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又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，但又不繁琐，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，完成干涉检测和装配；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，还要进行干涉检测，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又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。
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。
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。
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。
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。
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。
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，则个高的教师眼睛到教案距离过远不易看清教案，需弯腰弓背方能看清，这样极易造成腰酸背痛的感觉。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900~1000mm。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左右，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900~1100mm之间。
    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400~500mm。
根据我们的观察以及调查统计一般说来在45分针的上课时间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，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氛围中完成多媒体 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 酸背痛，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 1484 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 59 313 237 465 369 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,且从左到有对应的百分位数分别为 1 5 10 50 90 95 99 共 7 个百分位数。
根据 GB/T12985-1991 《在产品设计中的应用人体尺寸百分位数的通则》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 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（18-60）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，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， 又产品要适用 90%的人，故以第 5 个和第 95 个百分位确定尺寸，又依据百分比 对应的变换系数 K 5%———1.645 10%———1.
282 20%———0.842 25%———0.674 50%———0.000 75%———0.674 80%———0.842 90%———1.282 95%———1.645 我们可以得知，其 K=1.645. 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 个百分位的平均值为 1583mm,第 95 个百分位的平均值为 1775mm，则第 5 个百分位数为：P=1583-56.3×1.645=1490.38mm 第 95 个百分位数为：P=1775+56.3×1.645=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. 又产品要适用 90%的人，故以第 5 个和第 95 个百分位确定尺寸，其 K=1.645. 由表 3.2.2 可知：第 5 个百分位的平均值为 1484mm,第 95 个百分位的平均 值为 1659mm，则 第 5 个百分位数为：P=1484-50.7×1.645=1400.59mm； 第95个百分位数为：P=1659+50.7×1.645=1742.40mm;