淺析人機工程學(xué)在兒童座椅中的應(yīng)用+王清超

本科畢業(yè)論文（設(shè)計）論文題目：淺析人機工程學(xué)在兒童座椅中的應(yīng)用姓名：王清超學(xué)號：123007010813班級：1208班年級：2012級專業(yè)：產(chǎn)品設(shè)計學(xué)院：藝術(shù)設(shè)計學(xué)院指導(dǎo)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(shè)計）論文題目：淺析人機工程學(xué)在兒童座椅中的應(yīng)用姓名：王清超學(xué)號：123007010813班級：1208班年級：2012級專業(yè)：產(chǎn)品設(shè)計學(xué)院：藝術(shù)設(shè)計學(xué)院指導(dǎo)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(shè)計）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)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(xué)術(shù)規(guī)范和其他侵權(quán)行為。對本論文（設(shè)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(shè)計）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。畢業(yè)論文（設(shè)計）成果歸武昌工學(xué)院所有。特此聲明作者專業(yè)：產(chǎn)品設(shè)計作者學(xué)號：123007010813作者簽名： 年 月 日淺析人機工程學(xué)在兒童座椅中的應(yīng)用王清超Analysis of the application of ergonomics in the child seatWang, QingChao2016年5月10摘 要 近年來，國內(nèi)科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，在經(jīng)濟、人才、市場等方面競爭也與日俱增，而孩子做為家庭未來的希望，是每個家長都重點的關(guān)注對象，所以導(dǎo)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(guān)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(xué)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(jié)構(gòu)和色彩上，也進行調(diào)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(xué)的角度集中闡述，由淺入深講述兒童座椅在設(shè)計中的尺寸、結(jié)構(gòu)、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(xué)、座椅結(jié)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(jié)合現(xiàn)有的一些新式座椅，發(fā)揮想象力設(shè)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(guān)鍵詞：兒童座椅、人機工程學(xué)、材料色彩、造型設(shè)計AbstractIn 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 key 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, analysis 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, healthy 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 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 more 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(xué)在兒童座椅中的意義 1（一）國內(nèi)外人際工程學(xué)發(fā)展史1（二）人機工程學(xué)在兒童座椅中的應(yīng)用價值2二、 人機工程學(xué)在兒童座椅設(shè)計中相關(guān)因素分析2（一）何謂人機工程學(xué)？2（二）國內(nèi)兒童生理分析3（三）人機工程學(xué)對兒童座椅設(shè)計中的材料要素的影響3（四）人機工程學(xué)對兒童座椅設(shè)計中的結(jié)構(gòu)因素的影響3三、 人機工程學(xué)在兒童座椅中的體現(xiàn)5（一）國內(nèi)現(xiàn)有兒童座椅人機特點分析5（二）木質(zhì)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(shè)計定位及方案10結(jié) 語12主要參考文獻13引 論運用人機工程學(xué)原理，結(jié)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(xué)習(xí)、健康上的重要影響，從而提出座椅設(shè)計的基本原則，以及座椅設(shè)計中重要參數(shù)的參考數(shù)據(jù)。根據(jù)嚴謹?shù)目茖W(xué)依據(jù)，對優(yōu)秀座椅設(shè)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學(xué)在兒童座椅設(shè)計中的重要意義，來設(shè)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(xué)在兒童座椅中的意義（一）國內(nèi)外人機工程學(xué)發(fā)展史 早期歷史（19451960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（TC159）。1981年國內(nèi)相應(yīng)成立中國人類工效學(xué)標準技術(shù)委員會。1989年成立中國人工效學(xué)學(xué)會。1991年1月成為國際人類工效學(xué)協(xié)會正式成員。圖1 國外人機工程起源 在國內(nèi)人機工程學(xué)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(xué)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(nèi)人機工程學(xué)在中國最早期，兒童座椅的設(shè)計大都包含在成人家具之中，但是隨著中國的經(jīng)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(shè)計才從成人家具中分離出來，形成獨立的新型市場領(lǐng)域，也出現(xiàn)了一些專門從事兒童家具設(shè)計和生產(chǎn)的廠家。（二）人機工程學(xué)在兒童座椅中的應(yīng)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(xué)_丁玉蘭等編著。而兒童座椅則是孩子成長中必不可少的學(xué)習(xí)、休息用品，本文將從人機工程學(xué)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(shè)計中，健康的坐姿是和兒童身體尺寸息息相關(guān)的。根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)有的兒童座椅的市場調(diào)查，兒童座椅在人機工程學(xué)中對兒童健康成長有著很重要的問題。比如現(xiàn)在國內(nèi)兒童眼睛近視的發(fā)病率達高達70%，而這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，就是因為兒童座椅設(shè)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(nèi)沒有規(guī)定的嚴格標準，導(dǎo)致兒童不健康的坐姿，不合理的閱讀書寫狀態(tài)，從而導(dǎo)致了兒童眼鏡近視發(fā)病率的提升。從兒童桌椅設(shè)計的角度來看，我們要把握三個方面的關(guān)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(shè)計健康坐姿和尺寸的關(guān)系。本文將通過設(shè)計作品，將人機工程學(xué)和兒童座椅設(shè)計的趣味性相結(jié)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(xué)在兒童座椅設(shè)計中的重要意義。二、人機工程學(xué)在兒童座椅設(shè)計中相關(guān)因素分析（一）何謂人機工程學(xué)圖三 人體坐姿人機工程學(xué)，就是根據(jù)嚴謹?shù)娜梭w尺寸標準，結(jié)合人體力學(xué)、心理學(xué)、人體形態(tài)學(xué)等學(xué)科的研究方法，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(guān)的結(jié)構(gòu)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(shè)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(xué)所研究的科學(xué)范疇。而在任何一個合格的產(chǎn)品設(shè)計之中，都將用到人機工程學(xué)任何一個產(chǎn)品的造型都是有三要素構(gòu)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(xué)息息相關(guān)的。（二）國內(nèi)兒童生理分析 圖四 兒童人體尺寸人體尺寸分為動態(tài)尺寸和靜態(tài)尺寸，而關(guān)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(shè)計中最重要的因素之一。 根據(jù)資料查找，2008年2月8日，國內(nèi)第一次兒童人體尺寸、體重參數(shù)的調(diào)查結(jié)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(jù)衛(wèi)生部每年的全國兒童體格發(fā)育狀況的調(diào)查，以2006年的第五次全國兒童體格發(fā)育調(diào)查為例， 調(diào)查數(shù)據(jù)表明第一， 城市和農(nóng)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(nèi)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(nèi)城市和農(nóng)村兒童身高尺寸的差距的縮小，兒童家具生產(chǎn)廠家為兒童座椅設(shè)計變得更加方便，在設(shè)計之中也漸漸有了一定的規(guī)范標準。在兒童座椅設(shè)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(diào)整的功能。 圖五 各年齡段兒童身體尺寸 參照國內(nèi)兒童椅設(shè)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套座椅，這種消費方式顯然不符合國內(nèi)經(jīng)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(shè)計兒童桌椅時，應(yīng)以人機工程學(xué)作為指導(dǎo)， 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(shè)計和生產(chǎn)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(diào)性， 以便設(shè)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(xué)對兒童座椅設(shè)計中材料要素的影響。 圖六 統(tǒng)計調(diào)查目前，國內(nèi)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(jù)不同的材質(zhì)，對兒童家長的喜歡進行調(diào)研，如圖六所示圖片來源：，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(nèi)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(diào)整溫濕度、結(jié)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(zhì)、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(guān)節(jié)點金屬連接，既結(jié)方便攜帶也結(jié)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(xué)對兒童座椅設(shè)計中結(jié)構(gòu)要素的影響。一、座椅高度兒童座椅的標準坐高，應(yīng)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(shè)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(xué)習(xí)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(xué)習(xí)座椅而言，因?qū)W習(xí)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(xué)習(xí)更加疲憊，形成一種費力的姿勢，因此傾角最好平行于地面。 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105110度，而但對于兒童學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)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(xué)在兒童座椅中的體現(xiàn)。（一）國內(nèi)現(xiàn)有兒童座椅人機特點分析。(一)國內(nèi)兒童座椅現(xiàn)狀國內(nèi)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，大部分家庭都能接受。隨著國內(nèi)經(jīng)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(nèi)研究水平低。在國內(nèi)，目前還沒有專業(yè)兒童家具設(shè)計機構(gòu)，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(nèi)兒童家具設(shè)計師大都是從成人家具中轉(zhuǎn)業(yè)而來，對兒童的現(xiàn)有需求不夠了解，這些直接導(dǎo)致了兒童家具在國內(nèi)設(shè)計、生產(chǎn)、發(fā)展的水平。(三)座椅分布結(jié)構(gòu)不合理。歲國內(nèi)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(zhì)兒童座椅的優(yōu)點分析。1，木質(zhì)材質(zhì)視覺突出。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(zhì)材質(zhì)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(jié)實耐用。3、木材具有調(diào)濕性能。眾所周知，當(dāng)室內(nèi)有木材家具時，當(dāng)房間內(nèi)相對濕度發(fā)生變化，木質(zhì)家具可以從環(huán)境中吸收或者釋放水分，從而調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度，因而具有很好的調(diào)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7589厘米之間的小孩，如圖九所示圖片來源：兒童椅子坐面高度大概在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(shè)計定位及設(shè)計方案。（一）設(shè)計定位（1）兒童座椅要隨時隨地便可用來輕松休息，使用場合廣泛，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(shè)計方案（1) 高度可調(diào)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(jù)人機工程學(xué)尺寸來設(shè)定； （6）材料選擇為木材，無污染、無棱角，表面光滑。（三）設(shè)計原則和分類 1. 座椅的形式與尺度及其功用有關(guān) 2. 座椅的尺度必須參照兒童人體測量學(xué)數(shù)據(jù)確定 3. 身體的主要重量應(yīng)由臀部坐骨結(jié)節(jié)承擔(dān) 4. 座椅前緣處，大腿與椅子之間壓力應(yīng)盡量減小 5. 腰椎下部應(yīng)提供支承，設(shè)置適當(dāng)?shù)目勘骋越档捅巢烤o張度 結(jié)語在論文結(jié)束之際，通過以上可以看出，人體工程學(xué)座椅設(shè)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(shè)計標準與規(guī)范。設(shè)計之中它更是要考慮和椅子相關(guān)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(gòu)件的選擇以及成本問題。除此之外，還要考慮的美觀、新穎、創(chuàng)意等各種藝術(shù)精神方面的需求。人體工程學(xué)以“人”為研究的起點，以“服務(wù)于人”為最終目標，與人類生活學(xué)習(xí)工作密不可分。故需要我們了解人體工程學(xué)及學(xué)習(xí)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(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻，如果沒有各位學(xué)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(xué)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(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學(xué)友批評和指正！主要參考文獻1藝術(shù)設(shè)計概論 曹田泉編著2人機工程教學(xué)與應(yīng)用 徐涵 劉軍杰 陳偉編著3期刊論文 人機工程學(xué)在戶外家具設(shè)計中的應(yīng)用-四川建筑 2011.21（3）4學(xué)位論文 基于人機工程學(xué)的學(xué)生公寓家具的設(shè)計與研究5江湘蕓 設(shè)計材料及加工工藝 北京理工大學(xué)出版社 2003.08 6德國紅點大獎工業(yè)設(shè)計年鑒 作品集 7工業(yè)設(shè)計材料與表面處理 畢業(yè)設(shè)計作品 8馬澤群;淺析工業(yè)設(shè)計中的人機工程學(xué) J;成都紡織高等專科學(xué)校學(xué)報;2003年01期9 龔錦編譯.人體尺度與室內(nèi)空間M.天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，1987:35-41.10 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