学生电脑椅人机工程学设计说明设计方案:

人体姿势与腰椎形状的关系:

</strong>(1)人的背后仰和放松时，椎间盘内压力最小。

(2)靠背倾角越大，肌肉负荷越小。

(3)5cm厚的短靠腰(靠住腰部，也叫地靠腰)，与平面的靠背相比，可降低椎间盘压力，减轻肌肉负荷。

(4)靠背最佳倾角(与水平面夹角)为120°，坐面最佳角度(与水平面夹角)为14°，

靠背应力5cm厚的地靠背支撑着身体上部分的重量，从而减小了椎间盘内压力。 根据人体姿势与腰椎形状的关系确定学生座椅的具体人机设计要素:学生电脑椅使用时人身体前倾，凹缘支撑住腰部，而放松休息时，人体后靠，靠背又保持了脊柱的自然"S"形曲线。因此应具有高靠背垫腰凹缘。

(1)高度可调。办公椅的高度调节范围为38-53cm。

(2)可防止座椅滑动和翻倒。椅脚应设计5个，平分在直径为40-45cm的圆周上。

(3)给人留有足够的活动空间。需要经常站起来的座椅应采用小脚轮。

(4)应保证腿的活动空间，以减轻腿的疲劳。

(5)坐面应为40~45cm宽，38~42cm长，坐面中部稍微下凹，前缘呈弧曲面，坐面后倾4°~6°。

(6)坐面的材料应透气而且不打滑(例如毛料)，以增加坐面的舒服感。

(7)在座椅右侧扶手旁边设置一个可以上翻后旋转的键盘和鼠标的操作台，使座椅与显示器屏幕之间的距离有更大的自由度同时利于腾出电脑桌空间。此附加装置可配合电脑桌拥挤时使用，观看视频或图片(画手绘就方便了)。

这种设计利用配重原理设计，可很轻松地把台面调整到任意高度固定，使使用者可采取多种姿势使用电脑，把台面分为可分别调整高度的两部分，保证合适的显示器高度和键盘高度。

人--椅-上机环境人机界面示意图:

1 学生电脑椅采用高靠背垫腰凹缘，高度调节范围为38-53cm，座面与背靠倾角可调范围105°~115°，推荐110°。

2 椅脚应设计5个，平分在直径为40-45cm的圆周上，可防止座椅滑动和翻倒。座椅采用小脚轮，给人留有足够的活动空间。保证腿的活动空间，以减轻腿的疲劳。

3 坐面为40~45cm宽，38~42cm长，坐面中部稍微下凹，前缘呈弧曲面，坐面后倾4°~6°。

4 坐面的材料采用透气而且不打滑的毛料，以增加坐面的舒服感。

5 座椅右侧扶手旁边设有一个可以上翻后旋转的键盘和鼠标的操作台以配合电脑桌使用，使座椅与显示器屏幕之间的距离有更大的自由度并利于腾出电脑桌空间。

实用性:

实用性就是泛指满足人们生活需求开始与发展的。现代家具不但要可靠、适用、安全，更重要的是满足它的使用功能与舒适度。无论是静负荷类家具或动负荷类家具，都应根据人体工效学的基本法则，结合人体的生理和心理的需求，设计出合理的家具尺度的和空间分割距离，给消费者创造一种最大限度的舒适和方便以及安全感、视觉美感等，最终回归到最佳实用效果的目的上来。现代家具赋予人们的美感是，通过人们的视觉、触觉感官来体会与感应的。而家具的实用性程度，则是通过人们的反复使用、接触与鉴别验证的。现代家具设计师水平的高低，只有通过努力探索、长期实践与不断总结，才能使自己的设计作品逐步达到日臻完善的设计追求目的。

艺术性:

现代家具已不单纯是简单的日用消费品，家具产品作为一种文化现象发展到今天，它已经是现代人类生活中调剂居室环境的艺术品、装饰品、是融艺术与实用于一体的一代全新消费品。同时也是直接影响到室内陈设艺术效果和现代居室文化品味的重要乐章和主旋律。为此，现代家具设计师就必须从这一高度来认真研究与分析家具设计的要素中的艺术性问题。家具设计过程中，不可或缺地要灵活借用实用美术设计中的一些基本做法，其中如产品外观形体稳定的均衡;线型的谐和与灵气;装饰纹样的生动与形象逼真;五金辅件的格调的选择;都需要设计师在实践工作中，不断提高自己的实用美术学科修养水平，才能适应当前中国国内市场国际化的激烈竞争态势。没有好的产品设计，便没有较多市场份额的占有。

工艺性:

诚如以上所述，当前，我国家具工业产品的科技制造含量已经发生了巨大变化，几代构造特点的不同工艺构造款式的家具，都在不同的陈设环境与商场中频烦亮相、争奇斗妍。发展最为突出的是板式家具，或称实木家具。70年代宣传比较多的KD型家具，今天已经发展到具有国际先进水平的RTA型家具。笔者可以断言，板块构成，实木装饰型的新一代板式家具将会在我国家具工业产品系列中，长期占有一席之地，其发展前景也是举足轻重的。

早在1995年的<家具>杂志编委年会上，业内着名学者专家就曾针对中国国内家具业发展趋势，明确提出了今后我国家具工业新产品设计开发目标应本着"板式家具高档化，实木家具艺术化，现代家具时装化，设计手法个性化"的设计理论导向和真知灼见。姑且不论上述论点正确与否，但有一点勿庸置辩，现代家具，无论其工艺构成特点与含量如何，企业为适应国内市场国际化的竞争需要，愈来愈趋向多品种、小批量、短周期的设计与生产方式。为便于家具实现工业化生产，又要兼顾到这类产品的工艺特殊性，形势迫使我们家具设计师在完成造型设计的同时，还必须把握与驾驭产品工艺设计一环的工作。先迸的技术设备是实现造型工艺的具体手段，由于科技的发展，给复杂的造型工艺提供了可靠保证，设计师匠心独造和综合技术，可以创造出新的造型表现形式，传统的加工方式，技术与造型的关系是同等的，现代家具设计师，则必须是家具工业生产领域内先进设备与高工艺水平加工技艺的熟知者与掌握者。从事专业设计的工程技术人员，应该是具有新型结构工艺制造学方面的复合型人材，方能挑起历史赋予我们的重任。

经济性: 现代家具设计中，经济性设计亦应是设计师不容忽视的一个重要设计环节，这其中也包涵了工艺性设计的外延与内涵，诸如加工手段与方法、材料的选择与构成,工艺程序排列等等。板式家具设计中的单块构件下料法(配料法)与零部件综合下料法，前后两者对比，后一种方法可节约原料8-10%。其中，同样也包括人造板材类型的选择与应用;装饰贴在材料的应用方法与成本节约问题。目前，中国内先进企业的管理方法中提出的目标成本管理法，也包容了上述经济性设计内容。

举一例，毗邻的两家工厂设计一种雷同的巴洛克风格的休闲椅，由于其中一家工厂不注重研究产品设计中的经济性没计内容和方法，忽视了物耗成本这一价值规律，结果是两家工厂的材料利用率相差3-5%。诚然，这其中不乏含有设计师水平高低之别。现代家具设计师只有在设计实践中，将实用性、艺术性、工艺性、经济性(目标成本法则)有机地结合与灵活运用，才能实现不断推出好的产品,奉献给广大消费者。

椅子是对人们活动起辅助作用的工具，首先必须能够承受人们活动带来的各种力量和冲击。设计师在设计初期就应该考虑到椅子对外部冲击的承受力，否则就不能充分体现椅子的实用功能。因此设计师应在充分了解椅子构造的基础上进行设计，以达到既美观又实用的目的。为实现这个目的构筑了如下的设计流程。

(一)概念化阶段

概念化阶段是整体设计的理念和宗旨，是保证今后具体设计得以顺利进行的前提条件。对椅子设计概念化进行设定的过程，涉及椅子相关的功能性、构造和材料以及形状等问题。对于"某种设计为什么应该采取那样的形状或构造?""为什么应该用那样的材料生产?"等问题，概念化阶段都要做出总体的说明。设计的概念化要充分反映设计师的理念和价值，发挥他们的创造性，所以它不应是其他人的意见，而应该是设计师自己的想法。 (三)具体化阶段

具体化阶段是按照在概念化阶段设定的设计方案，解决家具的构造、功能和美观问题并创造出其基本形状。在这个阶段要画很多草图、图样，做出模型，还要选择材料，讨论椅子的构造以及其他一些细节问题等。椅子设计的具体化阶段就是创造出产品形状的过程，简单地讲就是做出椅子造型的外观图样，并对其进行论证。

(四)设计家具阶段

椅子设计的关键是将重点放在符合整体的外观和核心架构(Core)的设计上。产品的外观、椅子的造型以及稳定的构造应该既反映设计师的精湛设计，又能实现人们对舒适的要求，这就是设计家具的重点。为实现这一目标，我们以在具体化阶段提出的产品外观为基准做出了如下的骨架(Skeleton)模型。可以说这是为实现自顶向下(Top-Down)的设计方式而做出的基本模型。

从这个骨架模型中，我们不仅可以看到体现着产品概念的外观，还可以获得产品各种配件位置和连接的信息，如核心架构(Core)，倾斜度(Tilt)，底座(Base)，扶手(ArmRest)等。这可以由设计师在设计产品并做出草图的同时，从3个角度，即曲面(Surface)，曲线(Curve)，基准面(DatumPlane)来表现。这种骨架模型是与上面提到的三个阶段中对家具设计的内容相联系的，用于设计师很少接触的筋(Rib)，凸台(Boss)，体格构造等的设计中。当然这对于没有相关基本知识的设计师来说几乎是不可能的事情，但只要是在内部开发过2个以上模型产品的设计师，都可以亲自完成模型各部分器具设计。

(五)设计检验阶段

通过以上各阶段步骤完成的产品设计并不是完美的。尤其是椅子与人体结构有着密切的关系，可以说人们对产品设

计的合理性和适用性的评判是很重要的。因此应该对设计进行检验。对于椅子的设计来说，椅子的大腿--底座(Base)部分能否稳定地支撑人体体重是很重要的。当然除此之外对Back，即支撑人体背部的椅背部分和ArmRest，即扶手部分的检验也是很必要的。 对椅子底座(Base)的说明

通过以上一系列说明，我们可以了解设计师对产品零部件进行亲自设计的整个过程。当然比起专门的零部件设计者来说，他们的设计可能还存在着不足，但是这拓展了设计师的工作领域，重要的是创造产品的设计师通过参与产品的整个开发过程，可以开发出更具亲和力，符合人体工程学的产品。

布劳耶(MarcelBreuer)的瓦西里椅子 布劳耶相信工业化大生产，努力于家具与建筑部件的规范化与标准化，是一位真正的功能主义者和现代设计的先驱。

马歇·布劳耶(MarcelBreuer，1902--1981)1925年设计了世界上第一把钢管椅子，为了纪念他的老师瓦西里·康定斯基，故而取名为"瓦西里椅子(Wassilychair)"。

布劳耶出生在匈牙利，1920年到包豪斯求学，对家具设计表现出浓厚的兴趣，大部分时间都在家具部学习与工作，早期的作品具有很强的德国表现主义特征，对于简单的原始主义设计也很感兴趣。他的作品有的好像非洲原始家具，有的则具有很强的表现特征，特别受到荷兰风格派设计师里特维特(G·Rietveld)的影响，家具具有明显的立体主义雕塑特征。当时他设计的椅子大部分是木头的，加上帆布坐垫和靠背，采用标准化构件，简单的几何外型。

包豪斯迁到迪索以后，布劳耶成为家具部的设计老师，在这期间，他设计出了最杰出的一系列家具，在世界上首创钢管家具。他从他的"阿德勒"牌自行车的车把上得到启发，从而萌发了用钢管制作家具的设想，1925年设计的第一把钢管椅子--瓦西里椅子，造型轻巧优美，结构单纯简洁，具有很优良的性能，这种新的家具形式很快风行世界。瓦西里椅子曾被称作20世纪椅子的象征，在现代家具设计历史上具有重要意义。由于钢管家具具有包豪斯最典型的特点，以至于被后人认为是包豪斯的同义词。

他采用钢管和皮革或者纺织品结合，还设计出大量功能良好，造型现代化的新家具，包括椅子、桌子、茶几等，得到世界广泛的欢迎。他也是第一个采用电镀镍来装饰金属的设计家。关于金属家具，布鲁尔写道: "金属家具是现代居室的一部分，它是无风格的，因为它除了用途和必要的结构外，并不期望表达任何特定的风格。……所有类型的家具都是有同样的标准化的基本部分构成，这些部分随时都可以分开或转换。"

这篇发表于1928年的文章，显示了包豪斯有关家庭用品的设计思想，已经超出了它最初的以手工艺为基础的出发点，1925年至1928年布劳耶设计的家具由柏林的家具厂商大批投入生产，同时他还为柏林的费德尔家具厂设计标准化的家具，这种标准化的家具生产方式为现代大批量的工业化的家具制作奠定了基础。

布劳耶年表:

1932-1934年，他主要在瑞士工作，从事家具的设计。

1935年开始致力于胶合板成型家具、标准化模数单元家具、室内设计以及标准化模数的单元住宅等的研究。

1937-1946年布劳耶任教于哈佛大学建筑学院。 1947年，布劳耶设计了自己在康乃狄克州的住宅;

并于1953-1958年设计了位于巴黎的联合国教科文组织的总部;

1963-1966年，他还设计了位于纽约的惠特尼博物馆。布劳耶巧妙的在自然关系中处理木，石材料，形成独特的风格。

布劳耶设计的瓦西里椅

布劳耶突破性地将传统的平板座椅换成了悬垂的、有支撑能力的带子，使坐在椅子上的人感觉更舒适，椅子的重量也减轻了许多。这把优雅的座椅是设计拥趸们追捧的作品，蕴含其中的设计理念远远领先于设计师所在的时代，直至今日，它的简约外观与轻巧的实用性仍令人惊叹。

折叠椅子,椅子设计,简洁设计

ulochair，来自爱尔兰的IanWalton，这个是他的毕业设计(finalDegreeProject，NationalCollegeofArt&Design,Dublin)，以"CompactLivingforSustainability"为主题的一个椅子设计，面向那些小型生活空间的。这条ulochair既适合正经的学习，工作，或就餐等(直立模式)，同时通过十分简单的操作就可以转变为休闲的躺椅。当处于直立模式时，后面的支架(金属管)关节处内部是通过8mm涂PTFE的硬化钢杆锁定的，需要转化时，踩下后面的横档，解锁，柔性关节让折叠变得很方便。我们很少在椅子等家具上见到偏功能性的结构设计，而将多功能设计的如此简洁，隐蔽，体贴(指和那些翻转，变向等手法的比较)就更少。有一个不太安全的地方，无论是有意无意，当一个人站到坐在椅子人后面，很多人都会去踩那个横档。

"意大利风格椅子"设计诠释

"意大利风格"以其卓越的设计和形象而流传于世，仅仅对一把普通的椅子也不放过，在细节中也渗透着设计师的灵感。不只是追求对造型的独特创意，看似简单的弧线蕴涵着人体工程学的原理，更符合现代时尚人士追求简约舒适的生活理念，完美的诠释了"意大利风格"的设计，引导家具设计领先的潮流和趋势。值得国内的设计师学习和借鉴。

椅子设计中现代感的变迁

很多从事设计的人都在问，到底什么是时尚的、具有现代感的设计，怎样才能设计出受欢迎的作品。王受之先生曾经说过，如果不了解设计的历史，特别是现代主义的发展史，想知道什么是最新的设计是不可能的。设计是记载人类社会发展的符号和语言，包括物质生产领域和意识形态领域。设计绝不是个人的奇思异想，它反映了人类生活的方方面面。本文以时间为序，在很大的空间跨度上例举几款椅子的设计，简要说明它的现代感体现。

(1)中国的明式木椅

明代家具的艺术特色，可以用四个字来概括，即简、厚、精、雅。简是指它造型洗练，不繁琐，不堆砌，落落大方。厚是指它形象浑厚，具有庄穆、质朴的效果。精是指它做工精细，一线一面，曲直转折，严谨准确，一丝不苟。雅是指它风格曲雅，令人耐看，不落俗套，具有很高的艺术格调。在制作工艺上，可以说明式家具已接近完美。但我个人认为，在设计构想上，还没有突破早先床椅不分的界限。整个造型方正敦厚，扶手和靠背完美地融合在一起，可以说还是一张简化的"床"或"塌"。

(2) 18世纪后半叶的欧美风潮

18世纪中叶后，人们开始厌倦矫饰的巴洛克和洛可可，掀起了一股新古典的热潮。这是一种更为理性的方式，尽量避免一些不必要的繁杂装饰。主要是从古希腊罗马以及遥远的中国吸取养料，并且开始使用纺织织物制作坐垫来增加舒适度。

1谢拉顿设计的新古典家具

新古典是指资本主义初期最先出现在文化上的一种思潮，在建筑和设计史上指18世纪60年代开始在欧美盛行的古典形式。罗马庞贝遗址被发掘之后，人们发现古典艺术的质量远远胜过矫饰的巴洛克和洛可可，于是设计转而为一种更为理性的形式。谢拉顿(GeorgeSheraton，1751-1806)是当时新古典的家具大师。他的椅子设计重点装饰放置于靠背之上，变化很多，但椅腿却很少有曲线装饰，表现出单纯的结构感。 2切普代尔生产的椅子

切普代尔有名的风格之一是出自中国的所谓"中国风"，切普代尔生产的椅子所有的靠背均不同。但腿则都遵循一种基本形式，前腿是直的，后腿略为向外弯曲，其中有5把支持椅腿的木撑也是按同样的方式布置的，其余的变化也很小。这些椅子中，人们可以看到一种肯定的结构逻辑的意识。

(3)19世纪的设计风格

19世纪的设计风格一方面受新技术的影响很大，另一方面理性主义也被提到一个很高的高度。同时人们对装饰还是恋恋不舍，能用技术来达到装饰的目的，也是人们所乐于接受的。19世纪的设计风格就是这样在混乱中统一。

1 新技术条件下的设计

19世纪家具设计最有名的例子是维也纳托勒公司所生产的弯木家具，这是引入新技术的成果。他的公司将新技术与新的美学统一起来，生产出了价廉物美而能为大多数人所用的家具。维也纳咖啡馆椅十分简洁，每一个构件都毫不夸张，椅子的构造反映了结构的逻辑性。贝尔特(JohnHenryBelter)所生产的家具用压花、雕刻等技术来进行装饰,使得较为朴素的弯木家具能适应于时代的装饰趣味。

2高直风格

麦金托什设计的高直的风格座椅这反映出有时对于形式的追求也会影响到产品的结构与功能。他所设计的著名的椅子一般都是坐起来不舒服的，并常常暴露出实际结构的缺陷，制造方法上也无技术性创新。为了缓和刻板的几何形式，他常常在油漆的家具上绘出几枝程式化了的红玫瑰花饰。

霍夫曼本人的设计风格深受麦金托什的影响，喜欢规整的垂直构图，并逐渐演变成了方格网的形式，形成了自己鲜明的风格，并由此获得了"棋盘霍夫曼"的雅称。

(4)20世纪上半叶的现代主义设计 现代主义运动是一场极为深远和广泛的设计运动。采用理性和规整的形式，结合新技术和新材料，并且要适合于批量生产。现代主义运动在各国有不同的表现，在此主要例举最为典型的荷兰和德国的设计。

1 荷兰风格派的设计

红/蓝椅是风格派的典型作品，在艺术史上人们难以找到一件相比拟的作品能如此完美地体现一种艺术理论。它由机制木条和层压板构成，13根木条相互垂直，形成了基本的结构空间，各个构件间用螺钉紧固搭接而不用榫接，以免破坏构件的完整性。椅的靠背为红色的，坐垫为蓝色的，木条漆成黑色。木条的端部漆成黄色，以表示木条只是连续延伸的构件中的一个片断而已。

2 包豪斯的钢管椅

在包豪斯的家具车间，布劳耶创造了一系列影响极大的钢管椅，开辟了现代家具设计的新篇章。这些钢管椅充分利用了材料的特性，造型轻巧优雅，结构也很简单，成了现代设计的典型代表。1929年米斯设计了巴塞罗那世界博览会德国馆，这座建筑物本身和他为其设计的巴塞罗那椅成了现代建筑和设计的里程碑。与布劳耶一样，米斯也长于钢管椅设计，1927年他设计了著名的魏森霍夫椅。

(5)20世纪的<strong>斯堪</strong>的<strong>纳维亚设计</strong>

瑞典的家具设计体现了瑞典居家环境轻巧而富于人情味的格调，为家庭成员度过漫长而寒冷的冬季提供了重要的心理依托。马特逊生产的曲线型的家具，轻巧而富于弹性，提高了家具的舒适性，同时又便于批量生产。对于舒适性的追求也影响到了材料的选择，纤维织条和藤、竹之类自然而柔软的材料被广泛采用。在芬兰，阿尔托于1928年设计的扶手椅是采用胶合板和弯木制成的，轻巧而适用，充分利用了材料的特点，既优美雅致而又毫不牺牲其舒适性。瑞典设计具有一种温馨、人文的情调，而且也有助于降低成本，因为木材在芬兰是取之不尽的。

维纳的设计极少有生硬的棱角，转角处一般都处理成圆滑的曲线，给人以亲近之感，"椅"的设计也是如此。它那抒情而流畅的线条、精致的细部处理和高雅质朴的造型，又使它具有雕塑般的质量。他从1945年起设计的系列"中国椅"吸取了中国明代椅的一些设计特征。

(6)20世纪中叶<strong>美国</strong>的<strong>有机现代主义</strong>

这些美国设计师将包豪斯的理论与20世纪的斯堪的纳维亚设计美学的相结合，创造出了许多有影响的作品。伊姆斯为米勒公司设计了第一件作品--餐椅，是他早年研究胶合板的结果。椅子的坐垫及靠背模压成微妙的曲面，给人

以舒适的支撑;镀铬的钢管结构十分简洁，并采用了橡胶减震节点。所有构件和连接的处理都非常精致，使椅子稳定、结实而且很美观。沙里宁的家具设计常常体现出"有机"的自由形态，而不是刻板、冰冷的几何形，这标志着现代主义的发展已突破了正统的包豪斯风格而开始走向"软化"。这种"软化"趋势是与斯堪的纳维设计联系在一起的，被称为"有机现代主义"。 (7)20世纪下半叶后的多元发展

1 人机工程学的应用

到20世纪50年代，人机工程学原理已为许多工业设计师所采用，因而得以改善产品的人机关系。这种座椅通过使人体坐姿前倾和膝部支承，让脊椎和躯体处于一条直线上，保持自然的平衡状态，从而使身体各部位能最佳地完成其功能，消除背部、颈部、臀部和腿部的应力。这种椅子在造型上也别具一格。

2 新现代主义

进入60年代后，在一些国家和地区出现了一种复兴20世纪20-30年代的现代主义、追求几何形式构图和机器风格的所谓"新现代主义"。为了体现出商业界的秩序与效率，设计应有冷漠、正规、中性的外观特征。在家具和室内设计中广泛使用钢管和其他工业材料，突出体现金属材料的冷漠感。在欧美其他国家，新现代主义也时兴一阵。较为正规、严谨的新现代主义作品不少出于斯堪的纳维亚设计师之手。如钢片椅就显得稳重而严谨。1969年，阿基佐姆设计了"米斯"椅，以一种幽默的手法来模仿米斯的巴塞罗那椅。"米斯"椅采用了镀铬方钢、橡胶板等工业材料及尖锐的三角形造型，把新现代主义推向了极端。

3波普风格

波普风格(Pop)又称流行风格，它代表着20世纪60年代工业设计追求形式上的异化及娱乐化的表现主义倾向。意大利的波普设计则体现出软雕塑的特点，家具的设计在体型上含混不清，并通过视觉上与别的物品的联想来强调其

非功能性，如把沙发设计成嘴唇状，或者做成一只大手套的样式。 所谓现代感的变迁，实际上表现为审美观念的变迁。但归根究底还是受到物质条件左右的。这也是符合马克思主义唯物史观的。比如新材料新技术的出现。钢管、塑料和新的纺织织物被大量应用到设计产品中。弯木技术和胶合板技术等也产生了很大的影响。到今天，物质文明高度发展，逐渐出现一些以意识为主导因素的设计。比如波普艺术和绿色设计等。限制设计的客观物质因素变少了，人们的审美接受能力也变开放了。设计便也越来越向多元化发展了。