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基于人因工程的小学生座椅设计毕业论文

 2020-04-13 11:27:39  

摘 要

本文针对我国目前小学生桌椅设计存在的问题,从产生这些不合理设计的原因出发,改进设计方式以求减轻小学生近视或驼背等发病率。本研究旨在为教育机构开发可调节桌椅,根据国家标准对其可采用性进行评估,并通过主观试验验证设计桌椅的有效性。开发过程开始于识别现有可调节桌椅和市场上现有的椅子的问题。目标降低生产成本,降低市场零售价格;设计一个稳定可靠的结构,具有最小调节控制,便于调节;提供灵活的调整间隔,为足部和膝盖提供足够空间;为了更方便的移动,减少重量是开发新桌椅的标准。根据中国小学生身体特点,通过阅读相关文献了解桌椅设计研究现状,从人因工程角度出发,设计出符合我国小学生使用的课桌椅。

论文主要研究了小学生身体特点和课桌椅使用特点以及人因工程下的学校家具设计应满足条件。

研究结果表明:小学生身体特点决定了目前课桌椅设计存在很大问题,导致小学生近视驼背等身体不适和焦虑厌学等精神压力。

本文的特色:以人为本,充分利用现有技术和生产条件对课桌椅改进。

关键词:人因工程;小学生;座椅设计;可调节

Abstract

Aiming at the problems existing in the design of students' desks and chairs in our country, this paper aims to improve the design method to reduce the incidence of myopia or hump.

The purpose of this study is to develop adjustable tables and chairs for education institutions, to evaluate their applicability according to national standards, and to verify the effectiveness of design tables and chairs through subjective tests.

The development process begins with the identification of existing desks and chairs in the market.Aim to reduce production cost and reduce retail price;Design a stable and reliable structure, with minimum adjustment control, easy to adjust;Provide flexible adjustment intervals to provide adequate space for the feet and knees;To make it easier to move, reducing weight is the standard for developing new tables and chairs.

According to the physical characteristics of Chinese primary school students, the research status of desk and chair design is understood through reading relevant literature. From the point of view of engineering, we design the desks and chairs that are in line with the use of our primary school students.

The paper mainly studies the characteristics of students' physical characteristics and the use of desks and chairs, and the design of the school furniture under the project should meet the requirements.The results show that the physical characteristics of primary school students have a great problem in the design of desks and chairs, which leads to the mental stress such as the physical discomfort and anxiety of the primary school students.

The features of this paper are people-oriented, making full use of the existing technology and production conditions to improve the desks and chairs.

Key Words:Human Factors Engineering;elementary school students;the seat design;adjustable

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 论文拟采用的研究方法 2

1.4 论文整体框架 2

1.5 本章小结 3

第2章 小学生桌椅使用现状 4

2.1 小学生座椅功能 4

2.2 小学生座椅特征 4

2.3 现有桌椅使用状况分析 4

2.3.1 现有桌椅的规格 4

2.3.2 学校桌椅配置情况 6

2.4 小学生桌椅存在的具体问题总结 7

2.5 本章小结 8

第3章 与课桌椅相关的人的因素研究 10

3.1 与课桌椅相关的生理因素研究 10

3.1.1课桌椅的基本参数 10

3.1.2 与课桌椅相关的人体尺寸参数 10

3.1.3坐姿时的人体脊柱形态和生理效应 11

3.1.4坐姿时的各项身体压力 12

3.1.5人体尺度百分位数和人体静态与动态尺寸选择 12

3.2 桌椅的设计原则和相应尺寸 12

3.2.1课椅的设计原则和相应尺寸 13

3.2.2 课桌的设计原则和相应尺寸 13

3.2.3 工作桌椅的材料选用原则 14

3.3 与课桌椅相关的人的心理因素研究 15

3.3.1根据小学生心理特点设计桌椅 15

3.3.2色彩的选择 15

3.4 本章小结 16

第4章 小学生人体尺寸收集与数据分析 17

4.1 人体尺寸数据收集工作 17

4.2人体数据分析与应用 20

4.3本章小结 21

第5章 可调式桌椅设计 23

5.1可调式座椅设计 23

5.1.1 座椅成品介绍(设计方案) 23

5.1.2 座椅方案分析 24

5.1.3功能分析 25

5.2 可调式课桌设计 25

5.2.1 课桌整体介绍(部位分解) 25

5.2.2 桌子整体尺寸示意图 26

5.3 本章小结 27

第6章 结论 28

6.1 创新与不足 28

6.2 理想设计 29

6.3 本章小结 29

参考文献 30

致谢 31

第1章 绪论

本文针对小学生桌椅设计存在不合理之处从人因工程出发,坚持以人为本,旨在降低小学生近视驼背发病率和减轻学习压力,在此前提下进行桌椅改善设计。

1.1 研究背景

据统计,很多小学生每天保持坐姿学习的时间在四小时以上,一些地区甚至长达五六个小时,每天这么长时间的久坐行为无疑会很大程度上影响到中学以及以后的坐姿习惯,此阶段的任何不良习惯都会给将来的生活学习带来很大影响。此外,桌椅是否合适也会直接关系到学生的健康问题,其配置状况会直接影响到学生的脊柱弯曲和眼睛近视率,也是影响学生学习作业能力及身体健康的重要因素,长时间使用设计不良的桌椅不仅会干扰学生的身体发育,还会导致身体疲劳进而影响学习的积极性。例如,长期使用不匹配桌椅可能会导致椎间盘退变,如脊柱侧凸、过度脊柱侧凸和高驼背;桌面过高双肩就会保持抬起状态,长时间会引起肩膀酸痛,脖子发硬等不适状况。椎间盘退变的原因尚不完全清楚,但是不良的姿势、糟糕的座位和长时间的时间是被认为会加速椎间盘恶化的重要因素[1]。如果课桌椅得到合适的配置,小学生将会在早期培养成良好的坐姿读姿写姿习惯,将会为将来的学习打下良好的基础,那么青少年的身体健康也将会得到更深一层的保障。

此外,随着经济的发展,现代人的营养物质与生活习惯已经有了很大进步,相应的青少年的身体生长也较过去加快了速度,青少年身体增长普遍比较迅速,而普通固定式课桌椅越来越难以适应加速增长的身体,一套良好设计的可调式桌椅将会有利于这种情况的改善。市场上尽管充斥着各式各样的可调式桌椅,然而由于相关研究不够成熟,这些桌椅都不可避免的存在着各种问题,新的设计、新的标准、新的理念仍然需要再次建立。

1.2 国内外研究现状

国外关于课桌椅设计尤其是人体工程学的研究领先国内很多,早期便已开展了人因工程研究并且将人因工程理论应用到桌椅设计中。在研究人体变化方面,美国研究者Freedman等人(2000)研究了1973年至1992年5-17岁儿童的身高趋势为人因产品设计打下基础;在研究期间,共进行了24070次检查,结果显示,在校儿童的平均身高每10年增加0.70厘米,这种情况的出现,推动西方国家加紧了标准立法的进度。弗雷德里克斯等人报告说,在过去42年(1955-1997年)0-20岁之间的14 500名荷兰裔男孩和女孩中,出现了积极的长期增长变化:1965年、1980年和1997年的平均高度与1955年的数据相比较,结果显示分别增加了2.7、5.7和7.9厘米;此外,韩国国家人体测量学调查(商务部、工业和能源部,1997年)指出,从1992年到1997年,10-15岁青少年的平均身高增加了2-4厘米。可以看出,随着经济发展,世界上大部分国家的青少年的生长都在在加速。得出结论之后,与可调式座椅相关的研究与标准也跟着出台[2],一些相关企业也紧随改革的步伐,进行产业改革推动产品设计创新,尽管进度缓慢,仍然对我国的研究发展有借鉴意义。但是最早的可调式座椅并不是为学生设计的,而是为了一些身体不便的障碍人士进行的特殊设计[3].只是总体上,可调式座椅并没有太大的进步,与国内相比,优势在于制作材料更加优质,更加人性化,更符合人因工程。

国内起步晚但是关于桌椅的设计研究是在稳步增加。在使用材料上,长期以来,我国大部分地区的学校一直使用传统的纯木制桌椅,大范围改进和提高也是该改革开放以后的事。这以后的二十多年,我国借鉴发达国家的经验,开始在东南沿海尝试推行钢木制桌椅,并且取得了一定的成效,也由此获得一定的改进经验与对研究方向的自我认知[4]。而关于可调式座椅的设计,国外也并没有太大的进展,在创新设计上全世界都面临着一个瓶颈,无论是材料选择还是运行方式,所有都大同小异,还没有出现一个真正得到所有人认可的现在是长生出现不少的产品。基本问题在于很多产品调节方式困难,体积过大,质量不能保证,且造价昂贵,不利于推广。这些不符合学校课桌椅规范的产品是不能进入学校校园的。

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