放在地面上，這時小腿在地面獲得支撐，可降低大腿的體壓及背肌緊張，輕松實現上身平衡穩定。故座面不能過高，否則矮身體的人小腿懸空時，使大腿底部柔軟肌肉受椅面前緣的壓迫，長時間這樣坐，則使腿部血液循環受阻，產生麻木腫脹感；且座面也不能過低，否則高身材的人座時骨盆后傾，正常腰椎曲線被拉直，增加背部肌肉負荷，易產生腰酸背痛，如圖4—1所示

圖5—1座面過高或過低示意圖

高校座椅高度的設計屬于男女通用產品尺寸設計問題，只要保證身材矮小者雙腳獲得支持，達到上身平穩穩定，則對身材高達者一定沒問題。查閱文獻資料，得到身高及人體坐姿相關尺寸的統計結果P10女=385mm，加上穿鞋修正量（+20mm）和穿褲修正量（—6mm），得到座高數值約為400mm。因此，座椅高度尺寸以400mm—420mm為宜。又因為P10男=420mm，以及引入穿衣修正量（+20mm），兩者相差40mm，因此為了增加座椅高度的滿意度，可以適當提高座椅高度，因為座椅和桌子高度固定，可以為矮個女生設計一個腳墊。

5.2 座面傾角設計

圖5—2參考文獻數據資料

由于大學生在聽課過程中，身體要長時間持續的前傾讀寫，上自習時更是長期保持前傾伏案姿勢。若座面前緣是凸翹起的，即傾角a為正值，那大腿接近腘窩處都會受到讓人感覺不適的很大的體壓，并且腹部也會感到不良擠壓。根據查閱有關文獻資料，前傾坐姿時，座面傾角是負值、大腿與上身角度大于90度時，椅面的體壓分布相對合理。計算的arctanα=arc（4/45）=50

所以根據大學生前傾坐姿的需要，得到高校座椅的座面傾角應設計為負值，一般為-5度。5.3 座椅靠背設計

高校大學生在上課或學習的過程中，除去前傾伏案讀寫的姿勢，就是后仰看聽說的姿勢。后傾時，靠背可以使軀干得到支撐，承受一定的符合，減輕對臀部、腰椎和下肢血液循環的壓力，身體的后仰支撐還可以保持一個良好的視界，學生不必仰起頭來看黑板或屏幕，減輕了頸椎的不適。平時我們認為坐著舒服，這只是對腳而言的，其實要不卻一直處于不合理的狀態，所以座椅靠背在腰部必須有支撐。查閱資料得到表5—1，為日本人機工程學者小原二郎等人設計的四種靠背椅形式及適用條件。對于大學生使用的座椅，其靠背的功能設計要點在于維持脊柱的良好形態，要避免腰椎的嚴重后凸。因此，座椅靠背需要基本滿足腰部支持，使靠背的凸出壓入腰凹之內，以保證腰部得到充分的支持。

表5—1四種座椅靠背形式及其適用條件

名稱 支撐特性 支撐中心位置

靠背傾角 座面傾角 適用條件

低靠背 中靠背 高靠背 全靠背 1點支撐 1點支撐 2點支撐 3點支撐

第三四腰椎 第八胸椎骨 肩胛骨下部 高靠背的2點支撐再加頭枕

90度 105度 115度 127度

0度 4~8度 10~15度 15~25度

工作椅 辦公椅 部分休息椅 安樂椅等

據資料顯示，我國成年人腰椎部中心位置約在座位上230—260mm處，靠背點距離座面尺寸為230—260mm較適宜，即靠背點高度，應比國家標準略微高些。根據上表數據與測得的各項數據顯示，學生用椅的靠背傾角β：

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

??π-arctan??180arc—（2.97）?98.5。??95，115??所以座椅靠背傾角選擇95~105度，屬于工作椅和辦公椅之間。

5.4 座椅扶手設計

扶手設計的關鍵參數是它的高度，扶手不可設計的太高，太高的扶手將使肩膀高聳而成圓狀，使肩部與頸部的肌肉拉伸，產生僵硬痛苦；而太低的扶手則使手肘支撐不良，導致彎腰或使軀干斜向一側。高校座椅設計依據的人體尺寸百分位數位（P50男+P50女）/2，查閱的P50男=284.0mm，P50女=275mm，姿勢修正量為—44mm，則（P50男+P50女）/2=235.0mm。由于公用座椅的扶手的高度宜略小于這個數值，所以取230mm。

5.5 桌面高度設計

設計桌面高度時，可以從兩個方面加以考慮：一是當座椅高度未定時，通常是以群體坐姿肘高的上限數來設計，這樣的設計可使手臂肘部得到依靠，減少學生書寫時的疲勞：二是當座椅高度一定時，桌面下緣至座椅面的距離，應以群體坐姿大腿厚的上限值來設計，并考慮使膝部有一定的上下活動的余地。而桌面上緣的空間則考慮學生放書包、書籍用。

由于桌子是坐著使用的，所以確定桌面高的正確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

高校桌面高度設計以坐姿肘高為尺寸依據，選取男生90百分位作為上限值，查閱的P90男=307mm，再適合附加穿衣修正量—6mm，則桌椅高度差約為300mm時，桌高在700mm—720mm內比較適宜，同樣滿足國家標準中桌椅高差h1—h4=320mm。圖5—3為國家標準GB/T3326—1997男女通用的中等尺寸的辦公桌椅要求，與高校桌椅最佳尺寸相符。

圖5—3桌椅新數據示意圖

另外，針對于階梯教室的固定式桌椅的高度差數值僅為190±10mm，這是完全不合理的。由于座椅與后排桌前前側一體化，然而在設計兩者高度差的時候未考慮階梯教室的地面的高度差及臺階的高度，以至于造成學生就坐的座面和伏案的座面的高差減小，腿部活動空間受限。所以，對于階梯教室的固定一體化桌椅，為了保證大學生合理的坐姿空間，其后側桌的高度=桌椅高度差（300mm）+臺階高度。

5.6 桌下抽屜與凈空高設計

由于桌子凈空高不夠導致學生在桌子底下腳伸不開，而由于桌子的適合高度為700mm—720mm，為了保證課桌下部空間尺寸，則課桌抽屜尺寸小于100mm，這就導致抽屜無法完成收納學生物品的功能，形同虛設。

所以，為了解決桌下空間尺寸和抽屜功能的矛盾問題，并且抽屜設計位置不影響桌下腿部活動空間的位置。

解決此問題可以從以下三方面考慮： 1）使抽屜深度減小 2）將抽屜設置于下部空間 3）將抽屜設置于座椅下部閑置空間

5.7 桌椅的水平間距設計

桌椅水平距離是桌近緣向下所引垂線與座椅前緣之間的水平距離。這個尺寸空間的設置直接影響大學生使用桌椅時的坐姿，是一個決定性的重要因數。

這個問題主要出現在多媒體教室的固定式桌椅，由于室內空間有限，教室容量較大，桌椅大多固定于地面上，此時，就要嚴格科學的考慮學生的實際使用情況來設定桌椅的水平間距。

一般大腿厚的上限數值為設計依據，這樣可以使人較方便地進出。坐姿大腿厚的P90男=154mm，加入適當功能修正量10mm，所以一般以160—200mm為宜。

5.8 課桌椅色彩設計

色彩三要素：色相、色彩的相貌；明度，色彩的明暗程度；彩度、色彩的飽和程度。在高校桌椅設計中既要保證課桌椅單體色彩的美觀，對大學生產生的心理作用，還要保證各種色彩在教室環境內的協調性。總體來說課桌椅的設計要求色彩明朗、精神飽滿。因此，選取一些冷暖適中的色彩，并提高色彩的明度、降低色彩的飽和度就是折中的好辦法。這樣可以選取紅橙黃色或者藍青色等顏色。這樣既可以創造愉悅的氛圍，又不至于使學生過于興奮，達到輕松愉悅的環境氛圍。

[5]5.9 新設計的桌椅

新設計桌椅見附圖1，新設計桌椅功能尺寸見表5—2，單位：mm

表5—2高校新設計桌椅功能尺寸 單位mm 功能尺寸 桌面高 桌下凈空高 桌面深 座面高 座面深 座椅扶手高 座面寬 座面傾角 靠背傾角 靠背點距座面高 靠背下緣距座面高 靠背上緣距座面高

桌椅高差 桌椅水平距離

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 —

多媒體教室固定 700~720 600 400 400~420 400 — 400 0度 95~100度 230~260 125~200 350~400 300 160~200 6 總結

本課題采用理論與實踐相結合的方法，首先運用人機工程學的基本原理和方法，對高校桌椅使用現狀進行人機學評價，提出現有產品存在的具體問題；然后對舊的國家標準GB10000—88《中國成年人人體尺寸》的數據進行了更新和補充，使人體尺寸在高校桌椅設計中應用更符合實際，更具科學性。本課題的結論：

1）對現有高校課桌椅設計進行人機工程學分析和評價，提出其中存在的桌椅高度、座椅靠背、桌椅傾角、桌椅水平間距設計不合理的問題。

2）對高校桌椅使用人群進行生理、心理分析，全面研究人機系統中“人”的因素

3）運用人機工程學基本原理，對高校桌椅的解剖學、生物力學特性等因素進行深入分析。在此基礎上，將人體坐姿尺寸數據實際應用于高校桌椅產品設計中，全面分析高校桌椅功能尺寸的人體尺寸依據，并最終制定出一套科學合理的功能尺寸標準。參考文獻

[1]GB/T3976—2002《學校課桌椅功能尺寸》[M]，北京，中國標準出版社，2002 [2]GB10000—88《中國成年人人體尺寸》[M]，北京，中國標準出版社，1989 [3]張力,廖可兵編著.安全人機工程學[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2002.6 [4] 汪安圣，心理學及其在工業中的應用[M]，機械工業出版社，1987 [5] 黃國松，色彩設計學[M]，北京，中國紡織出版社，2001 附圖1

第二篇：人機工程作業---設計改進案例

垃圾桶的改進設計

設計讓生活更美好------

人機工程作業

課題：垃圾桶的改進設計

姓名：

學號：

指導老師：

時間：2013.12.10

垃圾桶的改進設計

設計讓生活更美好------

垃圾桶的改進設計

設計讓生活更美好------設計，讓生活更美好

———垃圾桶的改進設計

我們生活在一個人類創造出來的世界里，每天的衣食住行睡，吃喝拉撒用，無不是在設計的基礎之上。設計的合理，我們心情愉悅省時省力還省心，設計不符合人機工程學原理，那么我們只有惆悵的份兒了。從“以人為本”的角度考慮，足見設計符合一個符合人機工程學的世界是多么的重要！

然而理想的社會中的社會理想并不一定都會實現，我們的生活中就有數不清的缺乏創意甚至是缺乏生活常識的設計。先講一下學校里的事情：

1）餐廳的托盤，這個每天都要與我打三次交道的家伙，每天都已濕漉漉的狀態出現，雖然這足以使我相信，它是被洗過的，但當我面對它時，總會想起它的水滴是有油膩的。2）又比如，學校的小路，并不是每一個大學生都有簡單愜意的生活，為了考試他們不得不跑，在教學樓群與環樓群的路之間，出現了“一步邁兩格太大，一步一格又太小”的奇葩石板路，而且不止在華僑大學，在幾個不同的學校里，我都感受過它的存在。3）說起路，不得不提餐廳和刺桐苑相連的地方修的這幾步臺階，我不得不說，這是個失敗透頂的設計，從它旁邊被走出的新路和被車子軋死的花木來看，設計不合理妄圖以人的高素質來彌補這簡直是做夢。4）還有，有誰能告訴我，洗澡的噴頭每次都對準了浴室門下端唯一的小百葉窗噴水，到底是不是預先設計好的。

垃圾桶的改進設計

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然后再來數點一下社會上的不合理設計：

1）為什么衣服標簽要縫在脖領處，還縫那么牢，手撕得都很難，這已經超出脖子很難受的范圍，我的心也難受。這是個世界性的難題，但我似乎從來沒發現創造這個難題的目的是什么？ 2）對于一個不上網會死的我來說，每次登陸一些私人賬戶被要求輸入賬號密碼已經感覺無力的情況下，還要輸一堆根本就看不清楚的驗證碼是幾個意思，這根本不符合正常人類認識世界改造自然的馬克思主義觀。3）可樂瓶，有時不只是可樂瓶才會有這個問題，一些蜂蜜果醬的瓶子也是這樣，瓶蓋擰不開。為了密封效果而將其設計的難打開可以理解，但至少要提供幾款可操作方案，不可能讓每個愛喝可憐的女生都帶著男朋友上街吧，當然帶著錘子吃蜂蜜也不雅。4）USB接口，有時把插口對準孔插過去，進不去，換個角度仍然不行，然后??然后再換個角度，恭喜自己，成功了。這或許是說明，USB接口是

個

四

維

世

界的存

在。

雖然這些設計不合人們的感受但它們多數已經成為主流，我們不喜歡，不習慣，也講究著過了那么多年。有的甚至上升為行業標準，比如USB接口。但并不是接受的東西就可以不求改變，不在創新。當人們發現新的更符合應用習慣的新的設計時，人民很容易拋棄舊的產品，再大的市場份額也無所謂潮流，如諾基亞 2

垃圾桶的改進設計

設計讓生活更美好------曾經是手機里的領導者，但3G智能時代到來時，固守所謂的“商務機”理念，最終會失去搶占市場的先機，但幡然悔悟，早已大勢已去。

世界著名作家、大思想家斯賓塞.約翰遜曾經說過“唯一不變的是變化本身”，不符合人機體驗的產品如果不去變革自身就要被淘汰。人類設計是進步的社會，產品的功能在過去和現在會遵從不同的功能，如手機，如果現在仍將其定位為短信電話工具，無疑這家公司會死去，這種不變的產品理念早應該死去。同樣當我們脫離了溫飽的低級層次，開始追求精神層面的更高的品質生活時，一些常規的產品也需要有些設計的創新和改變，才能更符合人們的生活需要。比如，垃圾筒：

無論垃圾桶的功能怎樣變化，造型多么奇特，想到垃圾桶我們的第一反應是要丟垃圾的。這種聯想就像是廁所是不潔凈的一樣直接。（今年清明節期間去往福建漳州的天福茶博物院喝茶，看到其老總為了證明其廁所的百分之百干凈，在廁所宴請賓客的照片，感動震驚！勇氣可嘉，聽說此事當年在全國還刮起了一股潔廁**。）

華僑大學的校園里有幾類垃圾筒，但不管按什么標準分類，也不過是綠色、藍色，有蓋、無蓋，圓形、方形，里面有垃圾袋無垃圾袋值差。3

垃圾桶的改進設計

設計讓生活更美好------

如今的垃圾筒在高度尺寸的設計上已經基本做到合理，生產廠家根據不同的消費市場將客戶分類，如在校園內，我們不需要彎腰或者抬臂就可以將垃圾丟進桶內，如圖A=100cm。

但是有蓋和無蓋兩類垃圾桶的區別就是，無蓋的一種可以讓我們輕松將垃圾丟進，但有蓋子的需要我們先把蓋子頂開才可以，除非我們丟進筒的是幾公斤重的物體，不過相信，那么大的垃圾也不太需要入筒，還是無蓋的比較方便。但無蓋的垃圾筒方便了人民的同時，也方便了老鼠，蒼蠅，蚊子等經常傳播疾病的有害生物。衛生方面考慮還是有蓋的更實用。

正如之前分析，有蓋的一種是我們宿舍等公共生活區常見的一類垃圾桶，分布較廣。但由于丟垃圾時會有用手去觸碰垃圾桶蓋的不潔凈體驗卻讓我們反感，有時我們可以借助所要丟棄的垃圾完成掀開桶蓋的動作，但一旦一次動作不成功，或者將垃圾丟在了外面，需要重復前一動作時，我們就很可能放棄。此時素質的高低又稱為檢驗設計合理度的唯一標準。我們怎樣才能既保證密封作用，又能使我們丟垃圾時不用直接用手接觸骯臟的桶蓋呢？

方案一：腳踏垃圾桶。腳踏式垃圾桶也是應用較廣的一類，但其仍然不能成為主流，其缺點是顯而易見的，其結構一般為腳踏式外殼和內置垃圾桶組成，外殼由于容易積累灰塵其不易清洗而飽受詬病，再者，其機械式傳動結構無法保證

垃圾桶的改進設計

設計讓生活更美好------其功能結構的長久。但此結構卻解放了雙手，無論如何我們心里都會接受，讓腳去代替手來做臟活累活的，更何況是用腳底呢。

方案二：側開式垃圾桶。其實這種垃圾桶并不能改變其不能密封的問題，而且在一定程度上減少了垃圾桶的容量，也不太適合人們的拋物體驗。我們垂直丟物要比從側面拋物更加容易。

垃圾桶的改進設計

設計讓生活更美好------針對以上兩種方案討論，我做出以下的設計改進：

結合腳踏式垃圾桶以腳代替手來翻轉桶蓋免去不潔體驗和側開式垃圾筒從側面拋物的特點，利用腳踏式垃圾桶的思路，我們可以設計通過用腳施力將垃圾筒身傾斜來完成開啟桶蓋，然后在動作完成后，讓筒身通過其自身重力回復原來與垃圾筒的固定蓋子密封的狀態。

其筒身自為一體，基座和筒蓋合為一體，同時為了使筒身清洗時更加方便，其筒蓋與筒身采用桿狀支架連接，支架中間設置可使筒身讓其大角度轉動的軸心。筒蓋和基座靠近筒身的一側設計為弧形確保筒身的自由旋轉。

垃圾桶的改進設計

設計讓生活更美好------

垃圾桶的改進設計

設計讓生活更美好------特點：

1、平時密封建設害蟲的滋生。

2、可以用腳完成開啟筒蓋的動作。減少不潔體驗。

3、使用完畢，依靠自身重力完成回復閉合。

4、支架式筒身支撐，方便清洗。

第三篇：專業教室課桌椅設計及人機分析

專業教室課桌椅設計及人機分析

摘要

運用人機工程學的知識，探討設計藝術學院教室中的設施（黑板、講臺、課桌、課椅）的布置和尺寸與人（教師、學生）的功能尺度相協調的關系，然后分析現用教室存在的問題，根據人機工程學原則設計適合我們使用的教室，從而達到減少教師和學生上課時的疲勞，提高教學效果的目的。

關鍵詞：人機工程、人體測量、課桌、課椅、布局、設計 引言

專業教室是學校從事教學活動的一個重要的基地，是教師和學生工作、學習的場所。宜人的教室環境和人機設計是影響老師教學及學生學習效果的一個重要因素。由于人體各部位的尺度因人而異，為使各種與人體尺度有關的教室設施（黑板、講臺、課桌、課椅）的設計，能符合人的生理特性，讓不同的人在使用時都處于舒適的狀態和適宜的環境之中，就必須在教室設施的布置和尺寸設計過程中，運用人機環境之間相互關系的系統理論來進行分析研究和設計。

在人機工程學中，人體尺度的測量數據常以百分位數來表示，產品設計中最常用的是第5%、第50%、第95%三種百分位數。要設計出讓人滿意大的產品就必須有可靠地數據統計及分析。

這個項目我們主要研究和設計的項目主要有：

一.學生椅子

二.學生課桌

三.講臺

四.黑板

五.課桌椅的布局

設計要以人為本，應該從人的需求方向出發。為了了解學生對教室環境的感受和要求，方便研究分析和設計，我做了30份問卷調查，調查題目如下：

設計院專業教室問卷調查

教室是我們學習、答疑解問的地方，和我們的生活密切相關，為了調查我們設計院教室的現狀，了解同學們的意見和建議，更為了設計良好的學習環境，下面做出了一些問題調查，希望同學們配合參與。1.請問您的性別（）。A.男

B.女 2.您的年級（）。

A.大一

B.大二

C.大三

D.大四 3.您滿意你現在所用的專業教室嗎（）。A.滿意

B.一般

C.不滿意 4.您對教室桌椅的布局滿意嗎（）。A.滿意

B.一般

C.不滿意

5.您認為你所用的教室應容納多少人合適： 6.您上課時視線是否被前面同學擋住（）。A.是

B.否

7.您所用的課桌椅是什么材質的（），您希望是什么材質的： A.木質

B.鐵質

C.其他 8.您覺得教室采光情況如何（）A.好

B.一般

C.不好

9．您覺得你現在用的課桌大小合適嗎（）A.合適

B.不合適

C.無所謂

10.您覺得現在用的課桌高度和容腿空間合適嗎（）.A.合適

B.不合適

C.無所謂 11.您覺得黑板的高度合適嗎（）。A.合適

B.不合適

C.無所謂 12.您覺得教室的過道寬度合適嗎（）。A.合適

B.不合適

13.您覺得有有必要設置老師的講臺嗎（）。A.有必要

B.沒必要

C.無所謂

14.上課時喜歡單人單桌還是多人一起坐（）。A.單人

B.多人

15.你覺得上課時前臂壓著桌子邊沿難受嗎（）。A.難受

B.沒感覺

16.你覺你現在用的課桌椅高度合適嗎（）。A.合適

B.一般

C.不合適

17.你坐上椅子后有沒有感覺到椅子邊沿壓著大腿（）。A.有

B.沒有

18.當你下課后想站起來離開座位時有沒有覺得桌子腿阻礙了你的動作（）。A.有

B.沒有

19.你覺得你現在用的桌子存貯空間足夠嗎（）。A.夠

B.不夠

20.要是你坐在前排的邊角上，你會覺得看黑板有困難嗎（）。A.有

B.沒有

C.無所謂 21.你對我們的教室設計有什么建議呢：

下面進行五大內容分析及設計。

一．學生椅子

學生用座椅的設計應以穩定性為主。人體重量要均勻分布于座面上，設計不能過于舒適，以免學生精力不集中，產生懶散的感覺。座面應有適當的硬度，使其有助于體重壓力均勻分布在坐骨結節區域，同時座椅設計還應結構簡單、節省材料并應有利于地面清掃。

為便于學生正向觀看黑板傾聽教師講課，現就教室連排固定座椅的尺寸設計作一分析。1.椅面高度設計

適宜的椅面高度應使就坐者大腿近于水平，小腿自然垂直，腳掌平放在地面上。座面不能過高，否則矮身材的人小腿懸空時，使大腿受椅面前緣壓迫，坐者感到不適，長時間這樣坐，則使小腿血液循環受阻，產生麻木腫脹感。如座面過低，則高身材的人坐時骨盆后傾，正常腰椎曲線被拉直，增加背部肌肉負荷，易產生腰酸背痛感。所以椅面高度以矮身材的人的小腿加足高的數值來設計（見表2），此高度以380~400mm為宜。

2.椅面寬度設計

椅面的寬度必須能容納身材粗壯的人，對于單人使用的座椅，通常以女性臀寬尺寸的第九十五百分位數值進行設計，同時還要考慮冬季著裝的需要對于教室中成排相鄰放置（固定）的座椅，則常以肘間距群體上限值為設計基準，以避免擁擠壓迫感。同時考慮扶手的寬度，使人的雙臂得到支承，如座寬太大，則肘部必須向兩側外伸展以尋求支承，這樣會引起肩部疲勞，所以座寬以400~450mm為宜。對于扶手椅其扶手寬應以500~550mm為宜（見表2）。

3.椅面深度設計

椅面深度是指椅面的前后距離，其尺寸應滿足三個條件：使臀部得到充分的支持，腰部得到靠背的支持，椅面前緣與小腿之間留有適當的距離，以保證大腿肌肉不受擠壓，小腿可以自由活動。如果坐深大于身材矮小的學生大腿長（表2中坐深），則座面前緣將壓迫膝窩處壓力敏感部位，這樣坐的時間長了會不舒適，因此椅面深度的設計應以坐深的第五百分位數值進行設計（表2）這樣，身材矮小的學生坐著舒服，而身材高大的學生，只要臀部能得到支持，也不會在大腿部位引起壓力疲勞。

綜上分析，椅面深度應以400mm左右為宜。

二．學生課桌設計

1.課桌高度設計

課桌高度通常應與學生坐姿肘高相近或稍高于坐姿肘高。一旦椅座面的高度決定了，則坐姿肘高取決于椅高。因此，課桌高度應與一定的椅高相適應。學生用課桌主要用于記筆記及放置課本，其高度的設計應滿足學生記筆記時手臂肘部很舒服地得到依靠。如桌面過低，又要保持身體較正常的腰椎曲線，則必懸臂書寫，這時，雖然筆的重量很輕，但是由于力臂較長（筆到肩部的距離），手臂肌肉需同時支持手臂本身重量和筆的重量，使人的肌肉很易疲勞，若尋求肘部依靠在桌面上，則必彎腰弓背，引起腰部不適。如果課桌過高，則桌面的前沿壓著前臂，或者手的上臂在肩部外展角度過大，都會造成不舒服。

設計課桌高度時，需從兩個方面加以考慮。一是當座椅高度未定時，通常是以群體坐姿肘高的上限數來設計，這樣的設計高度可使手臂肘部得到依靠，減少學生書寫時的疲勞；二是當座椅高度一定時，桌面下緣至座椅面的距離，應以群體坐姿大腿厚的上限值來設計，并考慮使膝部有一定的上下活動的余地。而桌面上緣至下緣的距離則考慮學生放書包、書籍用。

若以前面分析的椅面高度400mm來設計，見表3，大百分位坐姿大腿厚為151mm，著裝修正量加13mm，同時考慮膝部上下活動需要，取170~180mm。桌面上下緣距取150mm，則課桌高度以720~730mm為宜。

2.桌面寬度設計

桌面寬度的設計一般以學生前臂長加手長下限來設計，通常以350~400mm為宜。3.課桌前后排的間距設計

此間距設計常以坐深加上大腿厚的上限數值為設計依據，這樣可以使人較方便地進出，一般以550~600mm為宜。4.桌面長度設計

以稍大于坐寬，即以500~550mm左右為宜。

三．講臺設計

講臺是教師上課的舞臺，是教師上課時擺放書籍和教案的地方。教師在上課時有時要翻閱講臺上的教案，從人機工程學角度來講，當人站著工作時，桌面高應與人的肘部相平或稍低于人的肘部高時，人體最不易疲勞講臺高度若過高，則個子較矮的人翻閱教案時，手臂外展較大，使人不舒服若講臺過低，則個高的教師眼睛到教案距離過遠不易看清教案，需彎腰弓背方能看清，這樣極易造成腰酸背痛的感覺。綜合分析，講臺高度以較矮女性站立時肘高設計較好見表1，此高度為900~1000mm。這樣可滿足個矮人的需要，對于個子較高的人眼睛至講臺面的距離在710mm左右，此距離在人的正常視距范圍之內。

講臺的長度以人肘部上展與肩峰同高時，兩肘之間的距離為宜，通常在900~1100mm之間。

講臺的寬度以人前臂向前平伸（上臂下垂）時的長度（包括手長）為宜，通常為400~500mm。

四．黑板設計

黑板是教師上課時板書、掛圖及學生注視的地方。在當前的講課或作報告的過程中，傳統的黑板還是主要的教學設施之一，黑板高度設置的合理性，對于教師充分利用黑板的空間，減少書寫的不適性，以及板書的工整、學生清晰地觀看到黑板上的板書或掛圖，都具有實質上的意義。

黑板高度的設計，涉及兩個尺寸的定位，一個是黑板下緣的高度，根據人機工程原理和人體的生理結構特點，在人體保持正常的站立姿勢時，手執握粉筆板書的最低高度應是人立姿肘部高度，也即人上臂下垂、前臂水平前伸時肘高（上臂與前臂形成90°夾角）。若此高度低于肘高，這時上臂與前臂之間的夾角大于90°，則書寫時筆形很難掌握。

根據我國GB10000-88《中國成年人體尺寸》所提供的數據（見表1），黑板下緣高度應按男性第九十五百分位的肘高來設計，同時考慮鞋高及學生坐姿觀察的高度，所以黑板下緣的高度以1100~1200mm為宜。另一個是黑板上緣的高度，需要考慮兩個方面因素：一是教師手執握粉筆上舉的高度，二是黑板板書的容量。從表1可見，我國成年女性平均手上舉高度為1900mm（表中數據加鞋高）左右，男性為2100mm左右，所以黑板上緣高度以2000~2100mm為宜。當然，此高度為滿足個子較矮的女性教師的需要，還需加200~250mm左右的腳墊。

五．布局設計

1.講臺靠黑板一側與黑板的距離

此空間距離主要是考慮教師轉身板書伸展自如，及教師具有較舒適的活動空間。在具體的設計過程中，以人的手臂前伸長度的上限來設計。講臺后緣距黑板距離以上臂長加前臂長再加手長的第九十五百分位為設計依據，此距離以800~1000mm為宜。

2.講臺靠課桌一側與前排的距離

此距離以一個人通過方便為設計參考，一般取500~600mm。

綜上所分析，前排至黑板距離應為上兩項數據加上講臺寬度，以2000mm左右為宜。為了讓每個位置的同學都能清晰舒適地看到黑板，我給教室課桌布局為V字型布局，這樣前兩排邊角位置的同學可以舒適的看到黑板上的板書，在V字型布局里面，我設計有2人坐3人坐4人坐5人坐幾種不同的組合方案，這樣既能提供不同學生的合坐選擇，也體現我們專業教室的靈活藝術的個性，而且，由于V字型布局里面設計了不同的組合方案，學生課桌的位置前后不在同一直線上，這樣前面的同學就不會擋住后面一排同學看黑板的視線。

第四篇：人機工程論文-鍵盤改進

關于鍵盤的人機工程學研究

1、鍵盤的平面布局

現狀：現在普遍使用的臺式計算機鍵盤為1997年國際標準化組織認證的國際標準鍵盤QWERTY鍵盤,由主鍵盤區、F鍵功能鍵盤區、編輯與定位鍵盤區和數字輔助鍵盤區組成。圖1所示為普通QWERTY鍵盤的主鍵盤區、編輯與定位鍵盤區和數字輔助鍵盤區的布局。

缺點：許多鍵盤加大回車鍵的尺寸來方便敲擊,卻忽略了Back、Space鍵,將其放置在鍵盤主鍵區最右上角,該鍵鍵帽大小也只有12mm×14mm。由于Back Space鍵被設計在遠離J鍵的角落,使用者在進行文本輸入時經常誤按成其鄰近的鍵。在擊鍵時右手被迫騰起,食指離開基準鍵位。這導致了敲擊速度和正確率大大下降。而在實際的作業過程中,Back Space鍵的使用頻率比回車鍵要高4倍以上。所以此鍵的改進設計是一個重點。傳統鍵盤的編輯與定位鍵區設計在鍵盤中部偏右位置。右手在操作鼠標時若要按這些鍵,要么右手放下鼠標操作后又返回點擊鼠標,要么左手伸到鍵盤右部來進行此操作。這使得操作起來極不方便。左右手的分工也不盡合理,一般情況下右手基本上需要“包攬”主鍵盤區中線以右的敲擊任務,約占整個鍵盤的2/3。而且此鍵區也沒有一個起定位作用的基準鍵位,操作時幾乎無法實現盲打。另外鍵位排列不夠科學,定位鍵與編輯鍵的配合脫節,定位鍵與定位鍵之間的配合也不方便。

數字輔助鍵盤區提供給專門數字錄入人員極大的操作方便性,卻忽視了“=”鍵。用戶在編寫程序或進行計算時,習慣將“=”鍵與“+”、“-”、“3”、“/”等運算符聯系在一起。而傳統設計未將“=”鍵集中設計在數字輔助鍵盤區上,用戶在輸入時不得不從數字輔助鍵盤區“跳躍”至主鍵盤區尋找“=”鍵,降低了作業效率。

（圖1：qwerty鍵盤）

1.鍵盤的形狀

用戶在進行鍵盤作業時,雙手放置在基準鍵位上用以定位。按照人的坐姿生理學特征,這種姿勢下兩食指間距約57mm。而且人手的小指較短使得操作者為了保持“正確操作姿勢”而將肘關節外展,前臂內旋,掌部內轉。而鍵盤的鍵面處于同一平面上,即使底部的支撐腳展開給予角度補償,使用者在較短時間內也感覺到肩頸酸痛、手腕疲勞。

另外,鍵盤在形狀、大小、色彩及其布置方面也沒有達到“物”與“人”的各種功能的最優化,需要改進以創造出與人的生理、心理機能更諧調的鍵盤。

2.鍵盤的顏色目前鍵盤的顏色大多數是以黑色為底，白色為字。但是每個鍵的顏色都相同，區分度不大，我認為可以把相同功能，或者常用的幾個鍵設計成同種顏色以使認識更加直觀。

4.個性化的鍵盤為了適應和滿足不同人群的需要，許多廠家還設計了富有個性的鍵盤，這次我將例舉一些突出的作品并加以分析。

三、分析和解決問題： 1.鍵盤的平面布局

對于鍵盤的平面布局，人們做出了兩方面的改進，一方面是改變大體上的形狀和位置；另一方面是通過改變鍵位實現提速。現在先介紹第一種改進方法：

在鍵盤的平面布局設計中運用人機工程學的知識,改進和完善鍵盤的宜人性和舒適性。

操作動作的合理性直接影響操作者的舒適性和工作效率。根據最節約操作動作原則,提出以下幾點改進設計。

主鍵盤區手-鍵盤界面最自然的姿勢為上臂從肩關節自然下垂,與前臂之間夾角70～90°,以保證作業時肘關節受力而不是上臂肌肉受力;還應保持手和前臂呈一直線,腕部向上不得超過20°,腕外展不超過15°;雙手向內相向交叉成60～70°,手指自然彎曲,同手掌一起構成一個半圓形,呈空握球狀;兩手掌間距約100～280mm。

設計主鍵盤區沿中心線各自左右分開,兩基準定位鍵之間距離約80～100mm(見圖2)。

（圖2主鍵盤區整體布局圖3主鍵盤區的部分按鍵布局圖）

左右兩片對稱中心線傾斜15°,且中部稍高,向外部順勢成一定傾角傾斜,可以有效避免肘關節外展、手掌內旋、手指橈偏等引起的肌肉緊張與疲勞。同時這也可以提高點擊正確率,初級用戶可以有效避免中心線上臨界鍵(如5與6,T與Y,G與H等)的誤操作。

Back Space鍵和Insert鍵

原空格鍵按主鍵盤左右分區分開后,左空格鍵功能不變,將右空格鍵(即右手大拇指控制鍵)設計成Back Space鍵,見圖3。運用重復功能有效分割原理,既基本保持了傳統鍵盤的設計風格,滿足用戶作業心理習慣;又極大提高了Back Space這個重要鍵的操作有效性。改進后的敲擊動作右手無須移動,而且敲擊速度和準確率能夠大大提高。用戶在半天內能基本熟練盲打這個鍵。綜合考慮整個鍵盤布局,“Insert”鍵的使用率較低,改放在原“Back Space”鍵的位置。

編輯定位鍵區和數字輔助鍵區

重新布局編輯與定位鍵區,見圖4。將“↓”鍵設置為該鍵區的基準鍵位,與數字輔助鍵區的基準鍵排列在同一直線上,以符合左右手的對稱動作習慣。Delete鍵移至基準鍵的下方,“Home”、“End”、“Page Up”、“Page Down”4個鍵對稱橫向排列,定位鍵之間的配合良好。結合每個鍵的功能,在轉換鍵位時只須手指(食指和無名指)之間切換,改變了原來作業手腕的豎向移動。“Print Screen Sys Rq”、“Scroll Lock”、“Pause Break”3個鍵照舊對應放置。

改進后的數字輔助鍵區見圖5,將“+”鍵拆分為“+”、“-”鍵,在原來“-”鍵的位置插入“=”鍵。

（圖4編輯與定位鍵區布局示意圖圖5數字輔助鍵盤區布局示意圖）

同時將編輯定位鍵區和數字輔助鍵區沿鍵盤中心線對稱分布在主鍵盤區的左右兩邊。

與這種改進方法相對應的是直接改變以往qwerty鍵位布局的第二種改進方法：

不為大多數人所知，qwerty型鍵位最初是從打字機的設計開始的，由于當時機械工藝不夠完善，使得字鍵在擊打之后的彈回速度較慢，一旦打字速度太快，就容易發生兩個絞在一起的現象，從而嚴重影響了打字速度。因此而誕生的qwerty鍵位，就帶有了“在不至于卡住的前提下盡量提高打字速度”的目的，所以速度并不是這種鍵位的專長。

時代不斷進步，技術上的難題被一個個攻破，由此產生了兩種新型的鍵位布局，他們分別是duorak鍵盤和malt鍵盤。

duorak鍵盤

1930年奧格斯特·多冉柯(August Dvorak)發明了一種比QWERTY更優越的DUORAK鍵盤系統，將9個最常用的字母放在鍵盤中列。這種設計使打字者手指不離鍵就能打至少3000多個字。而QWERTY只能做到50個字。DUORAK是通過減少手指的運動量來降低工作強度、提高工作效率的。使用DUORAK，打字者的手指平均每日運動1英里，而QWERTY則是12到20英里。

二戰期間，奧格斯特·多冉柯曾集合14位海軍打字員練習DUORAK，1個月后，他們的速度驚人地提高了68%。DUORAK鍵盤讓右手負擔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進行而不必移動手指。但當時正逢二次大戰，作戰物資缺乏，這種新鍵盤還沒問市就停產了。

作為一種先進的鍵位設計，windows本身已將其列入，現在任何一臺電腦上都可以使用，方法簡介如下：

打開“控制面板→鍵盤”，進入“輸入法區域設置”選項卡，接著單擊“添加”按鈕，將“輸入法區域設置”設置為“英語（美國）”，并在“鍵盤布局/輸入法”欄內找到“美國英語-DUORAK”。確認后，按鍵位置全變了。現在你完全有資本提升自己的英文打字速度了。當然在成功前仍需花時間重新適應新的系統并進行耐心訓練。

malt鍵盤

比DVORAK鍵盤更先進一步的是理連·莫特(Lillian Malt)發明的MALT鍵盤。MALT鍵盤布局它改變了原本交錯的字鍵行列，并使拇指得到更多使用、使“后退鍵”（Backspace）及其他原本遠離鍵盤中心的鍵更容易觸到。但MALT鍵盤需要特別的硬件才能安裝到電腦上，所以也沒有得到廣泛應用。

2.鍵盤的形狀 外形設計

根據鍵盤的平面布局分析來進行其外形設計。主鍵盤區沿其中心線左右對稱傾斜15°,外緣采用圓角、圓弧過渡。而由于在操作編輯定位鍵區和數字輔助鍵區時,手已經能夠基本處于自然狀態,故其平行于中心線設計,但應與主鍵盤區的布局協調。側面在保持原有梯度的基礎上,依照手的自然彎曲弧線設計成大弧度斷面,與腕托渾然一體。腕托的設計應與腕部弧線吻合良好,給手恰到好處的支撐。

定位鍵及細部設計 4個基準鍵位“↓”、“F”、“J”和“5”的定位標識改用與手指指尖弧線相吻合的凸起。空格鍵、Back Space鍵、Enter鍵、Shift鍵等稍大尺寸鍵內置平衡桿,減少彈性差異和晃動。“待機”、“喚醒”和“電源”3個特殊功能鍵采用其他設計風格,圖6所示為一種方案,用以增添整體的活潑性,但要與整個鍵盤設計風格吻合。

（圖6 3個特殊功能鍵）3.鍵盤的顏色

色彩設計應符合人的習慣,整個鍵盤的顏色數目不超過5-7個。鍵盤底板主體顏色風格應與顯示器、機箱等外設相互搭配。

而各鍵區又可在色彩方案上合理布局,增添鍵盤的活潑性和易讀性。4個基準鍵位采用桔黃色醒目標識,米白色主鍵盤區搭配淺紫色編輯定位鍵區和數字輔助鍵區,F鍵功能鍵區淺藍色搭配特殊功能鍵。

4.個性化的鍵盤（1）虛擬激光鍵盤

這個激光裝置可以在桌面或其他合適的介質上投射出一個虛擬的鍵盤，然后把你手指的移動翻譯并傳遞給你的掌上電腦或任何你連接在這個激光裝置的設備。這款港陸創科有限公司研制的激光鍵盤的表現和其他普通鍵盤類似，它利用基于光電識別原理技術可以使用戶在敲擊激光投射的虛擬鍵盤的時候，產生一種和敲擊真實的鍵盤一樣的聲音。

（2）手腕鍵盤

L3公司開發了可以戴在手腕上的電腦鍵盤和可以穿戴的計算機設備。由于具有完全的密封性，使它可以在雨中和其他嚴酷的環境中正常操作。彎曲的背面可以使手腕鍵盤安全舒適的放置在手腕上。

（3）單手鍵盤這款外型怪異的鍵盤是為那些只能單手操作鍵盤的人設計的。這些外型和字母都非常奇特的安排是經過仔細研究過的，它想法設法使你可以迅速而舒適的觸摸到所有的按

鍵。Maltron單手鍵盤已經被很多操作者證明可以達到每分鐘85個字的文字錄入速度。左手和右手的單手鍵盤都有售。

（4）可隨意組合的鍵盤厭倦了你鍵盤上傳統布局了嗎？想擁有一種布置更加便于輸入的鍵盤嗎？這款隨心所欲鍵盤可以保證你按照你所希望的任何方式去布置你的鍵盤，對于編程人員和游戲玩家來說真是太完美了。這款名叫DX1系統的鍵盤，可以用來玩游戲、編程、制作photoshop，并且它可以隨心所欲的布置每一個按鍵。

結語：通過這次對鍵盤的人機工程學研究，我了解到了很多以前不知道的鍵盤知識，掌握了優化細節設計的大致方法。由于學習課程比較緊，沒有多余時間進行實踐操作和隨機調查，這是我這次報告中的不足之處。寒假期間我計劃跟同學一起去電子商場打工，屆時將會有跟多接觸新的電子產品、組裝電腦配件的機會，那時我的知識就會更豐富了。

【參考文獻】

（1）堅迪。qwerty我們與電腦的對話。——雜志《數碼時代》，2009，10：020-023（2）楊明朗，袁桃。基于人機工程學的鍵盤設計。——中圖分類號：TP203；R131 gillian。超乎想象：十款奇特的鍵盤。——網址：http://blog.sina.com.cn/s/blog_5fb6e8120100d8xh.html

第五篇：安全人機工程論文

公交司機的疲勞分析

專業：安全工程

姓名：朱珍珍

公交車司機的疲勞分析

摘要：了解公交車司機疲勞產生的原因、疲勞駕駛造成的后果及影響，以喚起整個社會對司機疲勞程度的重視。然后再根據公交車司機自身獨具的特點，進行進一步地分析研究，并及時采取有效的措施，以減輕司機在駕駛過程中的疲勞程度，改善司機的生活，也造福整個社會。

關鍵詞：公交司機疲勞職業病交通事故

當前，公共汽車憑借其廉價、方便的優勢，已成為現代城市最重要的交通工具之一，因此公交司機的正常安全工作就顯得尤為重要。但事實上，為很多人所不知的是，在行車過程中公交司機會經常性地感到疲勞，影響其正常工作。在一次次教訓面前，我們清楚地看到，由疲勞駕駛引發的災難又是相當嚴重的。因此，對公交司機的疲勞程度進行分析，并采取合理的措施就顯得非常重要，下面就這個問題展開討論。

近些年來，相關專家學者對疲勞也進行了一系列的研究。而隨著對疲勞研究的不斷深入，對疲勞本質的認識也在不斷深化。目前，人們普遍認為：所謂疲勞就是人體發生可以概括為失去功能或打亂這樣的變化，引起生理活動的活動的變化也就是發生機能變化、物質變化、自覺疲勞和效率變化的現象。而疲勞則更是體力與腦力效能的暫時減弱，各行各業的勞動者都會產生疲勞，當然公交司機也不例外。公交司機的疲勞即是指司機在長時間連續行車后，產生生理機能和心理機能的失調，而在客觀上出現駕駛技能下降的現象。一般認為這種疲勞是腦力與體力同時參與的技術性疲勞，處于疲勞狀態中的司機在駕駛時，不僅會給自身，也會給他人帶來一些意料之外的傷害。

一．疲勞產生的原因：

事實上，經過對材料的搜集整理可知，引起公交司機疲勞駕駛的原因也是多方面的，具體如下：

1.工作時間長除了公交公司規定的正常的上班時間，每天早上發車前公交司機要檢查汽車的安全狀況，看看是否需要維修，是否需要加油，此外還需對車進行預熱，打掃衛生等等，這都需要時間。這樣算下來，司機每天需要工作十四五個小時，且有些地方每個月最多休息5天，這些數據讓人震驚，不得不承認，司機從事的真是一項超常工作時間的職業。

2.駕駛過程中精神高度緊張，注意力高度集中考慮到公車獨具的特點，基本上逢站必停，以及路上的紅綠燈，十字路口，司機必須目不轉睛地盯著前方，觀察期每一細微變化，更要在站點處及時剎好車，并按下語音報站系統功能的按鈕，還要注意到乘客的投幣情況（對于無人售票公交車來說）。

3.持續、高分貝的噪聲影響行車過程中，公交司機往往會聽到來自多方面的噪聲：公交車上乘客的談話聲，周邊車輛的喇叭聲，公路兩邊各商家為招徠顧客的音樂及叫賣聲，這些因素都會加重司機的疲勞情緒，使其更容易感到煩躁與疲勞。

4.其他方面的原因此外，公交司機在行車過程中，難免地還會受到受到諸如高溫引起的犯困、駕駛室內的廢氣及通風不暢、車身顛簸、座椅結構設計不合理及睡眠不足等多方面不良因素的影響，更會加劇司機的疲勞程度。

二．疲勞造成的后果：

疲勞往往會使人意識混亂、注意力不集中，而司機的疲勞駕駛則會造成如下主要的后果：

1.多種職業病由之前的分析可知，公交司機是一個典型的高強度、高精神壓力的職業，由于過度疲勞，他們容易患一些有代表性的疾病——職業病。據有關調查結果顯示：80%以上的公交司機的健康狀況令人擔憂，他們都不同程度地還有肩周炎、胃病、頸椎病、腰椎間盤突出等多種疾病，這些疾病都與他們特殊的工作性質和工作環境密切相關。此外，因疲勞過度導致司機猝死的案例也屢見報端，發人深省。

2.疲勞駕駛易引發交通事故處于疲勞狀態時，司機往往無法集中注意力，甚至會出現瞌睡的情況，而這些都是非常危險的行為，極易引發事故。交警部門提供的資料表明，當前特大交通傷亡事故中，因疲勞駕駛造成的約占70%左右，且目前仍有增長的趨勢。而每年因交通事故改變了成千上萬人的生活。更給國家造成了巨大的經濟損失。

三．減輕司機疲勞的措施及建議：

司機疲勞駕駛不僅會給自己，也會給乘客，更會給社會造成不可估量的損失，因此，我們應該采取有效的措施，盡可能的減輕司機駕駛過程中的疲勞。

1.政府應發揮其主導作用，制定并頒布相應的法律條文，把公交司機的工作制度及作息制度等寫入其中，切實維護廣大司機的合法權益，以法律的形式從源頭上減輕司機的疲勞。

2.社會應做好宣傳，教育人們尊重、體諒司機，珍惜他們的勞動成果，具體表現如不要亂扔垃圾，更不要在車上大聲喧嘩，給彼此營造一份良好的環境，同時也減輕司機的疲勞。

3.公交公司要及時對員工進行素質教育和業務培訓，對疲勞駕駛更要高度重視，期間給員工講明疲勞駕駛的危害，并教授員工一些簡單易行實用的克服疲勞的方法；為減少司機的工作時間以達到減輕司機疲勞的目的，公交司機可采取有效的措施，比如分配專人每天負責檢查汽車的安全狀況，并做好記錄；公交司機應盡量改善司機的工作環境，如在車上安裝空調，這樣，炎熱的天氣里，乘客更愿意乘坐公交車，司機也會因涼爽而使心情好起來，從而減輕司機的疲勞。

4.對公交司機而言，則需要合理膳食，加強營養，同時補充足夠的水分。要堅持正常的作息時間，保證睡眠時間和睡眠質量，更要有良好的心態和生活習

慣，要定期進行體檢，及時關注身體的健康狀況（也可由公交公司統一安排進行），開車時不要急著趕車超車，可以播放一些輕緩的音樂來減輕疲勞，但音量不宜過高。

5.在公交相關站點設置疲勞檢測儀，經過此處的司機必須進行檢測，一旦發現處于疲勞狀態，不允許其繼續前行，直至司機完全恢復清醒為止。

6.研究者可對人體相關部位動作的舒適度展開研究，在理論的基礎上進行實驗，最終改進現有的公交車，盡量保證司機的活動在最有利范圍之內，達到最佳舒適度，減輕司機駕駛中的疲勞。

綜上，公交司機的疲勞是多種因素共同作用的結果，提高司機的職業道德觀念是減輕其疲勞的一個重要環節，但不是唯一的，它應該引起全社會的普遍關注。與此同時，也需要更多的專家學者參與其中，對此進行深入的專業的調查研究。對公交司機的疲勞進行的研究要做的還有很多，我們行進在路上。