宿舍組合床鋪的人機工程學(xué)分析及改造目錄摘要 3前言 31人機工程學(xué)概述 41.1人機工程學(xué)的建立 41.2人機工程學(xué)發(fā)展狀況 41.3人機工程學(xué)的意義 42數(shù)據(jù)建立 43現(xiàn)有組合床人機系統(tǒng)分析 53.1床長的分析 53.2桌面大小分析 53.3書架的結(jié)構(gòu)分析 83.4作業(yè)光環(huán)境分析 93.5作業(yè)臺高度分析 103.6衣柜分析 113.7椅子結(jié)構(gòu)分析 114改進方案設(shè)計 114.1床身大小設(shè)計 124.2衣架分層設(shè)計 134.3宿舍光源的設(shè)計4.4座椅空間設(shè)計4.5衣柜的設(shè)計4.6扶梯設(shè)計4.7宿舍面積設(shè)計4.8組合床功能設(shè)計4.9椅子設(shè)計5總結(jié)與展望 13致謝 14參考文獻 15宿舍組合床鋪的人機工程學(xué)分析及改造摘要：本文主要介紹了人機工程學(xué)的定義、概述以及簡短歷史，通過對人機工程學(xué)這門學(xué)科的了解，從而提高在對于產(chǎn)品的開發(fā)、運用時候能夠依據(jù)人機工程學(xué)原理進行分析的實力，并且提出合理化建議，這次以南京理工高校泰州科技學(xué)院男生宿舍的組合床鋪為例，依據(jù)人機工程學(xué)原理，對于床鋪的高度、長度、寬度，書桌的高度，書架高度、寬度，以及衣櫥設(shè)計做了符合人機工程學(xué)的分析，本著以人為本的原則，依據(jù)宿舍詳細狀況和同學(xué)們對于現(xiàn)在床鋪設(shè)計的看法，對于現(xiàn)有床鋪提出合理的改造看法，在保障學(xué)生的身體健康的前提下，提高學(xué)生的工作學(xué)習(xí)效率。關(guān)鍵詞人機工程學(xué) 組合床鋪分析 工作空間分析 組合床鋪改造前言通過走訪我發(fā)覺，現(xiàn)在的高校宿舍的組合床鋪為上面是床鋪，下面是書桌、書架以及衣櫥，并且配備相應(yīng)的椅子。對于一般的組合床鋪，學(xué)校依據(jù)自己宿舍大小和設(shè)計的不同，從而會選擇不同的床鋪，床鋪的設(shè)計者沒有依據(jù)每個實際環(huán)境進行詳細的改進，對于學(xué)生生活習(xí)慣，工作方式?jīng)]有詳細了解，因此，在設(shè)計的時候，很多不符合人機工程學(xué)的設(shè)計理念，不符合學(xué)生習(xí)慣的設(shè)計方法會給同學(xué)在生活，學(xué)習(xí)以及工作中帶來很大的不便利和困擾，從而大大降低了學(xué)生的工作學(xué)習(xí)效率，有些不合理的設(shè)計甚至?xí)绊憣W(xué)生們的身體健康。以機械交通學(xué)院的男生宿舍的組合式床鋪作為探討對象，進行一系列的人機工程學(xué)探討、分析，并且在分析完成的基礎(chǔ)上提出合理化改進看法。1人機工程學(xué)概述1.1人機工程學(xué)的建立人機工程學(xué)是探討人，機械及其工作環(huán)境之間相互作用的學(xué)科。是以人的生理、心理特性為依據(jù)，應(yīng)用系統(tǒng)工程的觀點，分析探討人與機器、人與環(huán)境以及機器與環(huán)境之間的相互作用，為設(shè)計操作簡便省力、平安、舒適，人—機—環(huán)境的協(xié)作達到最佳狀態(tài)的工程系統(tǒng)供應(yīng)理論和方法的科學(xué)[3]。1.2人機工程學(xué)發(fā)展狀況人機工程學(xué)在各個國家的命名和定義的不同，有些國家稱之為工效學(xué)。工效學(xué)在人—機—環(huán)境系統(tǒng)的探討中，經(jīng)驗了人適應(yīng)機、機適應(yīng)人、人機相互適應(yīng)幾個階段，現(xiàn)在又已深化到人、機、環(huán)境三者協(xié)調(diào)的人—機—環(huán)境系統(tǒng)。在系統(tǒng)內(nèi)，從單純探討個人生理和心理特點，發(fā)展到探討怎樣改善人的社會性因素。隨著市場競爭的加劇和生產(chǎn)水平的提高，工效學(xué)在機械產(chǎn)品的設(shè)計和制造中的應(yīng)用也更加廣泛和深化。工效學(xué)是依據(jù)人的心理、生理和身體結(jié)構(gòu)等因素，探討人、機械、環(huán)境相互間的合理關(guān)系，以保證人們平安、健康、舒適地工作，并取得滿足的工作效果的機械工程分支學(xué)科。1.3人機工程學(xué)的意義人類工效學(xué)的目的有三個：第一，使人工作得更有效；其次，使人工作得更平安；第三，使人工作得更舒適。這三個目的有時是相一樣的。例如一種新機器可能比舊機器的效率更高，更平安，更舒適。但是在很多狀況下，這三個目標是相沖突的。一種更平安，更舒適的操作方法可能比舊方法效率要低些。某一新機器可以使人工作的更舒適，但增加的效率可以不足以補償增加的投資。這個沖突的解決明顯取決于人與機器的相對重要性，取決于人所處的時代，環(huán)境等[1]。綜上，人機工程學(xué)在工程歷史上扮演重要的的角色，不僅僅在提高人們的工作效率方面起到了重大作用，還在人機系統(tǒng)平安舒適方面有了成熟的理論，為后來人們設(shè)計人機系統(tǒng)供應(yīng)了巨大的幫助。2組合床數(shù)據(jù)建立通過對現(xiàn)有宿舍組合型床鋪進行的測量，得到了以下的詳細數(shù)據(jù)：床高1750mm、長1950mm、寬870mm，衣櫥高1750mm、寬600mm、內(nèi)橫杠距頂90mm，椅子高430mm、寬350mm、長380mm、靠背傾斜角度為25°、高距地730mm，長書架長860mm、距桌面450mm，桌子高750mm、寬550mm，短書架高280mm、長440mm，右邊抽屜寬390mm、高100mm，左邊抽屜寬320mm、高100mm，容腿空間高670mm、長610mm。人體百分位數(shù)尺寸百分位數(shù)，見表1[3]。表1人體主要尺寸百分位數(shù)表年齡分組百分位數(shù)/%男（18-60）151050909599女(18-55)151050909599數(shù)據(jù)項目坐高/mm836858870908947958979789809819855891901920身高/mm599158316041678175417751814563148415031570164016591697坐姿肘高/mm214228235263291298312201215223251277284299坐姿大腿厚/mm103112116130146151160107113117130146151160坐姿膝高/mm441456461493523532549410424431458485493507小腿加足高/mm372383389413439448463331342350382399405417續(xù)表1人體主要尺寸百分位數(shù)表坐深/mm407421429457486494510388401408433461469485坐姿下肢長/mm8929219379921046106310698268518659129609751005人體功能修正量，見表2[3]。表2人體尺寸修正量表項目尺寸修正量修正緣由肩寬100mm被子厚度坐姿高3mm褲厚膝高33mm鞋高大腿厚13mm褲厚3現(xiàn)有組合式床鋪人機系統(tǒng)分析對于現(xiàn)有的宿舍組合型床鋪，在肯定程度上設(shè)計符合了人機工程學(xué)的設(shè)計要求，但是在一些細微環(huán)節(jié)性的問題上面，只有在長期運用過程中才會暴露出來。依據(jù)宿舍現(xiàn)狀，見圖1。圖1現(xiàn)有宿舍組合床鋪的現(xiàn)狀照片3.1床長的問題分析因為在Ⅱ型產(chǎn)品設(shè)計中只須要采納一個人體百分位作為尺寸的上限值和下限值的依據(jù)，對于床長設(shè)計應(yīng)當(dāng)運用大尺寸，由第三章數(shù)據(jù)以及表1數(shù)據(jù)可知，人體身高的第九十九百分位長度為1814mm，床的長度1950mm，現(xiàn)有床鋪長度大于第九十九百分位數(shù)，即滿足了百分之九十九的人運用，由于每件產(chǎn)品在運用設(shè)計時候不行能滿足全部人的運用習(xí)慣以及喜好，也就沒有必要為了極端少數(shù)的人群的要求進行一些不必要的設(shè)計，所以在床鋪的長度的尺寸上，現(xiàn)有的組合式床鋪滿足人機工程學(xué)的設(shè)計。3.2桌面作業(yè)面積的問題分析在測量的時候發(fā)覺，桌子的長度為1350mm、寬550mm依據(jù)限制臺的作業(yè)頁面限制區(qū)域見圖2[3]。圖2舉薦限制臺作業(yè)面限制區(qū)域[3]人的手眼協(xié)調(diào)區(qū)域?qū)挾葹?9.7-19=40.7cm，長度在人體正中矢狀面左右各7.6cm～53.5cm，所以現(xiàn)有組合式床鋪的桌面設(shè)計長135cm、寬55cm遠遠超過了人眼協(xié)調(diào)區(qū)域，不符合人機工程學(xué)設(shè)計原理，這樣設(shè)計讓運用者在運用過程中由于各個物品擺放問題，運用起來會頻繁出現(xiàn)的單手工作，眼睛留意力隨工作的變更而左右上下移動，這樣不僅會出現(xiàn)效率不高，還會引起運用者的操作疲憊。由此可見，課桌應(yīng)當(dāng)是對于組合式床鋪改進設(shè)計的重點之一。3.3書架的問題分析桌面上的小書架在設(shè)計制造時候產(chǎn)生了一些小偏差，高度分別為290mm、280mm、280mm，當(dāng)在運用的時候發(fā)覺，A4紙張試卷直立放置時候有些不便利，據(jù)此，依據(jù)國標GB/T1999可得知A4紙張的長度為297mm，這就導(dǎo)致了在放置A4紙張大小的試卷時候的出現(xiàn)的困難問題。3.4作業(yè)光環(huán)境的問題分析由于是組合式床鋪，在設(shè)計時候下層是書桌，但是橫向，平行于床長的設(shè)計，桌子寬度為550mm小于床的寬度為870mm。所以在日常寫作業(yè)時候，身體和床會攔住宿舍的光源，這樣不僅特別不利于學(xué)生們的學(xué)習(xí)生活，也特別不利于學(xué)生的身體健康，長期在昏暗的光環(huán)境下看書會引起近視等生理疾病，是不良的工作光環(huán)境。這也成為了改進的重點。3.5作業(yè)臺高度的問題分析因為在Ⅱ型產(chǎn)品設(shè)計中只須要采納一個人體百分位作為尺寸的上限值和下限值的依據(jù)，對于書桌的高度設(shè)計，應(yīng)當(dāng)采納大尺寸設(shè)計。最小功能尺寸=人體尺寸分位數(shù)+功能修正量(公式1）[3]坐膝高的第九十九百分位數(shù)為549mm，依據(jù)第三章表2功能修正量可知，坐膝高功能修正量為33mm，依據(jù)公式1可以計算出，書桌最小功能尺寸為582mm，現(xiàn)有的書桌設(shè)計為750mm，依據(jù)人機工程學(xué)的坐姿工作臺的設(shè)計，以及人體百分位數(shù)的選擇，750mm大于人體坐姿的第九十九百分位數(shù)，即滿足百分之九十九的人運用，還預(yù)留了肯定的心理修正量。所以符合了人機工程學(xué)的設(shè)計原則。3.6衣櫥的問題分析整個衣櫥一體設(shè)計，沒有考慮到學(xué)生的衣服長度，在設(shè)計時候沒有一個類似抽屜或者臺面設(shè)計，讓一些不簡潔掛起來的衣服沒有放置的地方，一般衣服掛起來也沒有完全占用整個衣櫥，這樣造成很大的空間奢侈。在掛衣服的橫桿設(shè)計方面，現(xiàn)在宿舍的橫桿距離衣櫥頂部90mm，這是產(chǎn)品的功能修正量加上心理修正量，但是這一尺寸過大，奢侈了有效空間。3.7組合式床鋪平安性問題分析現(xiàn)在上床用的扶梯采納突出設(shè)計，由于很多突出的設(shè)計，導(dǎo)致現(xiàn)在床鋪很擔(dān)心全，很多時候不經(jīng)意的就會撞上去，導(dǎo)致身體受傷，這樣不顧人體平安的設(shè)計在改進方案中賜予剔除。3.8宿舍面積和組合床的問題分析學(xué)校在買床鋪時候干脆很據(jù)現(xiàn)有的床鋪進行選擇，而沒有針對學(xué)校宿舍的詳細環(huán)境進行合理的設(shè)計，導(dǎo)致在床鋪和洗漱柜之間存在肯定的空間，這樣不僅奢侈了對于宿舍的運用空間，由于清潔工作不到位，導(dǎo)致這個空間常常被堆放雜物，臟亂不堪。3.9椅子的問題分析椅面設(shè)計太平，會產(chǎn)生身體向前滑動，椅面設(shè)計也不符合人機工程學(xué)臀部受力的分析，導(dǎo)致在運用過程中對于身體健康影響較大。靠背設(shè)計也不符合人機工程學(xué)，不能完全貼合人的脊椎，讓運用時候造成不舒適感覺。綜上所述，現(xiàn)有的宿舍組合式床鋪在日常生活中，基本保證了正常運用的同時還存在很多小的細微環(huán)節(jié)性的問題，改進方案針對以上問題進行改進設(shè)計。4改進方案的設(shè)計分析依據(jù)人機工程學(xué)的設(shè)計理念以及考慮到實際問題，改進設(shè)計主要針對在工作臺面的問題，光環(huán)境等問題，在此次設(shè)計中，還主要增加了一些讓學(xué)生們更好的進行學(xué)習(xí)、生活的改進。在改進設(shè)計的同時，大幅度增加了組合床鋪的平安性和易用性，在滿足各種需求以后，提高了運用效率。4.1床的大小的改進由于針對學(xué)院的宿舍設(shè)計，在宿舍面積條件的允許下，增加了床的長度。因為在Ⅱ型產(chǎn)品設(shè)計中只須要采納一個人體百分位作為尺寸的上限值和下限值的依據(jù)，所以依據(jù)人體大尺寸設(shè)計。最佳功能尺寸=人體尺寸分位數(shù)+功能修正量+心理修正量(公式2)[1]選擇了人體身高的第九十九百分位數(shù)，長度為1800mm，加上加上睡覺的功能修正量100mm，依據(jù)第4章公式1可以算出最小功能尺寸為1900mm，加上人體心理修正量100mm，由公式2可以計算出最佳床長度設(shè)計尺寸為2000mm。改進設(shè)計的尺寸為2000mm大于最小功能尺寸，等于最佳功能尺寸，滿足百分之九十九的人運用，符合設(shè)計要求。床的寬度選擇人體肩寬的第九十九百分位數(shù)，長度為480mm，睡覺的功能修正量由表2功能修正量表可得為100mm，依據(jù)第4章公式1可以算出最小功能尺寸為580mm，加上人的心理修正量380mm，由公式2可以計算出最佳床寬設(shè)計尺寸為960mm。改進設(shè)計的尺寸為960mm大于最小功能尺寸，等于最佳功能尺寸，滿足百分之九十九的人運用，符合設(shè)計要求。這樣的設(shè)計可以在滿足運用者工作需求的同時盡量給運用者創(chuàng)建一個舒適的環(huán)境，使運用者舒適度盡可能達到最大滿足。4.2書架的分層設(shè)計在改進設(shè)計的時候采納了分層設(shè)計的原理，不同層次放置不同的書籍，設(shè)計的尺寸也不同。由于變更了書架和書桌的整體設(shè)計，依據(jù)國標GB/T1999書本長度數(shù)據(jù)：32開書籍長度為203mm，16開書籍長度為26mm，A4紙張試卷長度為297mm，依據(jù)第四章公式1可以計算出書架的最小功能尺寸分別為300mm、270mm、220mm，依據(jù)5.1節(jié)公式2可以計算出最佳的書架設(shè)計高度尺寸分別為350mm、320mm、250mm、250mm、230mm、230mm，大于最小功能尺寸，這樣的設(shè)計，使得在放書時候更加便利，由于依據(jù)不同大小的書進行擺放，在找書時候也能快速找到，這樣可以大大提高對于書架的運用效率。4.3光源設(shè)計新的設(shè)計變更了宿舍課桌的設(shè)計，側(cè)向的設(shè)計讓運用者在工作時候沒有攔住宿舍總體光源，還在書桌上方的書架底部設(shè)計一個20W日光燈，這樣在保障了學(xué)生的平安，也保障了學(xué)習(xí)光環(huán)境，良好的光環(huán)境能保障學(xué)習(xí)效率。4.4容腿空間依據(jù)一般人坐姿的習(xí)慣，可以知道人體坐姿膝高第九十九百分位數(shù)為549mm，依據(jù)表2可以知道坐姿功能修正量為33mm，依據(jù)公式1可以計算出容腿空間的最小設(shè)計尺寸為582mm，加上人體心理修正量，依據(jù)5.1節(jié)公式2可以計算出最佳的容腿空間長為640mm，這樣的設(shè)計尺寸大于最小功能尺寸，能保證人腿在一般坐姿時候有足夠的空間進行活動。4.5衣櫥設(shè)計在改進時候?qū)嵭性谝聶幌旅娌杉{上部分為掛衣設(shè)計，下部分為抽屜設(shè)計，這樣，一些不便利掛起來的衣服，可以很便利放置，整體看來顯得會很整齊。在改進的設(shè)計中，這一個距離被縮短為50mm，由于改進設(shè)計的衣櫥的寬度變成960mm，還額外增加了一個橫桿，這樣可以便利同學(xué)們分別掛不同季節(jié)的衣服或者分開掛一些不同類的衣服。對于衣櫥的設(shè)計如圖3。掛衣服的橫桿掛衣服的橫桿圖3衣櫥的設(shè)計圖4.6扶梯設(shè)計原始扶梯設(shè)計采納突出式，這樣不僅不夠美觀，也不夠平安，改進方案中，采納內(nèi)嵌式的設(shè)計，再采納儲存功能的抽屜設(shè)計，在不變更其功能的前提下，增加了置物空間。各層的高度為人體在設(shè)計時候依據(jù)小尺寸設(shè)計，用人體大腿第一百分位數(shù)410mm，人在抬腿時候功能修正量為30mm，依據(jù)公式1可以計算出樓梯設(shè)計最大尺寸為380mm，賜予30mm的心理修正量，依據(jù)5.1節(jié)公式2可以計算出最佳的臺階高度時候為350mm，小于最大設(shè)計尺寸，能保證大多數(shù)人在很輕松的狀況下運用樓梯。4.7針對宿舍的面積設(shè)計改進方案中完全依據(jù)宿舍面積進行設(shè)計，設(shè)計了完全符合宿舍的組合式床鋪。協(xié)作宿舍現(xiàn)有的洗漱柜，可以在保證安裝的前提下，留下盡量少的空間，這樣可以大大削減了臟亂差的問題出現(xiàn)。4.8人性化設(shè)計在床上設(shè)計出了一個可以支撐的板，這個板可以支撐起來，也可以收起來，主要的目的是為同學(xué)們供應(yīng)一個放置睡前讀物或者其他非床上用品的地方，這樣就不會因為東西放在床上而影響睡覺空間，從而影響睡眠質(zhì)量。在這點設(shè)計上，還特殊平安