电脑桌椅的人机工程学设计

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电脑桌椅的人机工程学设计

中南财经政法大学信息与安全工程学院安全工程系 胡怡恬

摘 要：本文初步分析宿舍电脑桌椅存在的问题，如由于电脑屏幕距离眼睛的距离较近，眼睛可能会感到疲倦或不适，近视加深；手腕会因为摆放位置不适而造成软组织伤害；由于椅子高低不当，不当的坐姿也会造成脊椎损伤等问题。从功能、造型、尺寸、色彩、空间等多个方面进行综合考虑，设计出满足空间要求、结构简单、使用方便、一物多用等特点的电脑桌椅，使设计方案合理、功能丰富、色彩清晰、适合人体尺寸。

关键词：宿舍 电脑桌椅 问题 措施 人机工程原理

一、设计背景

随着经济与科技的发展，电脑已成为人们身边必不可少的产品。电脑的普及与资讯教育的推广使得学生接触电脑的时间逐渐增加，相应的学生电脑桌椅也逐渐受到人们重视。然而，当前学生宿舍的电脑桌椅在结构、尺寸、色彩等诸多方面存在问题，并缺乏个性，影响了学生的身心发展，尤其是在结构尺寸方面的问题更容易造成学生使用者不良操作姿势习惯的养成，加速存在生理伤害的潜在风险。

二、设计准备

在此之前，已通过市场调查和实地调查两种方式作了调查报告。根据这次调查问卷分析，四人间宿舍的学生对电脑桌椅的选择是：已经有电脑桌的同学中70%的人想要更换更适合四人间宿舍使用电脑桌。他们在选择电脑桌椅时首选的因素是电脑桌的质量，电脑桌的材质方面80%的同学选择木材质，90%的人对于电脑桌的桌面的大小要求越小越好，并且70%的人要求有带锁的抽屉，对于桌面是否应该带有附加设备60%的同学选择的需要。还有一些建议是希望有一个折叠式的电脑桌，并且坚固、耐用。

号[σa >t (σa )]还是BPSK 信号[σa

代码中用函数void generate_Oa（）来产生σa 。a

μ425、零中心归一化瞬时幅度的紧致性（四阶阵）：a

μ42主要用来区分是AM 还是ASK 信号，即区分是模拟幅度调制还是数字幅度调制。因为AM 信号的瞬时幅度，具有较

a

高的紧致性且μ42值较大，而ASK

三、人机工程学分析

1、当前电脑桌椅存在的问题

（1）电脑桌的作业高度偏高且不可调（2）电脑桌幅面偏小

（3）电脑桌的键盘托板高度不合理造成作业疲劳，幅面尺寸偏小，使用不方便

（4）作业时缺乏必要的肘部支撑

（5）显示器位置偏高， 现在市场上的电脑桌高度都在650mm 以上，这个高度对于大多数学生来说都普遍偏高

（6）眼睛距电脑屏幕距离偏小，达不到手臂的距离。2、学生电脑桌设计分析

（1）从人眼与电脑屏幕的距离分析：人眼与电脑屏幕应保持一定距离，以保证不受电子射线的伤害，屏幕的大小在水平方向和垂直方向与人眼成不大于30°的夹角，而人在坐姿时自然视线与水平视线成向下15°夹角为理想视角。

（2）从桌面的高度尺寸分析：显示器一般都放在桌面上，所以显示器的放置就决定了桌面高度。从人体工程学角度分析，显示器的最佳位置摆放高度应是它的上沿不高于人坐姿个值，其紧致性较差即μ42值较小。所以可以通过设置一个适

f f f

当门限t (μ42) 来判断是FM 信号[μ42>t (μ42)]还是FSK 信号f f [μ42

五、结束语

随着自动识别调制信号技术在信号确认、干扰识别、无线电侦听、信号监测和威胁分析等军用民用领域的广泛应用，将软件调制信号自动识别技术硬件化日渐成为人们的迫切需要，这也将引导信号识别技术的主流发展趋势。

参考文献：

[1] 杨小牛、楼才义、徐建良编：《软件无线电原理与应用》，电子工业出版社，2001年。

[2] 钮心、杨义先编著：《软件无线电技术与应用》，北京邮电大学出版社，2000年。

[3] 胡延平、李广森等：《利用参数统计方法自动识别数字调制信号》，《通信学报》，2002年。

[4] 吕杰、张胜付等：《数字通信信号自动调制识别的谱相关方法》，《南京理工大学学报》，1999年第23期。

f

信号由于只有2个或4个电平

值，其紧致性较差即μ值较小，所以可以通过设置一个适

a a a

当门限t (μ42) 来判断是AM 信号[μ42>t (μ42)]还是ASK 信号a a [μ42

a

代码中用函数void generate_u42a（）来产生μ42。

f

6、零中心归一化瞬时频率的紧致性（四阶阵）μ42：f μ42用来区分信号是FM 还是FSK 信号，即区分是模拟调频信号还是数字调频信号。因为FM 信号其瞬时频率具有较高

f

值比较大，而FSK 信号其瞬时频率只有2个或4紧致性即μ42

a

42

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时眼睛的水平视线，它的中心应在水平视线以下15～20°。

（3）从键盘和鼠标高度分析：作业面高度不当是引起电脑综合症的主要原因，太低则造成背部向前倾屈; 太高则必须抬高肩部，引起颈肩的不适，理想的作业面高度应使上臂自然下垂，小臂接近水平或向下略斜，避免小臂上举状况的发生。因此一般作业面高度是按照肘高以下50～100 mm 来确定。

（4）从电脑桌桌面深度设计分析：桌面的深度设计取决于要摆放的显示器厚度，保证人眼到显示器屏幕的视距。眼睛与电脑屏幕的距离依个人情况有所不同，但一般以50～100cm 为最佳范围，即一臂左右距离，防止眼睛的过度疲劳，引起近视。

（5）从电脑作业时肘部支撑设计分析：人在电脑操作时(即操作键盘和鼠标) ，手臂因操作而离开了椅子的扶手，这时人的上肢必然要寻找新的支撑点或是一个依托，一方面配合椅子支撑人的躯干，另一方面是支撑手和前臂从而减轻手腕、颈、肩、腰部的肌肉疲劳，疼痛和劳损，使电脑操作能够长时间地稳定进行，所以务必设计合理的支撑面。

（6）材料选择和色彩设计：i材料主要使用环保、无毒、无污染的绿色材料。家具基材尽量选择以天然实木为主，如目前市场多选用松木为制造家具材料。

ii 色彩设计色彩对学生良好生活环境的营造是至关重要的，甚至会影响其性格的形成。每一种色彩都具有其自身的性格。学生家具应与其天真、活泼的天性相匹配，应使色彩及其调和的平衡点更多地具有这种心理语义，可采用较高明度绚丽的清色，并予以适当的对比度。但要注意保持色彩协调、柔和、明快、淡雅，涂料禁忌高光、不要过度刺激，以免造成目眩，产生视觉疲劳

3、尺寸确定

结合前期工作的分析总结，我在电脑桌椅设计中主要测量了宿舍空间尺寸、现用电脑桌尺寸、电脑各个部分的尺寸以及人机工程学有关人体测量尺寸的知识，具体内容参考如下：

（1）宿舍空间尺寸主要参数如下（CM）：宿舍开间324.5 宿舍进深510.5 进门宽度78.5 进门高度203 最大开角60度 床的长度200 床的宽度90 上床高度172.5

（2）现用电脑桌尺寸主要参数如下（CM）：总长度80 总宽度60 总高度115显示器台面高度72.5

（3）电脑各个部分的尺寸主要参数如下（CM）：显示器 长度40 宽度40

主机 长度45 宽度18 高度42键盘 长度45.5 宽度16.5 高度24、设计思路：

（1）究竟什么样的电脑桌才是最适合的？

首先，要确保计算机（包括显示器、主机、键盘和鼠标）要放在一个稳定的工作面上（而不是摇摇摆摆的），要有足够的面积来放下这些东西。

如果在上机期间还需要在纸上书写，那么选用一个平的台面，高度在地面以上71到76厘米，在桌面下装一个用来使用键盘的滑屉装置。能够让键盘的放置，使手腕获得一个较为舒适的角度；在使用鼠标时，上肢应该是放松地，而且要靠近身体。

（2）坐在哪儿最舒服？

如果空间允许的话，首先考虑的选择一把符合人机工程学的可调节的座椅是再好不过了，但现在假设不成立，四个

人的宿舍，再加上四个椅子，根本就是不可能的。最实际的办法就是在电脑桌的设计过程中解决问题。

我们的电脑通常用来来完成不同的事情时优先考虑的因素也会不同：文字处理较多时，则优先考虑把键盘/鼠标放到最佳位置； 网络浏览，图形设计时，则优先考虑把鼠标放到最佳位置；游戏时，则优先考虑放置键盘/鼠标/游戏手柄。

（3）视线范围?

确保在上机中需要参照的纸质文档被放在尽量靠近显示器的位置，并和显示器有相近的倾斜角。显示器的放置应该满足：放在正前方，正对着使用者，显示器的高度，让使用者既不要仰头，也不要低头。显示器距离眼睛的距离，应该大约是成年人的一臂长。

（4）作业姿势？

掌握正确的坐姿和手部姿势。大腿与腰，大腿与小腿应保持90度弯曲；上臂和前臂弯曲的弧度要保持在70-135度；手腕和前臂呈一条直线，避免手腕紧张。电脑桌上键盘的高度，应当与坐姿时肘部等高或稍低；前臂、手腕和手尽量维持在同一条直线和同一高度；不要让手臂悬空。最好使用手臂支撑架，可以放松肩膀的肌肉，使整条手臂肌肉不紧绷；使用键盘时手腕尽量是平的（既不仰屈，也不下折）和直的（既不向左边扭，也不向右边扭）； 在使用鼠标时，上臂和肘是尽量靠近身体的，尽量放松的——避免过度前伸；在使用鼠标时手腕尽可能是直的； 确保双脚放在地面或者脚垫上（因为选择坐在床上，而床的高度无法调节，如果是床太高导致双脚悬空，可以加上脚垫把脚托起来）；所需的用具要放在伸手可及的地方等。

四、改进的措施

1、电脑桌的宽度：我们学校配置的电脑桌只有60cm，而大多数人都是使用的台式纯平电脑，宽约40cm，这样就只有眼睛距离电脑屏幕的距离就显得很近了。将显示器和键盘放置在您的正前方。将显示器放置在可以舒适观看的距离（通常为距眼睛 450 至 610毫米（18 至 24英寸）。所以我们应该加长电脑桌的长度。应加长10cm 左右。

2、键盘的放置位置：确保操作员使用键盘时手腕尽量是平的（既不仰屈，也不下折）和直的（既不向左边扭，也不向右边扭）。让您的手处于放松的、平放的和伸直的姿势。抽屉：高63cm，操作员肘关节的折角（上臂内面和前臂的夹角）小于了90度，而根据人因工程学的知识，肘关节的折角应该在90度或更大，以避免肘部的神经受到挤压。 这样才能在使用键盘或鼠标时，使前臂保持水平，手腕处于自然舒适的位置。

3、显示器的高度：显示器的放置应该满足： 放在操作员正前方，别偏左也别偏右 ， 防止扭着脖子才能观察显示器。 显示器的方向，应该正对着操作员，避免在看显示器时要扭着身子或者脖子。显示器的高度，让操作员既不要仰头，也不要低头。学校电脑桌的高度只有75.5cm，对于很多男生来说，这个高度是不够的。他们在使用电脑时只能常常弯着背，经常使用就容易疲惫，甚至是使躯干变形。

4、抽屉的宽度：电脑桌抽屉太窄，只能放下键盘，鼠标就只好放在桌面上，不利于操作。

5、椅子的高度：大学生来自各个地方，身高差异很大，而宿舍的椅子却是统一的高度。宿舍的椅子应该是一把符合人机工程学设计的可调节的椅子，座椅应能使上半身可适度倾斜，达到舒展筋骨更舒适的工作状态。宿舍的椅子的靠背对使用电脑的同学来说，起不了多少作用。使用电脑时，确保操作员是靠着椅背坐着的，有一个设计合理的靠背，应该坐在可以对腰部提供良好支撑的椅子上。

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