安全人機課程設(shè)計--六人間組合床安全人機結(jié)構(gòu)分析及改進

1、<p><b>　　課</b></p><p><b>　　程</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計</b></p><p>　　設(shè)計課題 六人間組合床安全人機結(jié)構(gòu)分析及改進

2、 </p><p>　　系部班級 安全與環(huán)境工程學(xué)院安本1003班 </p><p>　　所屬專業(yè) 安 全 工 程 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 <

3、;/p><p>　　設(shè)計時間 2012.05.28 ～2012.6.10 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文主要運用安全人機工程學(xué)的知識，以我校六人間的組合床為列，對床鋪的高度、寬度、長度，床板厚度；扶梯；書桌；鞋柜；書架的位置、高度、寬度進行分析、評價和改進。本著以人為本的原則。根據(jù)具體情況和

4、同學(xué)們對現(xiàn)在床鋪設(shè)計的意見，對現(xiàn)有床鋪提出合理建議，在保障學(xué)生身體健康的前提下提高學(xué)生的工作學(xué)習(xí)和睡眠的效率。</p><p>　　關(guān)鍵字：組合用床；安全人機工程學(xué)；分析、評價及改進。</p><p><b>　　ABSTRACT </b></p><p>　　In this artic,we will apply the knowledge

5、of ergonomics to analysis 、evaluate and improve our-bed in apartment .For bed height,length,width,height of desk,bookcase and almirah comfort with the ergonomics design do the analysis .we in the people-oriented principl

6、e opinion .for dormitory specific situation and the classmates for now bad design opinion .For current bed put forward reasonable reconstruction opinion ,In ensuring student physical health premise increase student work

7、and study and slee</p><p>　　Key words ：student bed；Ergonomics；Analysis and Design Improve.</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1．引言..............................................

8、.....(1)</p><p>　　2. 人體相關(guān)參數(shù)...........................................(2)</p><p>　　3. 組合床的實測數(shù)據(jù).......................................(5)</p><p>　　4. 對現(xiàn)有組合床的人機分析及改進..................

9、.....(6)</p><p>　　4.1 對床的人機分析................................(6)</p><p>　　4.1.1 床的平面圖..................................(6)</p><p>　　4.1.2 床的長度....................................(6)

10、</p><p>　　4.1.3 床的寬度...................................(7）</p><p>　　4.1.4 床離天花板的高度...........................(7)</p><p>　　4.1.5 床板的厚度.................................(7)</p>

11、<p>　　4.1.6 扶梯.......................................(8)</p><p>　　1）對現(xiàn)有扶梯的分析..........................(8)</p><p>　　2）對扶梯的改進..............................(8)</p><p>　　4.2 對桌椅子的人

12、機分析...........................(9)</p><p>　　4.2.1 椅子.......................................(9)</p><p>　　1) 椅子現(xiàn)狀及分析.....................(10)</p><p>　　2) 椅子結(jié)構(gòu)改進措施...................(10

13、)</p><p>　　4.2.2 桌子.......................................(10)</p><p>　　1) 高度......................................(10)</p><p>　　2) 長和寬....................................（11）</p

14、><p>　　3) 容膝空間...................................(11)</p><p>　　4.2.3 鞋柜........................................(12)</p><p>　　4.2.4 書柜.......................................（13）</p&g

15、t;<p>　　5. 結(jié)論與展望............................................（15）</p><p>　　5.1 結(jié)論.............................................（15）</p><p>　　5.2 展望..........................................

16、....（15）</p><p>　　6. 參考文獻................................................(16)</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　現(xiàn)在大學(xué)宿舍的組合床鋪為我是上面是床鋪，下面是書桌、書架、衣架，并且配備一個椅子，我們學(xué)校也不列外，雖然相比以前的上下鋪

17、床鋪大有改進，但是由于學(xué)校沒有根據(jù)實際情況進行具體改進，對學(xué)生的生活習(xí)慣、工作方式?jīng)]有具體了解，因此在很多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)及工作中帶來不便和困惱，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)生的健康。</p><p>　　此次課程設(shè)計就以百花公寓六人宿舍的組合床鋪作為研究對象，進行一系列的人機工程研究、分析，并且在分析、研究的基礎(chǔ)上

18、提出合理化改進意見。</p><p><b>　　2人體相關(guān)參數(shù)</b></p><p>　　表1-1 人體功能修正量表</p><p>　　表1-2 人體水平尺寸 單位：mm</p><p>　　表1-3 人體主要尺寸百分位數(shù)表 </p><p>　　表1-4 各種顏色的抽象意義<

19、;/p><p><b>　　3．實測的相關(guān)數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　測量儀器：卷尺。</b></p><p>　　測量對象：組合床鋪各部分的尺寸。</p><p>　　測量目的：用所測得的具體數(shù)據(jù)來說明宿舍組合床鋪的人機界面的不合理，從而為下一步該進措施提供有利的測量數(shù)據(jù)。</p&

20、gt;<p>　　表1-5合床鋪主要部分的實測數(shù)據(jù)</p><p>　　4 對現(xiàn)有組合床的人機分析及改進 </p><p>　　4.1 對床的人機分析 </p><p>　　4.1.1 床的平面圖 </p><p>　　圖1-1 組合床床鋪的正視圖 單位:mm</p><p>　　圖1-2

21、組合床床鋪的俯視圖 單位:mm</p><p>　　4.1.2 床的長度</p><p>　　床的長度設(shè)計屬于Ⅱ型產(chǎn)品。因為在Ⅱ型產(chǎn)品中設(shè)計中只需采用一個人體百分位座位尺寸的上限值和下限人值的依據(jù)，所以依據(jù)人體大尺寸設(shè)計。</p><p>　　最小功能尺寸=人體尺寸分位數(shù)+功能修正量（公式1）</p><p>　　最佳功能尺寸=人體尺寸

22、百分位數(shù)+功能修正量+心理修正量（公式2）</p><p>　　選擇了人體身高的第九十九百分位數(shù)長度為1800mm，加上睡覺功能修正量100mm，由公式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21可以算出最佳長度設(shè)計為2000mm，該進設(shè)計為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使用。而實測的床的長度為1795mm,達到了最小功能尺寸卻沒有達到最佳功

23、能尺寸，所以在宿舍空間允許的前提下可以加長床的長度至最佳功能尺寸。</p><p><b>　　4.1.3床的寬度</b></p><p>　　床的寬度同床的長度一樣也屬于Ⅱ型產(chǎn)品。也只需要一個大尺寸。根據(jù)人體數(shù)據(jù)運用準(zhǔn)則，應(yīng)選用男子最大肩寬第95百分位數(shù)為基本參數(shù)Sa，查表2-1取Sa=403mm，棉被厚度（功能修正量）取125mm，考慮到人在睡眠中會左右翻動，因此

24、取左右空間余裕量（心理修正量）為300mm，則床鋪最小寬度和最佳寬度分別為：Smin =Sa+Δf=403mm+125mm=528mm,</p><p>　　Sopm =Sa+Δf+Δp=403mm+125mm+300mm=828mm，</p><p>　　而組合床鋪寬度為795mm，沒有達到最佳寬度。故在宿舍空間容許的條件下，應(yīng)該把床的寬度增加至828mm.</p><

25、;p>　　4.1.4 床距天花板的高度</p><p>　　床距天花板的高度指的是從床面到天花板的高度。適當(dāng)?shù)木嚯x適合人在床上做些伸展動作，如伸懶腰、彎腰等。有些上下床底床床面到上床床面的高度要與上床距天花板高度不一致。睡在上面，身體得不到一定的舒展，對身體也存在一定的影響。按中國人的尺寸，通過調(diào)查可以知道，人在保持坐姿垂直活動范圍中，上下距離要達到1200mm。所以床面至天花板高要大于這個高度，才有利

26、于人體的伸展。</p><p>　　床距天花板高度屬于一般用途設(shè)計，但又要防止碰頭受傷根據(jù)人體數(shù)據(jù)運用準(zhǔn)則應(yīng)選用男子坐高第99百分位數(shù)為基本參數(shù)，查表1-3取Sa=979mm。衣褲厚度（功能修正量）取25mm，人頭頂無壓迫感最小高度（心理修正量）為200mm，則床面距天花板的最小凈間距和最佳凈間距分別為：</p><p>　　Smin=Sa+△f=979+25=1004(mm)</p

27、><p>　　Sopm=Sa+△f+△p=979+25+200=1024(mm)</p><p>　　床距天花板設(shè)計為1230mm.及滿足了百分之九十九的人使用。</p><p>　　4.1.5 床板的厚度</p><p>　　躺在床上，身體壓力的分布狀態(tài)是影響睡眠舒適性的主要因素。有試驗表明：標(biāo)準(zhǔn)硬度的床和過與柔軟的床的身體壓力分布顯著不同。睡

28、在標(biāo)準(zhǔn)硬度的床上肩甲骨、腰、肘等感覺遲鈍的地方受到很大壓力，而感覺靈敏的地方則受壓較小，這種壓力分布是合理的。睡在過于柔軟的床上，大部分身體都要承受壓力，使得許多不該受壓的部位受壓，而應(yīng)該受壓的部位不受壓，身體向中間擠壓，讓人感到不舒服，翻身困難而且非常容易醒。而由于實際與經(jīng)濟問題，順楓公寓學(xué)生用床上只有一層木板五塊組成，但被釘成了一塊完整的，不容易拆卸，設(shè)計中將床板釘為兩塊，便于床板的拆卸與清理。</p><p&g

29、t;　　床板的厚度要適宜，要能承受比人體重大很多的重量，這樣才不易于發(fā)生一些事故。床板厚度一般大于4mm，該學(xué)生用床的床板厚度為13mm,符合要求。</p><p><b>　　4.1.6 扶梯</b></p><p>　　1)對現(xiàn)有扶梯的分析</p><p>　　圖1-3 現(xiàn)有的扶梯</p><p>　　扶梯是我們每

30、天上下床的必用之物，一個好的扶梯不僅給人以美觀更要給我們帶來便利和安全。現(xiàn)有的扶梯與床鋪成九十度直角，人爬上去很吃力。而且扶梯踏板采用圓柱狀并且涂有黑漆，這樣容易滑而且腳部很吃力。這樣的設(shè)計不符合安全人機得設(shè)計。在原有的基礎(chǔ)上我提出了一個該進方案。</p><p><b>　　2)對扶梯的改進</b></p><p>　　最佳功能尺寸=人體尺寸百分位+功能修正量+心理

31、修正量 （公式1）</p><p>　　原來的扶梯采用垂直式的設(shè)計。這樣雖然占地面積少，卻不方便，并且存在安全隱患。改方案在原有的基礎(chǔ)上把扶梯納入了兩個床之間然后與墻壁形成</p><p>　　45°夾角。各層的高度為人體在設(shè)計時按照小尺寸設(shè)計。用人體大腿第一百分位410mm，人在抬腿時候功能修正量為30mm。依據(jù)公式1可以算出樓梯設(shè)計的最大尺寸為380mm,給予30mm的心理修

32、正量。同時把圓形的踏板改造成了方型的踏板，這樣人在爬扶梯的時候腳的受力就會均衡。不會感覺吃力。</p><p>　　圖1-4 改造后的扶梯</p><p>　　4.2 對桌椅的人機分析</p><p>　　4.2.1 椅子現(xiàn)狀及分析</p><p>　　椅子是生活中不可缺少的休息和工作，對我們學(xué)生來說，一把好的椅子更是不可缺少的東西,寫作

33、業(yè)和玩電腦都離不開椅子。坐面坐高根據(jù)人體尺寸小腿加足高來設(shè)計，查表可得男子P50=413mm,穿鞋修正量為25mm,故坐面高度應(yīng)為438mm較合適。而實際高度為408mm。故椅面高度偏低。靠背角度不同，對腰椎間內(nèi)壓力是不同的?？勘唤嵌葹?0°時腰椎間盤內(nèi)所受壓力大，靠背角度達到110°時腰椎間盤內(nèi)所受壓力相對較小。而我們宿舍椅子的靠背設(shè)計沒有考慮這一點。</p><p>　　圖1-5 宿舍

34、椅子的立體圖 單位mm</p><p>　　4.2.2 椅子結(jié)構(gòu)改進措施</p><p>　　在原有的基礎(chǔ)上對椅子進行了進一步的改造，椅子的設(shè)計采用1990年設(shè)計的glob椅子，在尺寸方面做了修改，椅面高度根據(jù)人體的坐姿臀高第五百分位數(shù)383mm。給予44mm的心理修正量。由公式2可以算出最佳功能尺寸為430mm。大于最小設(shè)計尺寸，能滿足大部分人的使用，也使得更加符合學(xué)校宿舍椅子的設(shè)計

35、，背靠的弧線設(shè)計完全符合人體脊椎曲線，使得人在長時間使用時候不會出現(xiàn)疲勞以及身體損傷，整體設(shè)計簡單，適合宿舍這種集體環(huán)境，放置在公共場所維修簡單。</p><p>　　圖1-6 改造過的椅子</p><p>　　4.2.3 桌子</p><p><b>　　1) 高度</b></p><p>　　因為二在Ⅱ型產(chǎn)品設(shè)

36、計中只需要采用一個人體百分位作為尺寸的上限值和下限值的依據(jù)，對書桌的高度設(shè)計，應(yīng)用在大尺寸設(shè)計。坐習(xí)高的第九十九百分位為549mm，根據(jù)公式1可以算出，書桌的最小功能尺寸為582mm，現(xiàn)有書桌設(shè)計為765mm，根據(jù)人機工程學(xué)的坐姿的第九十九百分位數(shù)，即滿足百分之九十九的人使用，還預(yù)留了一定的心理修正量，所以符合了人機工程學(xué)的設(shè)計原則。</p><p>　　圖1-7 桌子的平面示意圖 單位：mm</p>

37、;<p>　　2) 桌面的長和寬</p><p>　　圖1-8 控制臺作業(yè)面控制區(qū)域</p><p>　　人的手眼協(xié)調(diào)區(qū)為597mm-190mm=407mm，長度在人體正中失狀面各76mm∽355mm左右，所以現(xiàn)有組合式床鋪的桌面設(shè)計長1193mm、寬584mm遠遠超過了人眼協(xié)調(diào)區(qū)域符合人機設(shè)計原理，這樣設(shè)計讓實用者在使用過程程中由于各個物品擺放問題使用起來會頻繁出現(xiàn)單手

38、工作，眼睛的注意力隨工作得變化而上下移動，這樣布僅會出現(xiàn)效率不高，還會引起使用者得操作疲勞。因此可見，組合床的桌面的寬度未達到人機工程學(xué)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn).</p><p>　　柜式電腦桌在設(shè)計時的長、寬、高不僅是考慮的重點，顏色也是必須考慮的因素。宿舍的桌面顏色為黃色，而在第二章表2-5中的知黃色代表著溫暖、高貴。這正是當(dāng)代大學(xué)生因培養(yǎng)的品質(zhì)。所以以說在顏色的設(shè)計上組合床的桌達到了人機工程學(xué)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。</p&g

39、t;<p><b>　　2） 容腿空間</b></p><p>　　表1-7 容腿空間尺寸 單位：mm</p><p>　　在設(shè)計坐姿用工坐臺時，必須根據(jù)腳可達到區(qū)在工作臺下部布置容膝空間。以保證作業(yè)者在作業(yè)過程中，腿能有方便的姿勢。圖1-9所示為腿腳的幾種姿勢（兩腿伸直；腿在座位下彎曲；一只腳在前一只腳在后；；兩腿交叉；腿放在控制器上）和最佳的

40、容膝空間。和最佳容膝空間尺寸表（見表1-7）。</p><p>　　圖1-9 容膝空間</p><p><b>　　4.2.4鞋柜</b></p><p>　　鞋柜的做用就是來放置閑置的鞋，宿舍的鞋柜長度為538mm只能放置三雙鞋，而大多數(shù)學(xué)生的鞋遠遠超過了三雙，就宿舍的鞋柜空間來說以足夠大，但卻不能滿足我們的需要主要是因為設(shè)計不合理，鞋柜的

41、空間沒有得到很好的利用，鞋柜的總高度為730mm。而單層鞋柜高為120mm,說以完全可以再設(shè)置兩個夾層來增加鞋柜的利用空間。</p><p>　　圖1-10 鞋柜的立體示意圖</p><p>　　圖1-12 改造后的鞋柜</p><p>　　實際測量得容膝空寬的為823mm，容膝孔高度為747mm，容膝腿深為651mm。與最佳尺寸相比，宿舍的容膝空間寬度偏小，

42、有待加寬。而容膝高度則偏大，容膝空深度則剛剛好。根據(jù)第三章表2-1可以知道，人體坐姿膝高度第九十九百分?jǐn)?shù)為549mm，根據(jù)公式表1-1可以知道，坐姿功能修正量為32mm，根據(jù)公式可以計算出容腿空間的最小設(shè)計尺寸為582mm。加上人體的心理修正量。根據(jù)公式1可以計算出最佳容腿空間長為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。</p><p><b>　　4.2.

43、5書柜</b></p><p>　　書架是我們平時在寢室搞學(xué)習(xí)頻繁接觸的部分之一，一個設(shè)計計合理的書架不僅要美觀，更要給我們學(xué)習(xí)帶來方便。調(diào)查發(fā)現(xiàn)六人間宿舍的書架位于書桌的左方，這樣雖然充分利用了空間，也比較簡單美觀，卻在平時學(xué)習(xí)使用過程中不方便。在不站起來拿書的情況下，學(xué)生不得步用左手拿書，或側(cè)過身體用右手拿書，而且拿最上層的書時會比較吃力。</p><p>　　圖 1-14

44、 現(xiàn)有的書架簡圖</p><p>　　圖1-15 改造后的書架簡圖</p><p>　　改進后的桌子在原有的基礎(chǔ)上，把書架從桌子的左側(cè)移到了桌子的前方，這樣不僅延續(xù)了之前的簡單美觀，也大大方便了我們的學(xué)習(xí)。這樣布局不僅讓我們可以清楚的看到我們需要的書本，拿書的時候也比之前的設(shè)計方案方便輕松。</p><p><b>　　5結(jié)束與展望</b&g

45、t;</p><p><b>　　5.1結(jié)論</b></p><p>　　本次課程設(shè)計主要是以人機工程學(xué)主，綜合考慮到身邊實際需要而提出。從查閱相關(guān)書籍及有關(guān)網(wǎng)站，通過對百花公寓六人間組合床的分析和實際測量，再結(jié)合安全人機工程的原理與相關(guān)知識，評價和分析了六人間組合床的部分組件的不合理的地方，并在分析和評價的基礎(chǔ)上提出了能力范圍內(nèi)的符合人機關(guān)系的滿足當(dāng)代學(xué)生需求的更安

46、全、舒適的該進措施。同時通過本次的對百花公寓六人間組合床的人機分析，在人機工程的知識體系方面有了更加全面更加深刻的體會，知道了怎樣從人機工程學(xué)的角度分析產(chǎn)品、設(shè)計產(chǎn)品，從人機工程的角度進行改造分析，提出符合人機工程學(xué)的論點和看法。在這次課程設(shè)計中感受到了，一個好的產(chǎn)品不僅要在理論上符合人能機工程學(xué)，還要在實際使用過程的時候根據(jù)使用者得實際情況進行改進。</p><p><b>　　5.2展望</b

47、></p><p>　　本次課程設(shè)計雖然提出了許多改進措施，但還存在許多不足之處，有一些該進措施受到寢室空間的限制而不能有效的實施，其二是個能能力的限制對一些不合理的地方吧=不能提出相關(guān)的改進措施。但是在以后的學(xué)習(xí)中我會更加用心的學(xué)好相關(guān)的專業(yè)知識，爭取能在以后的設(shè)計中提出更有效、舒適、安全的符合人機關(guān)系的方案，最后我還要感謝本次課程設(shè)計中劉愛群的悉心教導(dǎo)和專業(yè)指導(dǎo)，感謝張力院長和廖可兵主任給我們提出的寶貴

48、意見。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　［1］張力、廖可兵 安全人機工程學(xué) 北京：中國勞動社會保障出版社 2007</p><p>　　［2］范勝璽，坐+座，椅子與藝術(shù)設(shè)計［M］：北京理工大學(xué)出版社</p><p>　?。?］歐陽文昭. 安全人機工程學(xué). 武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，199

49、1</p><p>　　［4］郭清山、汪元輝主編，人機工程設(shè)計， 天津，天津大學(xué)出版社,1994 </p><p>　?。?］丁玉蘭主編，人機工程學(xué)，修訂版，北京，北京理工大學(xué)出版社，2000</p><p>　　[6] 臧吉昌.《安全人機工程學(xué)》.青海省勞動保護教育中心，1986</p><p>　　[7] 歐陽文昭，廖可兵主編，安全人機工