淺析人機工程學在兒童座椅中的應用王清超

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1、 本科畢業(yè)論文（設計） 論文題目 ： 淺析人機工程學在兒童座椅中的應用 姓名 ： 王清超 學號 ： 123007010813 班級 ： 1208班 年級 ： 2012級 專業(yè) ： 產品設計 學院 ： 藝術設計學院 指導教師 ： 丁翔 講師 完成時間 ： 2016年 3月30日(初稿時間) 本科畢業(yè)論文（設計） 論文題目 ： 淺析人機工程學在兒童座椅中的應用 姓名 ： 王清

2、超 學號 ： 123007010813 班級 ： 1208班 年級 ： 2012級 專業(yè) ： 產品設計 學院 ： 藝術設計學院 指導教師 ： 丁翔 講師 完成時間 ： 2016年 5月10日（正稿時間） 作者聲明 本畢業(yè)論文（設計）是在導師的指導下由本人獨立撰寫完成的，沒有剽竊、抄襲、造假等違反道德、學術規(guī)范和其他侵權行為。對本論文（設計）的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。因本畢業(yè)論文（設計）引起的法律結果完全由本人承擔。 畢業(yè)

3、論文（設計）成果歸武昌工學院所有。 特此聲明 作者專業(yè) ： 產品設計 作者學號 ： 123007010813 作者簽名 ： 年 月 日 淺析人機工程學在兒童座椅中的應用 王清超 Analysis of the application of ergonomics in the child seat Wang, QingChao 2016年5月10 摘 要 近年來，國內科學技術高速發(fā)展，在經濟、人才、市場等方面競爭也與日俱增，而孩子

4、做為家庭未來的希望，是每個家長都重點的關注對象，所以導致家長對孩子的要求越來越高、對孩子的教育問題、健康發(fā)育都極為的關注，想把孩子培養(yǎng)的更好、更加的優(yōu)秀。 本文從人機工程學方面著手研究，分析兒童的不同年齡時段的身體特征，以及不同坐姿對兒童身體健康的影響。在材料、結構和色彩上，也進行調研發(fā)掘兒童的喜好，從而創(chuàng)新出既促進孩子健康的坐姿，茁壯成長，也符合孩子自己喜好的兒童座椅。 本文在人際工程學的角度集中闡述，由淺入深講述兒童座椅在設計中的尺寸、結構、色彩、娛樂性等方面的重要意義。 本文創(chuàng)新主要體現(xiàn)在，從人體坐姿生理學、座椅結果和材料選擇的角度出發(fā)，分析座椅對于兒童身體的影響，同時結合現(xiàn)有的一

5、些新式座椅，發(fā)揮想象力設計出更加健康舒適的兒童座椅，讓人們更加了解座椅對兒童健康的影響。 關鍵詞：兒童座椅、人機工程學、材料色彩、造型設計 Abstract In recent years, with the rapid development of economy, the competition in the economy, personnel, marketing and other aspects of also becoming stronger while the child was hope for the future, every family k

6、ey protection object, so that parents of children have become increasingly demanding, in childrens education and healthy development are extremely concerned, and tried to put the children to develop better and more excellent. In this paper, from the aspects of human computer engineering research, a

7、nalysis of childrens physical characteristics at different times, as well as the effect of different sitting posture on childrens physical health. In colors and materials, were also research to explore childrens preferences, thus creating a can not only promote the health of children sitting, health

8、y growth, is also in line with the children on their own preferences of the child seat. In this paper, in the perspective of social engineering focuses on, easy to digest about child seat in the design of size, height, color, entertainment and other aspects of significance. The innovation of this

9、paper is mainly reflected in, the sitting posture of human body physiology and material selection point of view of analysis of seat effects on the body of a child, combined with some of the existing new seats, play imagination to design a more healthy and comfortable child seat, to let people know m

10、ore about the seat to influence childrens health. Key words: Child seat、human engineering、Material color、 Shape design 目 錄 引 論 1 一、人機工程學在兒童座椅中的意義 1 （一）國內外人際工程學發(fā)展史 1 （二）人機工程學在兒童座椅中的應用價值 2 二、 人機工程學在兒童座椅設計中相關因素分析 2 （一）何謂人機工程學？ 2 （二）國內兒童生理分析 3 （三）人機工程學對兒童座椅設計中的材料要素的影響 3 （四）

11、人機工程學對兒童座椅設計中的結構因素的影響 3 三、 人機工程學在兒童座椅中的體現(xiàn) 5 （一）國內現(xiàn)有兒童座椅人機特點分析 5 （二）木質兒童座椅的優(yōu)點分析 7 （三）兒童座椅的尺寸要求 9 （四）兒童座椅設計定位及方案 10 結 語 12 主要參考文獻 13 引 論 運用人機工程學原理，結合兒童不同年齡時段對座椅尺寸的需求，進行坐姿行為分析。探討坐姿理論知識，認識坐姿變化對兒童學習、健康上的重要影響，從而提出座椅設計的基本原則，以及座椅設計中重要參數(shù)的參考數(shù)據。根據嚴謹?shù)目茖W依據，對優(yōu)秀座椅設計范例進行了研究解析,并說明其各自特色,從而進一步驗證人機工程

12、學在兒童座椅設計中的重要意義，來設計出一款既有創(chuàng)新，又規(guī)范健康坐姿的的兒童座椅。 1、 人機工程學在兒童座椅中的意義 （一）國內外人機工程學發(fā)展史 早期歷史（1945—1960年）人機工程職業(yè)的誕生 1961年在瑞典斯德哥爾摩舉行首次國際人機工程會議。 1982年在日本東京舉行第八次國際人機工程會議，中國第一次派人參加。 1975年成立了國際人機工程標準委員會（TC—159）。 1981年國內相應成立中國人類工效學標準技術委員會。 1989年成立《中國人工效學學會》。 1991年1月成為《國際人類工效學協(xié)會》正式成員。 圖1 國外人機

13、工程起源 在國內人機工程學起源較晚，興起于20世80年代末 圖片來源： ，在1998年開始形成了一定的規(guī)模，到了2001年人機工程學才在中國形成獨立的門類，再2003年前后發(fā)展壯大。 圖2 國內人機工程學 在中國最早期，兒童座椅的設計大都包含在成人家具之中，但是隨著中國的經濟高速發(fā)展，家具市場的競爭越來越激烈。最近幾年來，兒童家具設計才從成人家具中分離出來，形成獨立的新型市場領域，也出現(xiàn)了一些專門從事兒童家具設計和生產的廠家。 （二）人機工程學在兒童座椅中的應用價值 兒童座椅的使用者。大都一些2--8歲的兒童，他們因為年齡小、認知低、對周圍的一些所有事物都有濃厚興趣，但

14、卻缺乏安全意識。因此在盡量培養(yǎng)孩子興趣的同時，也對孩子的健康成長非常重視 文字來源：ISBN:7810134213人機工程學_丁玉蘭等編著 。 而兒童座椅則是孩子成長中必不可少的學習、休息用品，本文將從人機工程學的角度分析，尺度和尺寸對兒童座椅計中的重要影響。在兒童座椅的設計中，健康的坐姿是和兒童身體尺寸息息相關的。根據國內現(xiàn)有的兒童座椅的市場調查，兒童座椅在人機工程學中對兒童健康成長有著很重要的問題。 比如現(xiàn)在國內兒童眼睛近視的發(fā)病率達高達70%，而這種現(xiàn)象產生的原因，就是因為兒童座椅設計的尺寸要求不合理。這些問題主要表現(xiàn)在，座椅的高度國內沒有規(guī)定的嚴格標準，導致兒童不健康的坐姿

15、，不合理的閱讀書寫狀態(tài)，從而導致了兒童眼鏡近視發(fā)病率的提升。從兒童桌椅設計的角度來看，我們要把握三個方面的關系： （1）兒童不同年齡段的身體尺寸。 （2）兒童座椅的尺寸標準。 （3）兒童座椅設計健康坐姿和尺寸的關系。 本文將通過設計作品，將人機工程學和兒童座椅設計的趣味性相結合，利用兒童座椅合理高度、材料的選擇、一定的趣味性合在一起，再進行不斷的進行創(chuàng)新改進，探討研究人機工程學在兒童座椅設計中的重要意義。 二、人機工程學在兒童座椅設計中相關因素分析 （一）何謂人機工程學 圖三 人體坐姿 人機工程學，就是根據嚴謹?shù)娜梭w尺寸標準，結合人體力學、心理學、人體形態(tài)學等學科的研

16、究方法，對人體進行細致特征進行的研究，制定出人體各個部分尺寸、重量、表面面積、重心以及各種人體相關的結構參數(shù)特征。如圖三所示圖片來源： ，分析人的不同坐姿，以及人的身體尺寸對座椅的尺寸制定提出要求和標準，來設計出最適合人體尺寸高度的健康座椅。而在視覺、聽覺、觸覺以及膚覺等感覺器官的機能特性等方面，也都屬于人機工程學所研究的科學范疇。 而在任何一個合格的產品設計之中，都將用到人機工程學任何一個產品的造型都是有三要素構成的，一是形態(tài)要素，二是機能要素，三是審美要素，這些都是和人機工程學息息相關的。 （二）國內兒童生理分析 圖四 兒童人體尺寸 人體尺寸分為動態(tài)尺寸和

17、靜態(tài)尺寸，而關于兒童的尺寸是很少的，本文主要從兒童的身高尺寸入手，因為它是兒童座椅設計中最重要的因素之一。 根據資料查找，2008年2月8日，國內第一次兒童人體尺寸、體重參數(shù)的調查結果，其中抽取了2-8歲男童和女童的身高、體重，可以看出在這些年齡段的男童身高和體重都是高于女童。如圖四所示圖片來源： ，根據衛(wèi)生部每年的全國兒童體格發(fā)育狀況的調查，以2006年的第五次全國兒童體格發(fā)育調查為例， 調查數(shù)據表明 第一， 城市和農村兒童的身高差距縮小。 第二， 兒童發(fā)育呈較快增長趨勢。 第三， 國內城市兒童的發(fā)育的水平，達到了世界兒童生長發(fā)育的標準。 由于國內城市和農村兒童身高尺寸的差

18、距的縮小，兒童家具生產廠家為兒童座椅設計變得更加方便，在設計之中也漸漸有了一定的規(guī)范標準。在兒童座椅設計中座椅尺寸要與兒童的身體的互相配合。這樣才會得到家長的認可，也有益于兒童的健康成長。在選擇兒童桌椅時， 最好選擇具有能夠按照身高的變化進行調整的功能。 圖五 各年齡段兒童身體尺寸 參照國內兒童椅設計的標準尺寸規(guī)定，建議兒童椅的座面高為280mm， 座深為200mm， 座前寬300mm， 座后寬270mm，靠背上緣距座面高15mm， 靠背下緣距座面高28mm。 如圖五所示圖片來源： 。 但是如果要保證各個年齡段的兒童所使用的座椅都量身定做，那么每個兒童成長中都會需要很多

19、套座椅，這種消費方式顯然不符合國內經濟發(fā)展的水平和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。 綜上所述，我們在設計兒童桌椅時，應以人機工程學作為指導， 使座椅的高度符合兒童身體尺寸、心理尺寸，嚴格按照標準設計和生產兒童座椅的尺度和尺寸，保持兒童身體尺寸與座椅的協(xié)調性， 以便設計出安全、舒適、方便攜帶、不易受傷的兒童桌椅。 （三）人機工程學對兒童座椅設計中材料要素的影響。 圖六 統(tǒng)計調查 目前，國內用于制作兒童座椅的材料各種各樣，沒有嚴格的標準制度，如目測、塑料、板材、混合材料等，這些材料都有各自的特點，只是在保證一些基本的前提下所選用的材料。而本文將根據不同的材質，對兒童家長的喜歡進行調研，如圖六所示

20、圖片來源： ，具體來說就是沒有氣味、不褪色和手感舒適光滑等特點的兒童座椅最受歡迎，下面內容將介紹、分析各種材料的特點，如圖七所示圖片來源： 。 圖七 兒童座椅 實木能夠調整溫濕度、結實耐用、表面光滑容易清洗、能吸收紫外線、紋理自然、沒有放射性物質、對兒童沒有危害。 板材沒有異味、手感光滑、造型穩(wěn)定、不易變形。人造板用各自木材剩余物為主要原材料，減少木材浪費、提高木材利用率。座椅關節(jié)點金屬連接，既結方便攜帶也結實耐用。 塑料顏色多種多樣，符合兒童的喜好，造型變化多樣，手感也光滑細膩，輕便安全，并且耐水洗。 （四）人機工程學對兒童

21、座椅設計中結構要素的影響。 一、座椅高度 兒童座椅的標準坐高，應使大腿呈水平狀態(tài)，小腿垂直于地面，雙腳能平放在地面上。在休息時，腿可以向前方伸展，可松弛肌肉，也有助于身體的穩(wěn)定。隨著兒童的不同年齡段的成長，椅子的高度要求也要隨之提高，更換新的兒童座椅。 二、椅面寬度和傾角 成人座椅椅面座寬一般設定為30cm左右，兒童則在25cm左右。而座面傾角也分二種，一種是休息椅、另一種為學習椅。休息椅座面傾角大，可達到20度—26度，這樣有利于兒童身心松弛。對學習座椅而言，因學習時兒童坐姿一般保持垂直狀態(tài)最好，如座面過于后傾，會破壞兒童的正常坐直，也會也兒童學習更加疲憊，形成一種費力的姿勢，因此傾

22、角最好平行于地面。 三、靠背角度 圖八 坐姿 靠背角度是指座面與靠背的夾角，靠背角度的作用是使人體在自然狀態(tài)下得到支撐，與座面的傾斜角度達到舒適的效果。如圖八所示圖片來源： ，一般兒童娛樂用椅的靠背角度較大，可達到105—110度，而但對于兒童學習時的座椅來講，太大的角度會使得兒童有種放松的心理，不利于兒童學習效率，所以兒童座椅靠背角度一般是垂直于椅面。 三、人機工程學在兒童座椅中的體現(xiàn)。 （一）國內現(xiàn)有兒童座椅人機特點分析。 (一)國內兒童座椅現(xiàn)狀 國內兒童家具中，兒童座椅占很大一部分，因為它需求量廣，也是單一的兒童家具，便宜不要成套購買，大部分家庭

23、都能接受。隨著國內經濟發(fā)展，家長們對兒童的越來越重視，家庭條件的不斷提高，使得兒童座椅發(fā)展迅速。 (二)國內研究水平低。 在國內，目前還沒有專業(yè)兒童家具設計機構，國家對兒童家具的尺寸標準也沒有嚴格的要求規(guī)定。并且國內兒童家具設計師大都是從成人家具中轉業(yè)而來，對兒童的現(xiàn)有需求不夠了解，這些直接導致了兒童家具在國內設計、生產、發(fā)展的水平。 (三)座椅分布結構不合理。歲 國內兒童家具市場上市場上以8--12大齡兒童家具居多，嬰兒家具0一3歲的嬰兒家具居中、4一8歲的兒童家具偏少的局面出現(xiàn)，造成了市場分布不均，費者選擇范圍較窄。 （二）木質兒童座椅的優(yōu)點分析。 1，木質材質視覺突出。

24、 木材具有華麗優(yōu)美的細膩紋路，親近自然，給人的視覺感受極為舒適。同時木材可以吸收陽光中紫外線，紅外線，對兒童的視力有一定的保護作用。 2，木質材質手感舒適。 木材手感溫和，光滑程度適中，能給人適宜的刺激，引起良好的感覺，同時也結實耐用。 3、木材具有調濕性能。 眾所周知，當室內有木材家具時，當房間內相對濕度發(fā)生變化，木質家具可以從環(huán)境中吸收或者釋放水分，從而調節(jié)室內濕度，因而具有很好的調濕功能。 （三）兒童座椅的尺寸要求。 圖九 兒童座椅尺寸 普通的兒童椅子也可以說是幼兒園常見的一種座椅，這種兒童椅子一般身高在75～89厘米之間的小孩，如圖九所示圖片來源： 兒童椅子

25、坐面高度大概在19厘米左右最合適。 小孩子在三歲后，對自己的專屬物品特別的感興趣，在他們腦海里會對各種形態(tài)的物品有大致的認識，比如他們知道，大的衣服是屬于大人們的，自己的衣物是小小的，大人們的碗是瓷的，自己的碗是不銹鋼的等等，這些是對自己專屬物品的理解。而專屬物品中，他們最愛的可能就是小椅子了，兒童座椅的尺寸一般是20*20*25cm。 如果椅子不合適，不僅會對孩子造成駝背的影響，還會對孩子的發(fā)育造成影響。另外，由于孩子的身高子在不斷長高，所以椅子也要隨之更換，買適合孩子身高的椅子。 （四）兒童座椅設計定位及設計方案。 （一）設計定位 （1）兒童座椅要隨時隨地便可用來輕松休息，使用

26、場合廣泛，容易攜帶； （2）易清理、耐水、耐老化，適合戶外使用。 （3）舒適、安全符合家長對兒童座椅的要求。 （4）坐姿比站立更有利于血液循環(huán) （5）有利于保持身體的穩(wěn)定，坐姿保持身體處在穩(wěn)定的姿勢，有利于兒童作業(yè) （二）設計方案 （1) 高度可調節(jié)； （2）穩(wěn)定性與趣味同時兼顧； （3）給兒童留有足夠的活動空間； （4）能夠保證腿的活動空間，以減輕兒童玩耍后腿的疲勞； （5）坐面寬度、椅子高度、椅背高度需要根據人機工程學尺寸來設定； （6）材料選擇為木材，無污染、無棱角，表面光滑。 （三）設計原則和分類 1. 座椅的形式與尺度及其功用有

27、關 2. 座椅的尺度必須參照兒童人體測量學數(shù)據確定 3. 身體的主要重量應由臀部坐骨結節(jié)承擔 4. 座椅前緣處，大腿與椅子之間壓力應盡量減小 5. 腰椎下部應提供支承，設置適當?shù)目勘骋越档捅巢烤o張度 結語 在論文結束之際，通過以上可以看出，人體工程學座椅設計絕對不是一項簡單的工作，面對不同的人群他有不同的設計標準與規(guī)范。設計之中它更是要考慮和椅子相關的高度、坐寬、靠背、軟硬、曲線等人體尺度等多重因素，還要考慮到兒童椅子的使用場合，清潔和耐久需求。還要考慮材料構件的選擇以及成本問題。除此之外，還要考慮的

28、美觀、新穎、創(chuàng)意等各種藝術精神方面的需求。人體工程學以“人”為研究的起點，以“服務于人”為最終目標，與人類生活學習工作密不可分。故需要我們了解人體工程學及學習其操作方法并運用自如，做出符合實用美觀的作品。 最后，衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位老師、教授! 感謝這篇論文所涉及到的各位學者。 本文引用了數(shù)位學者的研究文獻，如果沒有各位學者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作！ 感謝我的同學和朋友，在我寫論文的過程中給予我很多素材，還在論文的撰寫和排版等過程中提供熱情的幫助！ 由于我的學術水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學友批評和指正！

29、 主要參考文獻 [1]藝術設計概論 曹田泉編著 [2]人機工程教學與應用 徐涵 劉軍杰 陳偉編著 [3]期刊論文 人機工程學在戶外家具設計中的應用-四川建筑 2011.21（3） [4]學位論文 基于人機工程學的學生公寓家具的設計與研究 [5]江湘蕓 設計材料及加工工藝 北京理工大學出版社 2003.08 [6]德國紅點大獎工業(yè)設計年鑒 作品集 [7]工業(yè)設計材料與表面處理 畢業(yè)設計作品 [8]馬澤群;淺析工業(yè)設計中的人機工程學 [J];成都紡織高等?？茖W校學報;2003年01期 [9] 龔錦編譯.人體尺度與室內空間[M].天津

30、：天津科學技術出版社，1987:35-41. [10] 劉春榮.人機工程學應用[M].上海：上海人民美術出版社，2004:21-34 [11] 劉鴻文主編.材料力學[M].第四版.北京：高等教育出版社，2004：12-48 [12] 傅志方.模態(tài)分析理論與應用[M].上海：上海交大出版社, 2000年7月:7-313 [13] 王繼成.產品設計中的人機工程學[M].北京：化學工業(yè)出版社，2004：11-34 [14] 丁玉蘭.著《人機工程學(第4版)》 ISBN:7810134213 [15] 周美玉.著《人機工程學應用》，上海交通大學出版社 [16] 李達.著 《人機工程學》 出版社：電子工業(yè)出版社出版日期：2014-02-01 [17] A．Chapanis 《Application of experimental psychology: the factors of people in engineering design》 [18] F.W.TaylorandH?Munsterberg《Psychology and work efficiency 》