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升降办公桌概述及人体工程学分析

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时间:2016-11-18

  升降办公桌概述及人体工程学分析根据国际标准ISO6385在作业区域的基本要求,交替坐和站的姿势才是正确的办公姿势,应允许变换姿势,避免静止不动的限制。所以提倡站和坐交替的办公,坐着办公一段时间,换一个姿势站着办公,站着办公累了,再坐这继续办公,因为无论哪一种姿势时间久了都会产生疲劳,站坐交替办公可以有效缓解这种伤害

  使用升降办公桌为实现坐和站交替的健康办公模式提供了支持。但是目前对于可升降办公桌在人机工程学方面的研究还不够充分,我们国家还没有关于可升降办公桌的国家标准。因素为了设计、制造安全、健康、舒适、工作效率最优的可升降办公桌,需要分析使用可升降办公桌时人体的不同办公姿势,进行系统的人机工程学研究。

坐站交替式办公

  2.升降办公桌的概述

  升降办公桌就是高低可调的办公桌,这样的设计可以让办公人员从一个工作环境转换到另一个工作环境,通过坐与站的交互工作姿态保持健康办公。

  升降办公桌的设计早在20世纪90年代的欧洲就已经出现了,产品逐渐向更舒适、健康、易操作的趋势发展,升降结构也从气压升降向自动化控制器升降等结构过渡。随着人们越来越意识到健康办公的重要性,升降办公桌也受到了广泛关注。

  3.升降办公桌的主要人体工程学分析

  家具产品设计的人体工程学分析是十分重要的,要充分考虑“人的因素”,为产品的功能合理性提供科学依据,实现“以人为本”的现代工业设计核心理念。我国在桌椅类办公的人机学上面做过大量的研究,但有关升降办公桌,站立办公的人机分析还很有限。根据检索式和检索词,检索鉴定出上百篇文献,符合标准的文献却只有几篇。文章内容对于站立办公的人机分析不够全面和具体。国内暂时也没有专门针对站一坐交替办公做过人机学的全面分析。因此本研究针对可升降办公桌,从人机工程学出发,主要从升降高度范围、桌面大小、肘关节放置、控制器开关位置等几个重要的人机要素进行数据分析。

  以我国重要的人机工程技术标准CB/T10000-1988为基础数据,参照权威文献资料来研究可升降办公桌人机要素的设计。设计中能用到的动态人体尺寸多种多样,测量条件难以“规范”,且并非都能从前人的资料中查知,现在可以利用计算机模拟人体的动态尺寸,比如CREO软件中的Manikin Population Data(三维人体库)提供了一个产品与人的人机分析虚拟平台,借助该软件模拟分析办公过程中出现的人体姿态,考察评估依据GB/T10000-1988给出的人体尺寸分析得出的产品设计尺寸范围的适宜性,方便调整设计,省去了查找数据资料、核对技术标准等具体工作。

立姿工作岗位高度

  ①升降高度设计

  办公桌的高低直接决定它的可适用性,桌面过低会导致脊椎曲度加大,腹部受压,易引起呼吸、血液循环、颈椎等疾病。桌面过高会导致小臂、肘肩部工作时被托起,使得肌肉紧张,易产生疲劳感,还易引起近视。所以在桌面高度的人机分析上要从颈肩、脊柱、视距等多方面考虑

  ②坐姿办公桌高度

  根据国家标准GB/T3326-1997规定的桌面范围为H=700-760mm,极差=20mm。所以一共有四个规格的桌面高度:700mm、720mm、740mm、760mm。根据这四个规格取平均值得出730mm,这也是一般坐姿下的桌高尺寸。

  ③站姿办公桌面高度

  根据最新的立姿岗位工作高度尺寸数据,可以得出以下结论,站立办公时,桌面的高度工作区为950-1300mm。其中950-1200是一般工作范围,如操作电脑、体力消耗小的轻作业。1050-1300mm是精细工作范围,精密范围工作对象离头部要近,如办公时的书写和绘图等。

  ④升降桌面高度范围

  为实现产品的通用设计,对坐,站姿办公桌面高度具体数据加以分析,提出合理的尺寸范围,最后结合CREO软件中的Manikin Population Data测试其适宜性,得出可升降办公桌的升降高度范围应在700-1300mm之间可调。考虑到现代人身高较GB/T10000-1988数据普遍偏高,加之现代人以电脑办公为主。电脑显示器、键盘、鼠标占据桌面高度引起的操作变化,据文献数据表明显示器台面高度应离地1300mm-1400mm,鼠标、键盘台面高度应离地900mm-1000mm为适宜高度,经过对数据的计算分析取其平均值,站姿桌面高度为1150mm,也是最优高度。站姿下桌面高度范围950-1350mm

  ⑤桌面设计

  办公设备基本都是在桌面上放置使用的,桌面的设计决定办公操作的舒适性。桌面的人机设计研究要充分考虑显示屏、键盘、鼠标外加一些常用办公用品的操作合理性。

人体模型示意图

  ⑥桌面长宽设计

  水平面内手臂活动及手操作范围图,该图是由中等身材中国成年男子的数据得出,并且适用于坐姿、立姿两种工作状态。从该图中标注分析得出左右手最大水平面触摸长度为1500mm,最大触摸高度为500mm。因此桌面大小尽量不要超过这个可操范围。当代台式机厚度约100mm,显示器离人眼的距离最好是710mm左右,可以使操作者不必运动头部和眼睛,减轻用眼疲劳预防近视。桌面的适宜宽度要加上显示器的厚度约得810mm。根据水平面操作图,手的最大作业区为1500mm,手的普通操作区为1190mm,再添加一些小的办公用品如笔筒、闹钟水杯等设备的长度,可升降办公桌长度范围约为在1300-1500mm

水平面内手臂活动及操作范围

  ⑦肘部支撑设计

  上班族们每天要长时间通过鼠标和键盘的操作来控制电脑进行办公。而普通的办公桌都没有对操作电脑时的肘部支撑做设计,手臂因操作电脑而离开了椅子的扶手,这时人的上肢必然要找新的支撑点或是一个依托,一方面配合椅子支撑人的躯干,另一方面是支撑手和前臂从而减轻手腕、颈、肩、腰部的肌肉疲劳、疼痛和劳损,使电脑操作能够长时间稳定地进行。没有肘部支撑的桌子久而久之会使使用者产生不同程度的肌肉、关节疾病。

背肌活动度测定的手臂操作位置

  从人体工程分析,一般情况下在使用电脑作业时,小臂保持水平或稍向下倾的姿势为最佳。在国标中,座椅的扶手也是以人体肘高为设计依据,一般设计成200-250mm之间。通过查看人体坐姿尺寸表可知,保持水平的肘高为201-312mm之间,为不与最小下肢活动空间冲突,可设计坐姿下桌面肘部托板高度在200-312mm之间可调。站姿肘部托板高度国内少有人研究,基本没有文献可查阅参考,这里通过数字人体模型做了测试数据,根据手肘达到的舒适度点可知站姿下肘部舒适范围应在950-1050mm之间可调。

  从人机工程学数据总取大部分人的肘肩宽,在留有一定肘部外张的距离后,取支肘垫板两着力点(操作鼠标键盘时两臂肘的着力点)的间距为500mm。

  以往的设计中会采用把肘部支撑板单独安装在桌面下,需要时把支撑板滑出使用,不用时再旋转回去。这样的设计优点是不占用多余办公空间,但支撑板和桌面的连接很不稳定,手臂支撑的力量较大用久了极易产生松动,使得支撑板不牢固起不到支撑的作用。第二是来回滑动支撑板的操作对于工作繁多的上班族们来说很繁琐。工作时要升降办公桌,又要调整肘部支撑板就会使办公桌的操作变得繁琐,可以考虑把可升降办公桌桌面和肘部支撑结合在一起设计,使之成为一个一体的桌面。

  ⑧控制器位置设计

  控制器设计,是办公桌升降运动的控制钮,小巧精致的按钮,以面板上的图标表示升降的方向,可以方便的安装在各种位置,实现办公桌的升降控制。控制器按键的操作属于平移运动,需要在准确到达目标的同时使用较小幅度的动作和力量。所以控制器的位置要求位于人手的活动最佳空间范围内,或者轻微移动身体来控制开关。有的高端升降桌还可以根据使用者自身的身体素质来自动调节桌面高度,不需要人为手动操作,这种以家具为载体,融合了信息技术或信息家电的技术,是一种智能终端的家具。

可升降办公桌主要人机尺寸

  通过分析影响办公健康的因素,进一步证明了适合人们健康的办公方式即“坐一站”交替式办公。升降办公桌是满足“坐一站”交替式办公的必要设备。研究围绕可升降办公桌的高度、桌面大小、肘部支撑和控制器位置等重要的人机要素进行了人机学的分析。