人機工程學(xué)產(chǎn)品設(shè)計-床上一體書桌

1、華北科技學(xué)院設(shè)計時間： 2012年4月18日 目錄1 技術(shù)背景 . 11.1 現(xiàn)有技術(shù). 2 1.2 現(xiàn)有狀況 . 31.3 存在的問題 . 3 2 設(shè)計原理 . 42.1 設(shè)計方案 . 42.2 設(shè)計原理. 62.3 創(chuàng)新點. . 63 產(chǎn)品功能. 73.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu). 73.2 產(chǎn)品功能. 113.3 產(chǎn)品優(yōu)缺點. 113.3.1產(chǎn)品優(yōu)點. 113.3.2產(chǎn)品缺點. 123.4 使用方法. 123.5 使用注意事項. 12 4 市場應(yīng)用價值. 135 展望. 135.1 結(jié)論. 135.2 不足. 13 5.3 展望. 135.4 心得. 146 參考文獻(xiàn). 15摘要：我們作為學(xué)生，深知當(dāng)

2、今一種習(xí)慣就是很多學(xué)生喜歡在床上看書、做作業(yè)或玩筆記本電腦?？山裉鞂W(xué)生所用床上電腦桌琳瑯滿目，不盡相同。但是目前在床上使用的書桌，功能和樣式比較單一，不能符合大眾的需求。并且在書床上看書時，由于書本放置的角度不適當(dāng)，而導(dǎo)致用眼疲勞，影響視力，還有看書時間過長，手臂變得僵化，翻頁不是特別方便。伴隨各種設(shè)計問題也是不可避免。本文將會提出全新理念，從人機工程學(xué)角度出發(fā)，配合床的結(jié)構(gòu)而設(shè)計出一套新穎的集床、柜、桌于一體的床上一體化電腦桌，使同學(xué)們應(yīng)用更加舒適、方便。關(guān)鍵詞：人機工程 安全 床上電腦桌 人性化 一體化 產(chǎn)品設(shè)計正文：1 技術(shù)背景學(xué)習(xí)安全人機工程學(xué)的理論課程之后，更加發(fā)現(xiàn)我們自身的生活空間

3、寢室，存在嚴(yán)重的不合理現(xiàn)象，尤其是床鋪的設(shè)計不合理。我們每天都要有將近三分之一的時間在床上度過。因此床上環(huán)境一直是影響一個大學(xué)生寢室生活體驗的核心。但是想要改善床上環(huán)境，我們也不得不面對許多制約。比如寢室本身結(jié)構(gòu)的制約，床鋪本身設(shè)計上的制約以及每個人生活方式的制約。而這一切又往往集中體現(xiàn)在床上空間不足上。沒有放雜物的床頭柜，沒有在床上使用電腦或者學(xué)習(xí)用的桌子，沒有足夠的空間堆放多余的書籍。哪怕我們斥資購入一張傳統(tǒng)的電腦桌，其清理上的麻煩與空間占用又成了問題。于是我們著眼于床上空間利用率的問題，開創(chuàng)性的將床頭柜與電腦桌合二為一，并且利用墻面書架旁的空余空間，將桌子、床和小型儲物柜整合成一個新的整

4、體，以此實現(xiàn)床上空間的最大利用。從而改善大學(xué)生的寢室生活體驗。所以作為一張好的電腦桌，必須從符合人體的生理、心理及解剖學(xué)特征出發(fā)，以提高人們在電腦作業(yè)時保持舒適度與工作效率。為了更好的改進(jìn)及設(shè)計符合人們需要的床上電腦桌，首先必須對市面上現(xiàn)有床上電腦桌存在問題進(jìn)行總結(jié)分析。在進(jìn)行針對這些問題進(jìn)行改進(jìn)，以設(shè)計出符合人體生理、心理及解剖學(xué)特性的床上電腦桌。1.1現(xiàn)有技術(shù)可以同時調(diào)節(jié)桌面和桌腿到最合適的角度和高度,滿足使用者最舒適的姿勢。除適用筆記本電腦外，還可以用餐、放置零食飲料、閱讀、寫作等，由于收起時成一板狀，重量輕為1.5公斤左右,所以便于攜帶,除在室內(nèi)使用外,外帶也很方便。另外，床上電腦桌的

5、材質(zhì)有木質(zhì)、橡膠板、膠合板，以及pvc，材質(zhì)的發(fā)展使得桌子的設(shè)計不單純是考慮桌的使用性能及人機匹配，更是考慮到如何讓拓展桌子的外圍性能，讓桌體越來越輕，同時又有利于人的健康，甚至可以吸收對人有害的電腦輻射?，F(xiàn)在市場上已經(jīng)出現(xiàn)各種各樣的電腦桌，比如如下圖片：圖1-1 圖1-2圖1-31.2現(xiàn)有狀況現(xiàn)在學(xué)生使用的床用電腦桌主要是圖1-1所示，比較好點的就是圖1-3了。1.3存在的問題1、市場上的床上電腦桌存在的問題面對目前市場上琳瑯滿目的床上電腦桌，看其樣式，顏色。讓人眼花繚亂，但我們仔細(xì)分析之后，發(fā)現(xiàn)從人機角度出發(fā)的產(chǎn)品寥寥無幾。人們做出的只是一張小的桌子，可以放在床上而已，并沒有考慮其人性化，

6、舒適度，設(shè)計尺寸更是僅憑主觀想法，沒有實地考察，每個區(qū)域人均相關(guān)尺寸都不盡相同。下面就其綜合市場床上電腦桌設(shè)計不足做以總結(jié)：1）操作鼠標(biāo)時，胳膊懸空，手腕搭在桌沿上，使胳膊疲勞，手挽手背出肌肉緊張疲勞。2）桌面固定，不能傾斜，對于使用者來說，對鍵盤不熟悉，只能坐直使用電腦，脊椎處壓力增大，腰部疲勞。胳膊手腕也難免其災(zāi)。3）我們都知道筆記本鍵盤不是特好，如果有移動鍵盤，也無處安放，只能放在腿上打字，由于平行與腿，又無處固定，打字既不方便，也不穩(wěn)定。2、宿舍環(huán)境所帶來的問題：1）宿舍人多，空間小，如何充分利用僅有的床鋪空間。 2）雖然有折疊電腦桌，但是不適合。3）有些床式電腦桌不便整理床鋪。2 設(shè)

7、計原理2.1設(shè)計方案1、可供選擇方案方案一圖2-1圖2-1：桌面材料為高密度壓縮板，桌面為木質(zhì)纖維一次模壓成型，表面光滑,耐磨易清潔,四周邊上有包邊。腳為鋼制,表面電鍍處理,光亮不生銹,可折疊。加全金屬支撐架。桌子整體比較精致,面板厚度約1.5公分左右，加固折疊腳,采用全新鋼材用專用模具一次沖壓而成。不用的時候，可折疊支撐腳，不占空間。價格實惠。缺點是不可按照使用者的需求調(diào)節(jié)高度和斜度。使用者必須保持按電腦桌的高度和角度進(jìn)行操作。方案二圖2-2圖2-2：此款是可折疊筆記本電腦桌。支撐腳可調(diào)節(jié)高度，做工精細(xì)，優(yōu)質(zhì)的楠竹，先將厚竹去皮后切割成3×4厘米粗細(xì)的竹條，然后經(jīng)過特殊工藝高壓上膠

8、制成大型板材，全過程要經(jīng)過30多道工序.特有的工藝使竹纖維更堅固美觀耐用，較松林和杉木家具楠竹家具更不易彎曲和斷裂且環(huán)保。且其順紋抗拉強度、抗壓強度很好。因此完全不用擔(dān)心承重能力。產(chǎn)品的邊角這些細(xì)節(jié)被精心的設(shè)計打磨得很光滑沒有毛刺，淡淡的清香加漂亮的竹纖咖啡色維很顯主人的檔次和品味。為了有助于筆記本電腦的散熱，留有散熱孔。缺點是：材料的成本高，加工程序多， 因為采用鋁鎂合金材料，成本較高，價格也隨著高。在校的大學(xué)生可能接受不了這個價格。使用者的范圍較小。方案三圖2-3圖2-3：此款是可折疊組合式筆記本電腦桌。材料是木質(zhì)材料，安全可靠。成本相對較低。除了在床上筆記本電腦桌用途外，還可以用于閱讀，

9、寫作，吃飯等功能。支撐腿通過螺栓連接，桌面可以自由調(diào)節(jié)斜度，適合于人機工程學(xué)。收起時，直接作為柜門，不占用任何妨礙空間！2、最終方案圖2-3我的最終方案是如圖2-3所示。這款筆記本電腦桌除了具備基本的電腦桌的功能，還符合了人機工程學(xué)原理，更重要的是空間的利用率上得到很大的提高，以適應(yīng)了使用者不斷提高的需求。材料是采用木質(zhì)材料，對人體沒有任何害處，價格相對較低，廣大使用者應(yīng)該能夠接受。2.2設(shè)計原理根據(jù)人機工程學(xué)原理、思想和方法及工程技術(shù)理論（即機械設(shè)計理論），結(jié)合現(xiàn)實生活中的技術(shù)條件的限制和生活環(huán)境的限制所提出的問題，提出一些解決方案，來設(shè)計出理想、安全和舒適的人機產(chǎn)品！2.3創(chuàng)新點1、桌面和

10、桌面于一體，一板多用，不僅節(jié)省材料還節(jié)省空間。2、桌面是由兩塊木板組成，其中可轉(zhuǎn)動木板可調(diào)節(jié)角度以適應(yīng)人眼視線角度。3、桌面可以調(diào)節(jié)前后距離，可適應(yīng)坐在床上絕大部分位置。3 產(chǎn)品功能3.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)1、整體結(jié)構(gòu)尺寸圖圖3-12.各零件結(jié)構(gòu)圖及尺寸圖進(jìn)行尺寸的取舍后，確定的尺寸有：坐姿眼高、坐姿肘高、坐姿大腿厚、坐姿臀寬、坐深、坐姿肩高、坐姿膝高、坐姿兩肘間寬、小腿加足高、前臂長、上臂長1）以下是參考數(shù)據(jù)以及參考依據(jù)：表3-1 人體尺寸參考數(shù)據(jù)表測量項目男女參考依據(jù)P5P95P5P95坐姿眼高749847695783根據(jù)坐時的眼高可以確定電腦桌在使用電腦時適合眼睛高度的大概位置坐姿肘高228298

11、284215根據(jù)坐時的肘高確定學(xué)習(xí)或用電腦時手臂最舒適的高度坐姿大腿厚112151113151確定桌子的容膝空間的高度續(xù)表3-1 人體尺寸參考數(shù)據(jù)表坐姿臀寬295355315382確定桌子的容膝空間的長度坐深421494401469確定桌子容膝空間的寬度坐姿肩高557641518594根據(jù)坐時的肘高確定學(xué)習(xí)或用電腦時手臂最舒適的高度坐姿膝高456532424493確定桌子的容膝空間的高度坐姿兩肘間寬371489348378確定桌子的合適長度小腿加足高383448342405確定桌子的容膝空間的高度前臂長216258193234確定手臂前伸時的長度上臂長289338262308確定手臂前伸時的長

12、度2）結(jié)合上述所參考的數(shù)據(jù)及我們實測宿舍床鋪的各尺寸，可確定桌體主要的尺寸如下：I、長度的確定：長度必須大于坐姿臀寬、兩肘間寬，所以取最大的臀寬的寬度為489mm，由于需要一定的活動空間，所以需進(jìn)行適當(dāng)加大，長度范圍確定為大于639mm，由于宿舍原電腦桌長度為835mm，在長度范圍之內(nèi)，且考慮到宿舍空間限制，所以長度定為750.0mm。II、高度的確定圖3-2根據(jù)人在學(xué)習(xí)中坐姿最舒服的姿勢時，（此桌面高度適合大多數(shù)人，對于有個性的人，我們可以提供個性化服務(wù)）圖3-2中，P95的坐姿眼高為h1,顯示屏的寬度為b ,L為人眼的最佳視距，h2為桌面高度。根據(jù)圖可得桌面高度計算公式： （單位：cm）其

13、中0.6為著衣修正量，4.4為姿勢修正量，由于這一公式是參照臺式電腦的，而我們大學(xué)生一般用筆記本，所以須減去高度10。得出來28.48<=h2<=40.83cm 同時需考慮人的坐姿肘高，由臀部到肘關(guān)節(jié)的距離可查得298mm，現(xiàn)測實際床面到桌面距離為340mm滿足要求，所以不做修改。III、寬度的確定：坐深、前臂長+上臂長（男：P5 : 505mm , P95 : 596mm ; 女 : P5 : 455mm，P95：542mm），為了適合男女使用，又能在人的能夠到的范圍內(nèi)，取男坐深第九十五百分位為寬度方向的最小值以及前臂長+上臂長+手長的最小值為寬度方向上的最大值可知：寬度范圍為4

14、94605mm，原尺寸為600mm，且考慮到宿舍空間限制，所以長度定為520.0mm。3）由以上所確定的尺寸及機械設(shè)計原理可設(shè)計出以下各零件及尺寸圖圖3-3 全部零件圖I、桌體主俯視圖及三維視圖圖3-4 桌體主俯視圖及三維視圖II、柜體三視圖及三維視圖圖3-5柜體三視圖及三維視圖III、總體效果圖圖3-6總體效果圖3.2產(chǎn)品功能1、功能主要集中在桌面的靈活性，其在不工作狀態(tài)時，是以柜門的形式關(guān)閉在柜子上，在工作時，其就是桌面呈現(xiàn)在床上。2、桌面的結(jié)構(gòu)有兩塊面板組成，當(dāng)作為柜門是，其中小面板可以作為柜門打開，這樣取柜子里物品時，就可不必將整塊桌面放下，從而避免不必要的麻煩及不可知的安全因素！3、

15、導(dǎo)軌的作用是可調(diào)節(jié)桌面前后位置，以適應(yīng)人所坐的位置。4、托板可以在使用鼠標(biāo)時從桌面下抽出，以托住正使用鼠標(biāo)的胳膊，避免其因長時間懸空產(chǎn)生肌肉酸痛，疲勞，手腕處血液流通不暢等身體不適的生理不良表現(xiàn)。3.3產(chǎn)品優(yōu)缺點3.3.1產(chǎn)品優(yōu)點1、產(chǎn)品是集床、柜及桌于一體的，節(jié)省空間。2、柜子可以儲藏書籍，食品，飲料等小物品。3、整個桌面可以調(diào)節(jié)前后距離。4、其中小桌面可以調(diào)節(jié)角度，以適應(yīng)人視桌面的視線角度。5、小托板可以托住正使用鼠標(biāo)的胳膊，以免引起胳膊肌肉酸痛，疲勞，手腕處血液流通不暢等身體不適的狀況。6、在材料使用方面，除了導(dǎo)軌和連接及緊固零件外其余都是使用木材制成，其中桿類零件采用實木制成，而板類零

16、件采用合成木板，所以成本主要是基本的材料費用和安裝費用，成本低。7、桌面還涂有一層木質(zhì)電磁屏蔽材料，可以有效的吸收屏蔽電磁波，使長時間電腦的使用有健康保證。3.3.2產(chǎn)品缺點由于技術(shù)的限制，我們設(shè)計的桌子并不能隨意調(diào)節(jié)高度，但可以根據(jù)個人的不同需求而定制相應(yīng)的高度參數(shù)。3.4使用方法1、一只手托住板面下沿，另一只手按下鎖扣按鈕，兩手拿著桌面輕輕放下。2、將板調(diào)至合適位置，再放下兩個撐腳，并固定好。3、根據(jù)自己的需要，可調(diào)節(jié)桌面合適角度。3.5使用注意事項1、在將桌面放下時，應(yīng)將手抓住桌面，避免桌面在按下按鈕時已解除鎖扣的情況下因自身重力而自動掉下來，造成不必要的事故！2. 該桌子與其他桌子一樣

17、不適合承受突然的猛烈的沖擊力。4市場應(yīng)用價值目前市場上的床用筆記本電腦桌多種多樣，雖然價格、款式、質(zhì)地各式各樣， 但都只是一個桌子，用完收起時還得找個地方放好，廠家很少對產(chǎn)品在功能上進(jìn)行改進(jìn)。我小組這款在桌面上作重復(fù)利用，不用時就作柜門板附于墻面，具有創(chuàng)新、新穎的特點，符合市場要求。產(chǎn)品形態(tài)優(yōu)越，使用者還可以根據(jù)自己的愛好在桌面貼上自己喜歡的大海報，這樣還可以改善使用者的心情，最重要的是它巧妙地設(shè)計，在空間上大大地得以節(jié)省，在當(dāng)今房價日益飛漲的時代，空間的利用備受人們關(guān)注，所以我們的產(chǎn)品將會有更好的市場發(fā)展前景和應(yīng)用價值。 5展望5.1結(jié)論通過以上設(shè)計，我們可以體會到人機工程學(xué)的重要性。并且隨

18、著社會的進(jìn)步，電腦會越來越普及。所以我們應(yīng)該更加重視其利與弊，使我們有一個良好的使用電腦環(huán)境。避免一些潛在的不健康因素。有效利用人機工程學(xué)，是產(chǎn)品符合我們的生理及心理需要。借助這次的人機產(chǎn)品設(shè)計，我們組各成員很好地把安全人機工程學(xué)和我們自己所學(xué)的軟件課程運用的淋漓盡致。最后通過幾周的時間，終于設(shè)計出了以上所介紹的最終產(chǎn)品。5.2不足1、由于坐在床上使用，沒有靠墊，因此沒能更好地符合人機工程學(xué)的要求以至于人在使用時其舒適度略打折扣。2、滑軌沒有進(jìn)行壽命計算，因為其為整個機構(gòu)中受損最嚴(yán)重的部位！ 5.3 展望隨著現(xiàn)代社會的快速步伐，人們生活日新月異。電腦早已成為人們?nèi)粘Ｉ畋匦杵?，對于?dāng)代大學(xué)生，更是不可缺少。因此絕大多數(shù)大學(xué)生都必備電腦。于是電腦桌也就應(yīng)運而生。使用的人越來越多，必然還會對電腦桌提出新的要求。所以只有不斷適應(yīng)社會需要的產(chǎn)品才能長久存在。而如今房價只漲不停，人們對室內(nèi)空間的利用給予更多重視，所以能夠提高空間利用率的一款床上電腦桌將會備受關(guān)注，所以本產(chǎn)品在市場上也將會立于不敗之地！5.4心得經(jīng)過幾周的不斷努力和學(xué)習(xí)，從幾乎什么也不懂到現(xiàn)在做出了一件比較滿意的產(chǎn)品，大家收獲良多?，F(xiàn)在能比較熟練地運用人機工程學(xué)的基本知識及Pro/e等軟件，當(dāng)然要