首页 > 大学生身高调查及合理课桌椅设计

大学生身高调查及合理课桌椅设计

发布时间：2023-03-19 15:14:02 来源：文档文库

小中大

字号：

手机查看

■装备前沿　吕文生吴姗韩巧云：大学生身高调查及合理课桌椅设计　３　１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１—４８９Ｘ．２０１２．１５．００３　大学生身高调查及合理课桌椅设计　吕文生吴姗韩巧云　１０００８３　北京科技大学北京摘　要近年来，学生身高呈不断增长的趋势，而课桌椅设计的不合理造成学生学习坐姿不正确，从而导致学生　近视眼的发生、脊椎颈椎弯曲等问题。通过对大学生身高的调查，用曲线拟合预测大学生身高增长趋势，从人体　工学角度出发，设计满足大学生生理、心理健康需求的课桌椅。　关键词大学生；课桌椅；人机工学　中图分类号：Ｇ６４７　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１—４８９Ｘ（２０１２）１５—０００３—０４　Ｏｏ　Ｉ　Ｉ　ｅｇｅ　Ｓｔｕｄｅｎｔｓ’Ｈｅ　ｉ　ｇｈｔ　Ｓｕｒｖｅｙ　ａｎｄ　Ｒｅａｓｏｎａｂ　Ｉ　ｅ　Ｆｕｒｎ　ｉ　ｔｕｒｅ　Ｄｅｓ　ｉ　ｇｎ／／Ｌｖ　Ｗｅｎｓｈｅｎｇ，Ｗｕ　Ｓｈａｎ，Ｈａｎ　Ｑｉａｏｙｕｎ　Ａｂｓｔ　ｒａｃｔ　Ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｙｅａｒｓ，ｔｈｅ　ｈｅｉｇｈｔ　ｏｆ　ｓｔｕｄｅｎｔＳ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ，ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｅａｎ　ｗｈｉｌｅ，　ｕｎｒｅａｓｏｎａｂ１ｅ　ｆｕｒｎｉｔｕｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｃａｕｓｅ　ｉｎｃｏｒｒｅｃｔ　Ｓｉｔｔｉｎｇ　ｐｏｓｔｕｒｅ　ｉｎ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ’ｌｅａｒｎｉｎｇ．ｔｈｅｓｅ　ｃａｕｓｅ　ｐｈｙｓｉｏ１ｏｇｉｃａ１　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｍｙｏｐｉａ，ｓｐｉｎａｌ　ｃｅｒｖｉｃａｌ　ａｎｄ　ｖｅｒｔｅｂｒａ　ｂｅｎｄｉｎｇ　ａｍｏｎｇ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ　ｂｏｄｙ　ｓｕｒｖｅｙ　ａｍｏｎｇ　ｃｏｌｌｅｇｅ　ｓｔｕｄｅｎｔ，ｔｈｉＳ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｆｉｔｔｅｄ　ｔｈｅ　ｈｅｉｇｈｔ　ｇｒｏｗｔｈ　ｃｕｒｖｅ，ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｓａｔｉｓｆｙ　ｃｏｌｌｅｇｅ　ｄｅｓｋｓ　ａｎｄ　ｃｈａｉｒｓ　ｔｈａｔ　ｓａｔｉｓｆｙ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ’ｐｈｙｓｉｃａｌ　ａｎｄ　ｍｅｎｔａｌ　ｈｅａｌｔｈ　ｎｅｅｄｓ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｈｕｍａｎ　ｂｏｄｙ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｃｏｌｌｅｇｅ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ：ｄｅｓｋｓ　ａｎｄ　ｃｈａｉｒｓ：ｍａｎ—ｍａｃｈｉｎｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ａｕｔｈｏｒ’Ｓ　ａｄｄｒｅｓｓ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ＢｅｉＪｉｎｇ，ＢｅｉＪｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ　１０００８３　１引言　据各项调查表明，人类的平均身高在呈不断增长的　趋势。由于时代的进步，人们对生活、学习用品是否舒　适、合理，是否能满足人类生长的需要等问题越来越关　注。据卫生部、教育部联合调查显示，目前我国学生近　视发病率达６０％，居世界第二位；患病人数达６　０００万，人　为南方学生和北方学生。经统计，北方学生的平均身高　比南方学生高出２～２．５　ｃｉｎ。按籍贯分，身高由南向北呈　缓慢上升趋势，且随身高的增长，体重也有相应的增加　（见图１）。　２）通过１９８５～１９９０年６个年份出生的学生的身高　的比例发现，学生的身高有着“越长越高”的趋势，即　１９８５～１９９０年出生的学生的平均身高有逐渐增长的趋势　（见图２）。将所调查的学生按出生年份分类，经过数据　统计，发现近几年学生的身高呈缓慢增长的趋势。据教　育部发布的２００４年学生体质健康检测公告，本年学生的　身高ＬＬ２００２年相比继续呈增长趋势，７～１２岁男、女学生　１８０　１６０　１４０　数居世界之首。其中，小学生近视率为３２．５％，初中生为　５９．４％，高中生为７７．３％，大学生为８０％…。　经过长时间的观察与研究发现，近视问题更多与看　书写字的课桌椅有关。通过调查问卷，了解到多数学生　感觉现有课桌椅不舒适，连续坐１小时以上就有腰酸背　疼等不舒适的感觉　而且活动空间过小，活动范围受很　大的限制。课桌椅的不合理，造成学生学习坐姿的不正　确，也就造成眼睛与桌面的距离不正确，从而导致近视　眼的发生，同时导致学生脊椎、颈椎出现弯曲等问题，　无形中养成坐姿不正确等坏习惯。另外，座椅不舒服也　１２０　ｉ００　８０　６０　４０　２０　０　Ｉ再　旦塑立芏生Ｉ　身高（ｃｍ）　体重（ｋｇ）　让学生难以集中精神，影响听课、学习的效率。　故本文将通过分析大学生的身高增长趋势，从人　机工学的角度分析现有课桌椅，以设计出满足大学生生　理、心理需求的课桌椅。　图１　学生平均身高、体重比较　１７５　１７０　２大学生身体基本情况调查与分析　２．１大学生身高增长趋势分析　通过在北京科技大学全体本科生范围内发放调查问　卷，并将回收的数据进行整理、统计、分析，得出相关　结论。　１）学生身体有着北高南低的趋势。随着身高的增　５　１６５　钿叵１６Ｏ　嘛１５５　１５０　８５　８６　８７　８８　８９　９０　出生年份（年）　长，体重也相应增加。以长江为分界线，将本校学生分　作者：吕文生，副教授，北京科技大学土木与环境工程学院。　图２　１９８５￣１９９０年出生学生身高增长趋势　２０１２年５月下第１５期（总第２７３期）　中国教育技术装备　
４　表１人体参数　吕文生吴姗韩巧云：大学生身高调查及合理课桌椅设计　（单位：ｃｍ）　一装备前沿　体参数（见表１），用于确定课桌椅的具体尺寸。　将测量的数据与查阅的资料进行对比，发现中国人的　身材比例与日本人相似，而与欧美人有一定的差别。与欧　美人相比，中国人呈躯干较长、四肢较短的特点。白人赤　足状态下的小腿高约为身高的２５％，日本人约为２４％　。　３合理课桌椅设计　合理的课桌椅无论在视觉、感觉上都能体现它的舒适　性。因此，结合“极限设计原则”和“平均尺寸原则”，　集中在桌椅的造型、材质、颜色３个方面展开设计。　３．１造型要素　桌椅的造型设计追随它的使用功能，无论进行怎样　的造型突破，它都离不开两个“面”的支撑作用，即椅　面和桌面的支撑作用。因此，首先，在设计桌椅的过程　中应该围绕这两个面展开造型设计；其次，考虑人坐下　去椅面和椅背是否使坐者的脊椎与身体保持平衡及处于　自然状态，较好地适应人体的生理结构和特性。　根据收集到的人体测量资料，中国人的身体比例基　身高分别平均增长０．８５　ｃｍ￣ＤＯ．６　ｃｍ；ｌ３～１８岁男、女学　本上为躯干较长、下肢较短。调查显示，男生身高在１７８　生身高平均增长０．３７　ｃｍ和０．４３　ｃｍ。　ｃｍ以上的人数约占１８％，且根据图３可以看出，男生的平　根据调查的数据，通过Ｅｘｃｅｌ拟合出１９８５年出生后的　均身高将逐渐接近１７７　ｃｍ，并趋于平稳。综合标准身高为　男女平均身高在未来的发展趋势。其中，男生的身高增　１８０．Ｏ　ｃｍ的１号课桌椅及标准身高为１　７２．５　ｃｍ的２号课桌椅　长趋势符合ｙ＝１．１５２ｉｎ（Ｘ）＋１７１．７７曲线（见图３），女生　，重新给定一组课桌椅的尺寸（见表２），使得课桌椅　的身高增长趋势符合ｙ＝１．０５５４１ｎ（Ｘ）＋ｌ５９．９６曲线（见图　能够满足现有以及未来学生的使用需求。　４）。从图３、图４中可以看出，未来男女生的平均身高将　下面提出设计依据　。　会缓慢持续上升，男生的平均身高到１７７　ｃｍ趋于平稳，而　１）座面高ｈ４。合适的座高应使大腿保持水平，小腿　女生的平均身高到１６４．７　ｃｍ趋于稳定。　垂直，双脚平放在地面上。座面高过高或过低均容易使　３）８０％以上的学生反映学校现有课桌椅使用起来不　人产生疲劳感，故座面高一般按低身材的人群设计。　舒适，部分教室的课桌椅间距过大，部分过小，进出不　经过测量统计，大学生胭高平均为４３１．１５　ｍｍ，其中　方便等相关问题。　男生的胭高平均为４４３．８０　ｍｍ，女生的胭高平均为４１８．５０　２．２实际测量人体参数　ｍｍ，而学校男生人数众多，且穿鞋后胭高会至少增加１～　根据人机工程学原理，设计合理的课桌椅，还要测　２　ｃｍ，故确定座面高为４３０　ｌｎｍ。　量出具体的身体参数　。在各身高段分别找出男女生各　２）座面宽ｂ３。座面宽应满足臀部就坐所需的尺度，　５名，测量身高、肩高、肘高、坐姿时小腿加足高（胭　使人能自如地调整坐姿。女性群体的臀宽普遍大于男性　高）、坐姿时膝高、臀－－Ｎ距等与课桌椅设计相关的人　群体，故以女性尺寸为上限作为设计根据。而大学教室　图３男生平均身高变化拟合曲线　２０１２年５月下第１５期（总第２７３期）　中国教育技术装备　
一装备前沿　吕文生吴姗韩巧云：大学生身高调查及合理课桌椅设计　５　表２合理课桌椅的设计尺寸　７）桌椅高差、桌面高ｈ１、桌面深ｔ１、桌面倾角ｉ。桌　面高度的选择　最好是当上臂垂直时，肘部与桌面近缘在　同一水平面上，即桌椅高差等于坐姿肘高，不再加任何常　数。由此可确定桌面高度为７４０　ｌｉｌｍ。这样可以使眼睛与桌　面的距离大于３０　ＣＩＩｌ，既能防止近视，又能防止脊椎变形。　对于阶梯教室；为了保持所有课桌椅的使用高度及　桌椅的高差一致，可将课桌做成７４０　ｍｍ及７４０　ｍｍ＋台阶高　度两种型号的课桌。经测量，高校教室台阶高度为一般　１００　ＩＩ１Ｉｎ，故可将课桌高度定位７４０　ｍｍ与８４０　ｍｍ两种型号。　大学生使用的课本最大尺寸以Ａ４居多，大约为２９７　ｍｍ，故桌面深确定为３５０　ｍｍ。桌面板在书写时的最佳角度　为１０。左右，故可将桌面倾角确定为８。～１０。。　８）桌椅距离ｗ２。课桌椅距离可分为椅座距离和椅靠　距离。椅座距离：为桌近缘向下所引之垂线与椅坐前缘　之间的水平距离。当椅深为大腿长的３／４时，正距离和零　距离都不能使就坐学生保持良好的读写姿势。读写时桌　椅之间有２～４　ｃｎｌ的负距离最为适宜。椅靠距离：为桌近　缘与椅靠之间的水平距离。为了读写时桌近缘不致使压　内的座椅均为排椅，故座面宽应以两肘间距离为设计基　准，由此确定座面宽为４５０　ｎｌｍ。　迫胸部，又能利用靠背，就坐时学生胸部与桌近缘有３～　５　ｃｍ的自由距离。　３）座面有效深ｔ４。根据体压分布不均衡原则，身体　的主要重量应由臀部、坐骨结节承担。正确的设计应使　臀部得到全面的支撑，腰部得到靠背的支持，座面前缘　与小腿间留有适当的距离，保证小腿可自由活动。通过　９）桌面宽ｂｌ、扶手宽。桌面宽应大于两肘问宽度，　以满足学生学习时要求的空间范围。　３．２材料要素　设计的这套桌椅使用的材料主要为钢管和ＰＰ塑料。　测量，大学生的平均臀一胭距约为４８０　ｍｍ，确定座面有效　深度为４１０　ｍｍ。　其中，桌面、椅面、椅子的靠背等主要采用ＰＰ塑料，支　撑部分采用钢管。ＰＰ塑料密度小，易于着色，电绝缘　性和耐化学腐蚀性优良，力学性能和耐热性在通用热塑　４）座面倾角、形状。座面与水平面夹角称为座面倾　角。坐板纵向曲线主张采用横放“～”字形，即上弓在　前，下弓在后，目的在于学生就坐时适应臀部曲线，同时　前倾写字时可适应大腿曲线。座面倾角定为２。～４。。　５）靠背的高、宽和靠背倾角ｊ。靠背的作用是保　性塑料中最高，耐疲劳性好，表面刚度和抗划痕特性很　好，价格低。这些特性可以很好地解决教室桌椅的易　磨、易划等问题。该材料的卫生性能较好，无毒无味，　是目前国内绿色环保类产品。　设计的椅子采用中空吹塑制成，与传统的木质椅面　相比，坐起来更为舒服，在很大的程度上缓解了学习带　来的压力，有利于学生的身心健康。同时冬暖夏凉的人　性化设计可以提高学习兴趣。一次性注塑形成，生产的　程序更为简单化，产品耐冲击、抗老化、抗氧化，方便　清洁，可自动无声恢复，方便起座、出入。　３．３颜色要素　持脊柱处于自然形态的轻松姿势。设计靠背的重点在腰　部，确定靠背点距座面高为２１０　ｍｍ。这样既能适当地支持　腰部，又能使腰部自由转动。靠背的托肩部可设计成平　面或接近于平面的大圆弧面。座面上方与靠椅背下部之　间应有凹入或留有一开口部分，以使背部下方骶骨和臀　部有适当的后凸空间。　靠背与座面之间的角度设定具有两种目的，一是防　止坐姿的人体向前滑动，二是引导腰弯部位依靠在靠背　课桌椅的设计要求色彩明朗、精神饱满、丰富多　彩。通过分析，发现绿色是希望的象征，可以安定情　口１５０以下　上。靠背与座面的夹角若小于９０。，则腹部受压迫；夹角　太大，会降低人的警觉。　６）扶手高度ｈ５。扶手的作用是支持手臂的重　量，同时也可以作为起坐支持点。当坐在座椅上时，　加在座面上的重量大约为人体自重的８５％，整个身体　１　２ｏ＿００％　１５．００％　●ｌ５０～１５５　从　口１５５～１６０　左　口１６０～１６５　ｕ　至　右　■１６５～１７０　■ｌ７０～１７５　的重心是在靠“肚脐”稍下的位置。因此，栏杆等尺　寸如果不高于这个尺寸就有危险。经过大量测量，发　现人坐姿时肚脐距地面的距离约为５５０￣６００　ｈｉｍ，故确　定椅子扶手距地面的高度为６３０　ｌｌｕｎ。　’：　０．００％　人数此例　■１７５～１８ｏ　口ｌ８Ｏ～１８５　■１８５以上　图５调查人群的身高比例　２０１２年５月下第ｌ５期（总第２７３期）　中国教育技术装备　

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/48321d17fad6195f312ba6d5.html