工业设计专业教室学生用课桌椅人机分析及设计

专业教室学生用课桌椅人机分析及设计1 前言学生用课桌椅在学生平时的学习中占有很重要的地位，日常工作都离不开它。

利用率也比较高，所以学生用的桌椅更应该符合人机尺寸，这样不仅可以使他们养成良好的坐姿习惯，也可以提高效率，降低职业病的发病率。

学生用桌子、椅子可谓是家具中的代表，不容忽视的学生书桌椅更加倍受关注，且也已今非昔比。

书桌椅的设计则更要讲究人体工学原理，使他们养成良好的坐姿习惯，不良的坐姿和家具所带来的不舒适，会影响学生健康发育。

抱着这种思想，我展开了对学生书桌椅的深入人机研究和设计。

2 市场调查分析2.1.学生书桌椅的重要性众所周知，学生生活的大部分时间是在书桌椅前度过的。

学生每天伏案学习时间长，同时又处于身体发育的关键时期，坐姿不正确轻者会引起脖颈不舒服，头脑发昏，视物模糊，四肢无力，疲劳困乏等症状，重者引起近视、驼背、脑血管痉挛及脊柱弯曲异常等疾病，脊柱弯曲异常又会影响心肺血液循环、呼吸和消化功能，使肺活量减少，将极大影响学生的学习兴趣，在其心理上投下阴影，若长期处于颈部过度前倾不良姿势，颈肌可因负荷过重而出现劳损，引起颈肌紧张综合症．甚至患颈椎病的危险性增高。

这些危害都必须引起我们的关注。

书桌椅是培养学生良好坐姿的重要外界环境，它与脊柱弯曲异常综合症及近视眼的发生有密切的关系，也是影响学习作业能力及身体功能的一个重要因素。

因而书桌椅的设计，一定要符合人体工学的原理，2.2学生书桌椅目前现状2.2.1 实际条件分析2010年中国多功能学生课桌椅行业发展迅速，国内生产技术不断提升。

国内多功能学生课桌椅企业为了获得更大的投资收益，在生产规模和产品质量上不断提升。

但是来自国际金融危机、外部政策环境恶化、相关行业发展受限等众多不利因素使得多功能学生课桌椅行业在2010年的市场状况及价格走势备受关注。

2.2.2 使用情况学校方面，我国卫生部规定学校桌椅高度必须要符合国家课桌椅卫生标准。

课桌椅的高度与学生身高不相配的情况十分普遍。

由于资金有限，有些个别学校不可能大规模更换桌椅，只能逐步淘汰旧桌椅，所配发的桌椅基本尺寸通常是统一的。

另外，由于各型号规定的使用者范围比较宽泛，财力富裕的学校，实际配发过程中，为图省事，通常每个年级都配给同一型号的桌椅，长年以来，某个年级使用的桌椅型号一直不变，尺寸并未随着学生身高增长而变化，连专门负责课桌椅生产、配发的人员也都产生了标准是按年级制订的错觉。

桌椅不断更换，尺寸一直不变的现象也由此产生。

2.2.3消费现状A.观念中国人的消费观念“人生在世、吃喝二字”，从这句俗语就能看出中国人的消费观的特点来，传统的中国人比较实在，花钱花得踏实，买东西讲究物美价廉，从来不买中看不中用的东西。

中国人一有钱了，首先想到的是吃得好一点，在传统意识里，中国人认为吃得好便是最大幸福,因此它是制约课桌椅发展的一个因素。

2.3宏观市场环境分析在国内市场上，我国是全世界人口最多的国家，每年对课桌椅的需求不段增加，强硬的消费需求拉动对课桌椅的设计与发展起到不可估量的作用。

近年来，国家对教育事业的支出也越来越多，党和国家越来越重视教育，人们素质的提高等等种种因素都能推动它快速的发展。

2.4 微观市场环境分析近年来，家具市场上的色彩亮丽，随着我国居民生活水平的提高,人们对住宅的消费观念发生了根本性的变化.城镇居民的居住环境正在逐步改善,住房装修,购置新家具已成为一种时尚.2.5发展前景最新的一项城市家具市场调查表明，中国家具业的年增长在22.45％左右，比整体的国民总产值增长（8％）高的多。

1998年的总产值高达700多亿元人民币。

国内市场规模也达到500多亿元；到2003年总产值达到2000亿人民币，国内市场规模也达到1485.2亿元人民币。

设计是21世纪的主题，而环境设计则是其重中之重。

2.6 市场调查结论基于对学生书桌椅的资料收集和深入的市场调查研究。

（具体问卷见附表）得出以下结论和设计取向：通过调查可知：专业教室的桌椅利用率比较高，调查者对于一些基本的功能和尺寸能够满意。

但是对于很多的功能和尺寸还是不能够满足他们的需要，还有很多平时根本用不到的功能，不但浪费材料而且还会占用空间，造成没必要的浪费。

需要增加一些放置其他学习用品的空间，2.6.1、发展新趋势市场定位：1.外在简洁化简洁的设计，内蕴多功能2.设计安全性安全第一。

尺寸合理性人体工程学原理的应用很是重要。

实用耐用性3.稳固环保性书桌椅应该重视它的质量，同时还要提倡环保，注重材质的选择。

4.色彩的鲜明性以简单、明快的格调、色彩、5. 组合的多样性6. 表面装饰的多变性7. 结构的变换性2.6.2期判标准目前国内生产的课桌椅都是为普通大学生设计的课桌椅，没有为专门的美术类和设计类学生而设计的桌椅，设计类学生除了上一些美术理论课程以外，主要从事大量的实际课程中的动手训练，例如绘制一些平面图，色彩图，效果图，工程图等等，结合画板或标准画纸的要求，必须采用一人一桌或一人两桌。

设计类学生课桌除了要放常耀的书本以外，还要放置一些色彩画，素描，图纸等尺寸比较大的纸张，针对这个需求，我们在课桌中可以设计一两个抽屉，一个柜子，大的抽屉可平放半开图画纸，小的抽屉可以平放A4图纸，柜子可放置书本。

设计类学生在做作业时经常要进行拷贝或者使用道具雕刻，裁制一些制作材料，一般的拷贝台是独立的，体积较大且使用不够方便，通常的木质桌面又容易划坏。

因此，针对这些情况，我们在进行设计时，考虑既要把桌子当成拷贝台，且使用较为方便，只需在桌肚里放一只小手电筒即可起到靠背的作用，同时又可以随意刻线。

最后几种方案选择了在桌面镶嵌钢化玻璃，这样，既增加了桌子的拷贝功能又可以不损坏桌面，如玻璃损坏后又可以轻易换一块。

这也是“设计专用座椅”设计的创新和独到之处。

3 书桌椅的设计3.1对现有美术类专用课桌椅的分析图 1 图23.1.1优点：这两类型（图1图2）的产品操作简单，方便实用，体积较小，不会占住很大的空间，都是可调节型，可以根据自己的身高来调节桌子的高度，容脚出都有搁置物品的地方。

缺点：调节时本身比较重，绘图是没有能摆放画具的地方，这会让绘图时的人很不舒服。

图33.1.2优点：（图3）桌面面积比较宽，能同时进行各种不同的工作，比如摆放电脑，绘图，还能看书写等。

有桌洞，能放置一些必要的文件或其他东西，绘图时的升降面的操作是手摇式的，比较稳定，比较简单。

缺点：有电脑但放置机箱的地方没有，桌子过于简单，分类不够，没有脚踏板，手摇式的操作速度很慢，比较费劳力。

总体来说已经接近我们的要求。

图四图五3.1.3优点：（图4，图5）造型比较美观，用不锈钢和木材搭配，中间夹带着一点布料，柔软而有弹性，让人坐着舒服，还不浪费材料，更换起来也比较方便。

椅子可以折叠，善于利用空间。

缺点：高度不可调节，稳定性不太好图7 图83.2造型设计设计方案1、设计方案2、设计方案3由于 (如图6，图7，图8)。

这几种方案中是由浅至深的过程，有有点有缺点，优点就是简单明了，不做多的装饰，缺点很多，有些功能还不能实现。

所以吸取其可贵的地方。

3.3人机分析3.3.1教室空间分析：教室总长9米，宽6.2米，讲台的宽度是1.2米，第一张桌子和讲台的距离是0.6.讲台与第一排桌子的距离为600，讲台的最宽为1320，桌子与桌子间的过道宽为99%男性最大肩宽486，衣服的修正尺寸13 过道宽为1242而讲台与第一张桌了宽为99%的男性最大肩宽486，另外加在13的衣服修正尺寸（486+13）*2=998（过道） 6200-（998*2+300（0心理修正））=3904，3904/3=1301>1300 ,9000-715*5-(486+243)*5-1200-600=-20 刚好合适.这样桌子的长与宽度和人的活动区，在这个范围内是得用了空间，又能实现专业教室课桌椅功能，又不感到不适，人机分析结论：此布局符合人机工程学。

图93.3.2课桌椅人机分析：3.3.2.1桌面的分析：根据图（9）可知水平作业面主要在坐姿作业场合采用，它必须位于作业者舒服的手工作业空间范围内，对于正常作业区域，作业者应能在小臂正常放置而上臂处于自然悬垂状态下舒服地操作，对最大作业区应使在臂部伸展状态下能够操作，且这种作业状态不会持续很久。

图10作业时，肘部也在移动，小臂的运动与之相关联，在此水平作业范围内，小臂前伸较小，从而能使肘关节处受力减小，考虑到作业面上有放东西，根据图（1）可知基本上都能勾得到，所以桌面长宽是比较合理的。

设计的思路：我们的桌子是要放电脑的，我们以液晶电脑为例，普通的液晶显示器的底座的直径为180mm，键盘的宽度为150mm，一本标准的《人机工程学》3版的的教科书的长度是260mm,考虑到显示屏摆放的安全，在显示屏底座后加上100mm的修正值，这样180+150+260+100=690mm，所以桌面的宽度必须在690mm以上，这样才能同时容下这些东西。

所以我设计的桌子的桌面为720mm。

（图10）椅面：图椅面作为ⅡB型产品，应以P95女性的坐姿臀宽为下限值，P95的臀宽是382mm，加衣服的修正值13mm 为395mm，经测量椅面的长度360mm，所以设计稍微有点偏小。

图113.3.2.2桌高=坐高+座椅差=（360~480）+（p50男性坐高÷3-（20~30））=420+（303-25）=698mm加鞋高修正量38Mm等于736mm，经测量桌高760mm，设计合理。

（图11）图12座椅的高度Ⅲ型产品设计尺寸，用P50男女的小腿加足高加修正值的平均值，即（413+30+382+30）/2=427.5mm，经过测量的凳子的高度是435，设计的也是合理的。

图13但是这个椅子只能满足我们一般工作状态下的需求，当我们绘画时就只能站着，所以是很不人机的，所以我把一个椅子设计成两面都能坐，一个正常的为430mm，另一面设计成550 mm，也就是说把正常用的椅子的宽度设计成550mm，只要把椅子翻过90度，它就可以当成我们绘画时的椅子。

(图13)椅深：即椅座前后的宽度。

测得的坐深是260mm，而P1的女性的坐深是388mm,而其他的人群的坐深要大于这个值，所以这个设计有偏小。

但是综合考虑到这是学校的座椅，凡是都是以经济性为原则，虽然测得的坐深有点短，但这样设计还是可以的。

椅距离：一般做人侧与椅前线之间前后水平距离，以为宜。

总之，学校的课桌椅，应该根据学生的身高情况，配备相适应的课椅型号。

图143.3.2.3桌面倾斜角度的分析分析：首先做为设计学科，作图有几种方式，所以倾斜角度的有无，大小是很有必要的，实际当台面倾斜（12°和24°）时，人的姿势较自然躯干的移动幅度小，与水平作业面相对，疲劳不适感会减小，绘图桌桌面一般是倾斜的，如果桌面水平或太低，因头部倾角不能超过30°，绘图者就必须身体前屈。