多媒体讲台37503.pdf

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1、1.设计题目及其说明 人机工程学是工业设计专业的学科基础课，是应用性、实践 性十分强的学科。本课程（设计）是人机工程学理论课程的实践 环节，目的是在具体案例设计中训练学生的人、机和环境系统的 设计能力，能够在产品创新设计的过程中运用人机工程学原理使 产品既方便使用乂适合人的舒适性要求。学生通过课程设计能够 深刻理解人机工程学的应用价值，锻炼综合运用人机工程学的能 力，在今后的设计中能够充分考虑人的生理、心理、解剖等方面 的因素，实现人-机-环境之间协调与产品使用过程中的安全、舒 适、高效率。对大学教室用大讲桌而言，首先，要考虑老师讲课时的各项 动作姿势，老师上课需要课本还需要其它的讲课用具，设

2、计时要 考虑这些用具的摆放情况，怎样摆放它们才能让老师更轻松自然；其次，老师的活动范围大多数时间是在讲桌和黑板之间的区域 这就使得老师要不断在黑板和讲桌之间更换用具,怎样安排这些 上课用具才合理也是应该考虑到的人机因素；再有，在确定讲桌 尺寸时还要对整个讲台的各项尺寸进行测量分析来确定讲桌的 位置关系，还要测量人的尺寸并对教师的身高等各项人体尺寸进 行统计分析，最后来设计一款尺寸合理的讲桌等等。设计是要脱 离现阶段普通讲桌的束缚，就要从最初的讲桌的作用结合人的活 动出发来设计，适当增加讲桌的辅助功能，但乂不繁琐，同时考 虑到讲桌的应用场合时教室，用不着昂贵的材料和加工，所以要 以尽量简单的结构

3、和材料来实现所需要的功能，当然是在结构强 度稳定和安全的情况下进行。一个好的讲桌不仅是作为老师讲课 的工具，更是可以为老师讲课带来高效率和舒适性，及人机关系 良好的讲桌，这才是人机工程设计所要达到的目的。1.1课程设计主题 本设计课题主要是通过对普通多媒体讲台的各项数据分析 来设计一款符合人机关系的多媒体讲台。在对人机关系环境分析 后要进行合理的人机结构设计，并且利用这些结构实现所要实现 的功能，能够用电脑三维软件表达出讲桌的结构，完成十涉检测 和装配；还要完成效果图和前期草图的制作。根据所要求的任务知，在设计时首先要进行想法的前期创作 表达；然后确定产品所要实现的功能，完成功能分析及其可实现

4、 性，对现有产品进行足够的市场调查和分析，得出结论后来完善 功能。完成前期调查和功能分析后，进行人机分析。对讲桌要实 现的人机结构进行零件设计，对零件进行装配组合，还要进行十 涉检测，不断修改最后表达出所要设计的多媒体讲台。1.2设计目的要求 人机工程学是工业设计专业的学科基础课，是应用性、实践 性十分强的学科。本课程（设计）是人机工程学理论课程的实践 环节，目的是在具体案例设计中训练学生的人、机和环境系统的 设计能力，能够在产品创新设计的过程中运用人机工程学原理使 产品既方便使用乂适合人的舒适性要求。学生通过课程设计能够 深刻理解人机工程学的应用价值，锻炼综合运用人机工程学的能 力，在今后的

5、设计中能够充分考虑人的生理、心理、解剖等方面 的因素，实现人-机-环境之间协调与产品使用过程中的安全、舒 适、高效率。2.调研与分析 大学用的讲台现在分为普通教室用的普通讲台和多媒体教 室用的多媒体讲台。在设计方面，多媒体讲台设计的形式多样而 且考虑的人机关系因素也较多，大多数的多媒体讲台设计基本符 合人机关系而且功能越来越多，越来越好。通过调查，我们发现 多媒体讲台现状如下：多媒体讲台多为合金制成。多媒体讲台体积普遍比较大。(3高度和位置都是固定不可调的。有些讲桌在制造时没有进行足够的倒角和圆角。(5造型单一，大多数是长方体的造型。由以上调查结果分析可知，现有的讲桌存在着很多的不足之 处，主

6、要是在人机设计方面欠缺考虑。主要表现在以下几个方面:造型上结构简单单一，没什么创意。(2高度不可调，只能适合少数的一部分人使用，对不适合 这个高度的老师来说，用起来就很不方便及不人机。(3对于某些边缘没有足够倒圆和倒角的讲桌，用起来会让 人觉得不舒服。有些笨拙庞大。(5设备不易检修。这就是当前多媒体讲台的基本情况和调查结果以及分析。3 方案构思与论证 根据现有多媒体讲台的调差结果分析，本人针对现有多媒体 讲台的不足设计了一款多功能的多媒体讲台。此讲台主要是从人 机关系出发设计的一款符合人机工程学的讲台。该多媒体讲台设 计的主要思路是在不影响工作需要的情况下，尽量做到简洁，简 单舒适。由于本多媒

7、体讲台采用了最新的平板电脑，所以会大大 地缩减体积。3.1理论分析、计算 讲台是教师上课的舞台，是教师上课时摆放书籍和教案的地 方。教师在上课时有时要翻阅讲台上的教案，从人机工程学角度 来讲，当人站着工作时，桌面高应与人的肘部相平或稍低于人的 肘部高时，人体最不易疲劳讲台高度若过高，则个子较矮的人翻 阅教案时，手臂外展较大，使人不舒服若讲台过低，则个高的教 帅眼睛到教案距离过远不易看活教案，需弯腰弓背方能看活，这 样极易造成腰酸背痈的感觉。综合分析，讲台高度以较矮女性站 立时肘高设计较好见表1,此高度为9001000mm这样可满足个 矮人的需要，对于个子较高的人眼睛至讲台面的距离在 710mm

8、fc 右，此距离在人的正常视距范围之内。讲台的长度以人肘部上展与肩峰同高时，两肘之间的距离为 宜，通常在 9001100mm|、H。讲台的宽度以人前臂向前平伸（上臂下垂）时的长度（包括 手长）为宜，通常为400500mm 根据我们的观察以及调查统计一般说来在 45分针的上课时 问里很少有完全一直坐着上课和完全一直站着上课的（其中完 全站着上课所占的比重比完全坐着上课的高）绝大部分时间是 在进行PPT演示的时候。多媒体教室采用坐姿，这时我们的多媒体讲台必须注意到它 的长宽高，长度的适宜有利于多媒体教师的正常顺利的操作教学 设备，适度的高度有利于老师了解下面学生的听课情况，有利于 师生之间的互动，

9、合适的宽度有利于对观察自己所放的 PPT的内 容。此外合理的容膝空间有利于老师在轻松愉快的余围中完成多 媒体 上课的教学。在立姿教学的时候多媒体讲台的高度同样和 重要，适宜的高度能够顺利的完成教学任务。和普通的教学手段 不同，多媒体教学的设备比较复杂，大部分包含了声，光，电设 备，对老师的要求比较高，甚至有些设备需要教师进行专门的培 训或者有专人的管理才能使用。在一堂普通的多媒体课堂，老师 要求控制多媒体计算机，投影仪，功放机，对本来教学任务很重 的老师提出了很高的要求。多媒体教学的劳动强度比较大。一般 说来多媒体讲台距黑板的距离比较远为了实现知识的讲授，老师 有时必须板书，这样造成老师在黑板

10、和讲台之间的来回奔波，加 上我们教师的课程多而满，一天下来老师都很疲惫。多媒体讲台必须有适合的高度，太矮上课时老师太吃力，长 时间使用导致腰 酸背痈，和教学设备的操作难度较大；太高，遮住老师的视线，同时导致老师上课的效率太低。多媒体讲台的 宽度必须也符合人机学的要求，太宽和太低也不适宜老师上课。在长度上也要符合老师的上课要求，长度要适当。为了进行适当 的外形设计，必须有大量的符合实际的人体参数，为此查阅了相 关的国标以及专业的资料并整理如下：表3.2.1中国成年男性主要人体主要尺寸 18-55年龄组 测量 项目身高体重上臂长前臂长大腿长小腿长1449 30 252 185 387 300 14

11、84 42 267 193 402 313 1503 44 267 198 410 319 3 单位mm 1574 52 284 213 438 344 1640 63 303 229 467 370 1659 66 308 234 476 376 1697 74 319 342 494 390 优秀安全人机课程设计 中国成年女性主要人体主要尺寸 年龄组 测量项目 身高 体重 上臂长 前臂长 大腿长 小腿长1543 44 279 206 413 324 1583 48 289 216 428 338 16.4 50 294 220 436 344 18-55 1678 59 313 237 4

12、65 369 1757 71 333 253 496 396 单位mm 1775 75 338 258 505 403 1814 83 349 268 523 419 注：该数据来源于国标GB10000-1988中国成年人人体尺寸，且从 左到有对应的白分位数分别为 1 5 10 50 90 95 99 共7个白 分位数。根据GB/T12985-1991在产品设计中的应用人体尺寸白分位数 的通则中根据产品尺寸设计分类中第 3类关于一般用途的的 产品的重要程度，多媒体讲台 作为教学的工具，是一般用途的 产品，选用x50作为产品的尺寸设计的依据，其 适用度采用通 用的原则。我查阅相关的数据资料，并且

13、 整理如下：表3.2.2 我国成年男性（18-60）均值和方差分布表东北华北项 目体重身高 胸围 均值M 64 1893 888 标准 差8.2 56.6 55.3 西北地区 均值M 60 1684 880 标准差7.6 53.7 51.5 东南地 区 均值M 59 1686 86.5 标准 差7.7 55.2 52.0 华北地区 均 值M 57 1669 853 标准 差6.9 56.3 49.2 华南地区 均值M 56 1650 851 标准 差 6.9 57.1 48.9 西南地区 均值 M 55 1647 855 标准 差 6.8 56.7 48.3 表3.1.3 我国成年女性（18-

14、60）均值和方差分布表 东北华北 项目 体重 身高 胸围 均值M 55 1586 848 标准 差7.7 51.8 66.4 西北地区 均值M 52 1575 837 标准 差7.1 51.9 55.9 东 南地区 均值M 51 1575 831 标准 差7.2 50.8 59.8 华北地区 均值M 50 1560 820 标准 差6.8 50.7 55.8 华南地区 均值M 49 1549 819标准 差6.5 49.7 57.6 西南地区 均值M 50 1546 809 标准 差 6.9 53.9 58.8 3、2、1多媒体讲台的长宽高的设计 依据上面的数据来源结合 安全人机设计课程的要求

15、，依据讲台的设计为一般的用途，根据 问题的数据的运用的准则，结合产品的经济和使用的原则，选用 的 适用域为90%.3、2、1、1确定讲台的高度：由表3.2.1 可 知华中的男性的身高的平均值值 M=1669,标准差为SD=56.3,乂产品要适用90%的人，故以第5个和第95个白分位确定尺 寸，乂依据白分比 对应的变换系数 K 5-一 1.645 10%-1.282 20-一 0.842 25-一 0.674 50%0.000 75-一 0.674 80-一 0.842 此外依据安全人机工程的相关的原理，根据人体的功能修正量和 心理修正量的的要求，凡是设计人体的尺寸的设计，必须考虑到 实际的人的

16、可能的姿势，动态的操作，着装等需要的设计的瑜度。因此我们必须考虑功能修正量根据以上的数据结合安全人机的 相关的理论和知识，对数据进行分析和处理：由表3.2.1 可知：第5个白分位的平均值为1583mm,第95个白分位的平均值为 1775mm 则第 5 个白分位数为：P=1583-56.3 X 1.645=1490.38mm 第 95 个白分位数为：P=1775+56.3X 1.645=1867.61mm;由表 3.1.3可知：华中的女性的身高的平均值为 M=1560mm其标准差 为SD=50.7.乂产品要适用90%的人，故以第5个和第95个 白分位确定尺寸，其 K=1.645.由表3.2.2

17、可知：第5个白分 位的平均值为1484mm笫95个白分位的平均值为1659mm则 第 5 个白分位数为：P=1484-50.7 X 1.645=1400.59mm 第 95 个白分位数为：P=1659+50.7X 1.645=1742.40mm;3.2设计、绘图 通过以上的调查研究，我已经初步有了多媒体讲台的草图。利用proe软件绘制出多媒体讲台的各个部分。主体结构90%1.282 95%1.645我们可以得知，其 K=1.645.装配好的线框图。装配图做好后，利用proe软件将三维图形转换为二维的三 视图，导入caxa软件内进行修改，修改完成后，填写标题栏 同理，做出此多媒体讲台的轴测图，填

18、写标题栏。此为该多媒体讲台的最终效果图，整体并未采用常见的“大 柜子”形，转而采用了现在的这种轻巧的外形结构。该多媒体讲 台由丁采取了平板电脑作为输出端，因此大大节约了空间，且终 端电脑易丁携带安置。多媒体讲台左右两侧各伸出一部分来，可 以在上面放置物品。此讲台支架并非整体成型，而采用了两节式 的设计，这就意味着本讲台是可以调节它的高低的，并且非常方 便。整体来看此次我设计的这个多媒体讲台有以下几个优点 1外观结构轻巧新颖 2简单易于维修。3可升降高度，满足不同身高人的需要。4使讲授者使用感觉方便舒适，符合基本的人机学要求。5具有一定的美感和趣味性，拉近师生的距离，老师学生之 间将不再隔一个大

19、柜子。6由于讲台的整体变得小巧了，所以老师有了较大的活动空间,老师的座位不再占用过多的空间。当然缺点也有很多，例如摒弃了“大柜子型”的传统多媒体 讲台的外观，虽然的确有了轻巧新颖之感，但老师的教具可以放 得地方很小。5.设计小结 本次设计题目是平时为我们经常服务的多媒体讲台，以前从 未思考过它的优点缺点，如何改进等等为题。而本次设计题目就 恰恰出的此题，因此，本次设计我得到的第一个收获就是要平时 多看多思考。在制作多媒体课桌的三维模型时，运用了 proe软件，但在 使用中出现了不少问题，经过网上查找，翻阅书籍等，终于一一 克服，我不仅复习了一遍proe的常用指令，而且对此三维软件 的认识乂进一步的加深了。对三维图转二维，以及视图在各个软 件的转换都有了全新的认识。另外此次设计中我认识到自己很多 不足，我会一一去改正。最后感谢老师在这段时间的支持与指导。