人機(jī)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)課件

1、人機(jī)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)桃園4#寢室改進(jìn)設(shè)計(jì)說(shuō)明書學(xué)校：湖北汽車工業(yè)學(xué)院專業(yè)： 班級(jí)： 姓名： 指導(dǎo)教師： 2013年01月12日2013年1月18日星期五目錄前言部分3第一部分一、 改進(jìn)對(duì)象的選擇.5二、 改進(jìn)對(duì)象的實(shí)體測(cè)量. 5、組合床數(shù)據(jù)表格、座椅數(shù)據(jù)表格、風(fēng)扇與照明三、根據(jù)改進(jìn)對(duì)象測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行人因分析與評(píng)價(jià). 6：組合床1）、電腦桌+書桌的人因分析與評(píng)價(jià)：書桌高度分析 桌面作業(yè)面積分析一般電腦桌的設(shè)計(jì)原理2）、書架的人因分析與評(píng)價(jià)3）、衣柜的人因分析與評(píng)價(jià)4）、床身的人因分析與評(píng)價(jià)5）、床梯的人因分析與評(píng)價(jià)：座椅：風(fēng)扇和照明第二部分三、 確定具體改進(jìn)方案11：組合床改進(jìn)方案的確定：座椅改進(jìn)方

2、案的確定：風(fēng)扇和照明改進(jìn)方案的確定四、 根據(jù)改進(jìn)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行人因分析并進(jìn)行評(píng)價(jià) 12第三部分六、針對(duì)本次人機(jī)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)的感想與總結(jié)摘要：本文著重介紹了湖北汽車工業(yè)學(xué)院桃園4#二樓的學(xué)生宿舍的學(xué)生的生活環(huán)境、室內(nèi)布局以及空間內(nèi)設(shè)施的相關(guān)人機(jī)工程學(xué)數(shù)據(jù)，并依據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行了人因分析與評(píng)價(jià)，根據(jù)其不足制訂了設(shè)計(jì)方案，與此同時(shí)對(duì)以上不足進(jìn)行了“再設(shè)計(jì)”、“再分析”、“再評(píng)價(jià)”的相關(guān)設(shè)計(jì)工作；文中圖文并茂的形式主要側(cè)重于空間環(huán)境、設(shè)施布置以及對(duì)象改進(jìn)前后的變化對(duì)比，籍此，通過(guò)視覺(jué)上的不同感受，使讀者更接近于身臨其境，從而反映出通過(guò)人因工程學(xué)的方法改進(jìn)后的良好效果。關(guān)鍵字：室內(nèi)布局 空間內(nèi)設(shè)施 人因分

3、析與評(píng)價(jià) 設(shè)計(jì)方案 人因工程學(xué)前言部分根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，目前大部分高校的學(xué)生宿舍的布局設(shè)計(jì)通常是組合床的形式，即：上面安置學(xué)生的床鋪，床鋪下方即為電腦桌、書架、衣柜的組合設(shè)施，學(xué)生通過(guò)梯架上床休息，下方的組合設(shè)施則是為學(xué)生提供宿舍內(nèi)學(xué)習(xí)生活的需要；毋庸置疑，這個(gè)空間環(huán)境的各方面的相關(guān)設(shè)計(jì)都會(huì)或多或少的影響到學(xué)生的休息情況進(jìn)而影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，甚至于學(xué)生的身心健康。而根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，絕大部分學(xué)生對(duì)于現(xiàn)在的寢室內(nèi)的布局包括照明等設(shè)計(jì)表示不滿，基本的舒適度上都并不能達(dá)到人因要求。究其原因，可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：第一、學(xué)校在學(xué)生寢室設(shè)計(jì)、配置中經(jīng)費(fèi)上的約束與不允許經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)決定上層建設(shè)；第二、樓層寢室的

4、室內(nèi)設(shè)計(jì)人員缺乏人機(jī)工程設(shè)計(jì)觀念，并沒(méi)有過(guò)多的考慮“人”的這一關(guān)鍵因素；第三、正所謂“眾口難調(diào)”，面對(duì)龐大的學(xué)生群體，存在人體尺寸甚至習(xí)慣上的諸多差異，如果拋開(kāi)人機(jī)基礎(chǔ)而只是進(jìn)行單方面的常規(guī)設(shè)計(jì)，則難以做到“普遍適用”的效果。綜上可見(jiàn)，針對(duì)學(xué)生宿舍的改良設(shè)計(jì)可謂是刻不容緩。所謂人機(jī)工程學(xué)，亦即是應(yīng)用人體測(cè)量學(xué)、人體力學(xué)、勞動(dòng)生理學(xué)、勞動(dòng)心理學(xué)等學(xué)科的研究方法，對(duì)人體結(jié)構(gòu)特征和機(jī)能特征進(jìn)行研究，提供人體各部分的尺寸、重量、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動(dòng)時(shí)的相互關(guān)系和可及范圍等人體結(jié)構(gòu)特征參數(shù)；還提供人體各部分的出力范圍、以及動(dòng)作時(shí)的習(xí)慣等人體機(jī)能特征參數(shù)，分析人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)以及膚

5、覺(jué)等感覺(jué)器官的機(jī)能特性；分析人在各種勞動(dòng)時(shí)的生理變化、能量消耗、疲勞機(jī)理以及人對(duì)各種勞動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)能力；探討人在工作中影響心理狀態(tài)的因素以及心理因素對(duì)工作效率的影響等。本文基于實(shí)地調(diào)研包括測(cè)量、計(jì)算以及舒適度口頭調(diào)查，著重介紹了湖北汽車工業(yè)學(xué)院桃園4#二樓的學(xué)生宿舍的學(xué)生的生活環(huán)境、室內(nèi)布局以及空間內(nèi)設(shè)施的相關(guān)人機(jī)工程學(xué)數(shù)據(jù)，并依據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行了人因分析與評(píng)價(jià)，根據(jù)其不足制訂了設(shè)計(jì)方案，與此同時(shí)對(duì)以上不足進(jìn)行了“再設(shè)計(jì)”、“再分析”、“再評(píng)價(jià)”的相關(guān)設(shè)計(jì)工作；文中圖文并茂的形式主要側(cè)重于空間環(huán)境、設(shè)施布置以及對(duì)象改進(jìn)前后的變化對(duì)比，籍此，通過(guò)視覺(jué)上的不同感受，使讀者更接近于身臨其境，從而反映出

6、通過(guò)人因工程學(xué)的方法改進(jìn)后的良好效果。第一部分一、改進(jìn)對(duì)象的選擇：組合床： 【1】、電腦桌+書桌 【2】、書架 【3】、方便擱物架 【4】、衣柜 【5】、床身 【6】、床梯 ：座椅：照明： 【1】、陽(yáng)臺(tái)窗體 【2】、室內(nèi)燈管 二、改進(jìn)對(duì)象的實(shí)體測(cè)量：（數(shù)據(jù)庫(kù)）（使用舒適度：非常舒適、適中、不舒適、非常不舒適）、組合床改進(jìn)對(duì)象 數(shù)據(jù)（mm）長(zhǎng)寬高其他舒適度電腦桌+書桌840500720容膝500不舒適書架11602001380距桌面高度660不舒適方便擱物架8002351495距桌面高度790適中衣柜4808401200門460距桌950（平開(kāi)）不舒適衣柜上方擱物間480840360床身1950

7、9001850護(hù)欄1000適中床梯100280垂直安置、鏤空踏架非常不舒適、座椅椅面高度椅面寬度椅面深度座椅面傾斜角靠背的高/寬靠背的傾角扶手高度397-440340-3903925°410/330105°0、風(fēng)扇和照明室內(nèi)燈管優(yōu)點(diǎn)節(jié)能便于控制缺陷不能滿足個(gè)人需求風(fēng)扇/缺陷無(wú)效 三、根據(jù)改進(jìn)對(duì)象測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行人因分析與評(píng)價(jià)：組合床1）、電腦桌+書桌的人因分析與評(píng)價(jià)：書桌高度分析因?yàn)樵谛彤a(chǎn)品設(shè)計(jì)中只需要采用一個(gè)人體百分位作為尺寸的上限值和下限值的依據(jù)，對(duì)于書桌的高度設(shè)計(jì)，根據(jù)人機(jī)工程學(xué)P33頁(yè)表2-1應(yīng)該采用第95百分位左右數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。最小功能尺寸=人體尺寸分位數(shù)+功能修正量

8、(公式1）坐膝高的第95百分位數(shù)為532mm，根據(jù)第三章表2功能修正量可知，坐膝高功能修正量為33mm，根據(jù)公式1可以計(jì)算出，書桌最小功能尺寸為565mm，現(xiàn)有的書桌設(shè)計(jì)為500mm，根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的坐姿工作臺(tái)的設(shè)計(jì)，以及人體百分位數(shù)的選擇，500mm明顯小于人體坐姿的第50百分位數(shù)。所以不符合人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)原則。桌面作業(yè)面積分析依據(jù)表所示書桌長(zhǎng)度為840mm，寬度為500mm，根據(jù)巴恩斯繪制的水平面工作區(qū)域圖，采用我國(guó)成年人人體尺寸GB10000-88，并按教材P218表9-4進(jìn)行修正后的表9-6男、女性操作者坐姿作業(yè)位置設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析，如圖所示：而實(shí)測(cè)書桌長(zhǎng)、寬均在合理范圍內(nèi)，所以

9、符合人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)原則。一般電腦桌的設(shè)計(jì)原理一般電腦桌的設(shè)計(jì)屬于人因工程學(xué)中作業(yè)空間設(shè)計(jì)的范疇，是近身作業(yè)空間，同時(shí)又是個(gè)體作業(yè)場(chǎng)所。因此設(shè)計(jì)的最基本內(nèi)容，就是要依據(jù)電腦操作者在操作時(shí)四肢所及范圍的靜態(tài)尺寸和動(dòng)態(tài)尺寸來(lái)確定，即按電腦操作者的操作范圍、視覺(jué)范圍以及作業(yè)姿勢(shì)等一系列的生理因素、心理因素對(duì)設(shè)備進(jìn)行合理的布置和安排，并找出最適合該操作者的人體最佳作業(yè)姿勢(shì)、作業(yè)范圍，以為電腦操作者創(chuàng)造一個(gè)最佳的作業(yè)條件。一個(gè)優(yōu)良的電腦桌設(shè)計(jì)，不僅可以使電腦操作者工作舒適、安全，操作方便，而且有助于提高人機(jī)系統(tǒng)的作業(yè)效率。根據(jù)人因工程原理，合格的電腦桌設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足以下幾方面的要求： 1、視覺(jué)要求.正常人的

10、視野大致相同，坐姿視平線以下15 度是最佳視角，向下的最大視角是 20 度。坐姿水平方向視物在 1.53 度內(nèi)辨認(rèn)物體最清晰，為中心視力范圍；318 度內(nèi)視物短暫，比較清晰，為片刻視范圍；38 度左右為最大視角或視力范圍。因此電腦顯示器應(yīng)該放置在人的最佳視覺(jué)范圍內(nèi)，最好與水平面呈 30 度，而且最好設(shè)計(jì)成角度可調(diào)的。 .人在作業(yè)時(shí)，視距的遠(yuǎn)近直接影響著認(rèn)讀的速度和準(zhǔn)確性。在正常作業(yè)中，通常采用 3856cm 的視距范圍。因此電腦的顯示器通常距眼睛 4561cm，其中在 56cm處為最佳。 2 、坐姿要求 .操作時(shí)正確的坐姿應(yīng)是身軀上部伸直稍向前傾 1015 度，保持眼睛到工作面的距離在 30c

11、m 以上，大腿放平，小腿自然垂直著地成稍向前伸展著地，使整個(gè)身體處于自然舒適狀態(tài)。因此電腦桌的設(shè)計(jì)保證有足夠的空間容納雙腿，使人能夠處于最佳的坐姿狀態(tài)。 .坐姿工作空間的范圍是由進(jìn)行工作的上肢伸展的范圍來(lái)決定。人體上肢操作水平范圍的最佳區(qū)域?yàn)樽笥?30 度范圍內(nèi)，容易到達(dá)的區(qū)域?yàn)樽笥?60 度范圍內(nèi)，限制越少，可達(dá)范圍越遠(yuǎn)。因此電腦的顯示器和鍵盤、鼠標(biāo)要放置在該范圍內(nèi)，同時(shí)應(yīng)減少對(duì)上肢的限制，以保證上肢有足夠的自由活動(dòng)空間。 3、工作面要求.工作中如果工作面太矮，后背就需過(guò)度彎曲；如果工作面太高，肩部就不能保持正常的姿勢(shì)，必須要抬高從而引發(fā)肩部和頸部的不舒適。工作面高度處在肘部位置為最佳。使用

12、鍵盤時(shí)的工作高度就是鍵盤上的主行。設(shè)計(jì)時(shí)要降低工作面的高度，同時(shí)允許大臂在工作中保持自然放松的姿勢(shì)，并保持腕部處于中立的姿勢(shì)，以防止手腕疲勞。 .工作面的高度同時(shí)也要受到座椅的高度、桌面的厚度和大腿厚度的影響，其下部的高度應(yīng)該提供足夠的大腿空間。對(duì)于不可調(diào)整的坐姿工作面下部的最小尺寸應(yīng)該是66.5 cm，但這樣的工作面對(duì)于個(gè)子矮小的使用者可能就不方便了，因此應(yīng)可能把工作面設(shè)計(jì)成可調(diào)的。腿伸展開(kāi)的寬度最小為 59cm。 .使用傾斜桌面比使用水平面的操作姿勢(shì)具有軀干移動(dòng)減少，頸部彎曲減少，疲勞降低，不舒適感減輕的優(yōu)點(diǎn)。但在這種情況下要防止桌面東西滑落。2）、書架的人因分析與評(píng)價(jià)：調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大部分同

13、學(xué)認(rèn)為，書架設(shè)計(jì)不夠人性化，過(guò)于簡(jiǎn)陋，主要表現(xiàn)在以下兩方面：一、沒(méi)有足夠的空間，難以發(fā)揮書架的本質(zhì)作用；二、無(wú)法進(jìn)行書籍分類放置，帶來(lái)使用上的不便。為此，在改進(jìn)設(shè)計(jì)中我們初步確定采用分層設(shè)計(jì)，不同層次放置不同的書籍，設(shè)計(jì)的尺寸也不同。圖2.2）、改進(jìn)前的書架：3）、衣柜的人因分析與評(píng)價(jià)：根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，寢室內(nèi)的衣柜設(shè)計(jì)也是不盡如人意，主要有以下兩點(diǎn)：第一、 衣柜采用的是平開(kāi)式柜門，通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)得知，衣柜與書桌間的空間距離為950mm，而單是柜門就有460mm，當(dāng)打開(kāi)柜門時(shí)明顯占據(jù)了大部分活動(dòng)空間，造成活動(dòng)上的不便，而且容易造成柜門損壞第二、 衣柜內(nèi)部空間設(shè)計(jì)不夠合理，高度不夠，沒(méi)有掛衣物用的橫桿

14、，不能滿足各類衣物的掛放需要4）、床身的人因分析與評(píng)價(jià)：根據(jù)測(cè)量結(jié)果床身長(zhǎng)為1950，寬為900；因?yàn)樵谛彤a(chǎn)品設(shè)計(jì)中只需要采用一個(gè)人體百分位作為尺寸的上限值和下限值的依據(jù)，對(duì)于床長(zhǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)該使用大尺寸，由P24表2-3我國(guó)成年人人體主要尺寸，人體身高的第九十五百分位長(zhǎng)度為1775mm，床的長(zhǎng)度1950mm，現(xiàn)有床鋪長(zhǎng)度大于第九十五百分位數(shù)，即滿足了百分之九十五的人使用；對(duì)于床寬設(shè)計(jì)應(yīng)該使用大尺寸，由表2-3知，人體身高的第九十五百分位寬度為469mm，床的寬度為900，明顯滿足人因設(shè)計(jì)要求;由于每件產(chǎn)品在使用設(shè)計(jì)時(shí)候不可能滿足所有人的使用習(xí)慣以及喜好，也就沒(méi)有必要為了極端少數(shù)的人群的要求進(jìn)行一些

15、不必要的設(shè)計(jì)，所以在床鋪的長(zhǎng)、寬尺寸上，現(xiàn)有的組合式床鋪滿足人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)。5）、床梯的人因分析與評(píng)價(jià)：床梯的不舒適度來(lái)自于踏板的設(shè)計(jì)不合理，第一、現(xiàn)有設(shè)計(jì)缺少踏板，沒(méi)有足夠的面積用于腳掌的舒適接觸；第二、由于缺少踏板，會(huì)導(dǎo)致在上下床時(shí)引發(fā)安全問(wèn)題：座椅根據(jù)人機(jī)工程學(xué)P35主要人體尺寸的選用原則GB10000-88，以及根據(jù)建議值修正后得到的P220表9-6，確定選擇座椅高應(yīng)采用小尺寸即第五百分位數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，則查表可知，現(xiàn)有高度440mm大于383mm，不符合人因工程設(shè)計(jì)理念，予以改進(jìn)。對(duì)于坐姿臀寬采用女性臀寬尺寸的第九十五百分位即382mm進(jìn)行設(shè)計(jì)，另有建議修正量50-75mm，現(xiàn)有設(shè)

16、計(jì)尺寸為340390mm，可見(jiàn)較窄，應(yīng)予以改進(jìn)。椅面深度按坐深第五百分位即421mm進(jìn)行設(shè)計(jì)，而現(xiàn)有設(shè)計(jì)尺寸為392mm，因?yàn)橐蚊嫔疃炔灰诉^(guò)深，容易引起腿部壓迫，故現(xiàn)有尺寸設(shè)計(jì)較為合理。如用高靠背有礙于手臂活動(dòng)時(shí)，可采用支撐在腰曲處的中低靠背，寬度可取320360mm，而現(xiàn)有設(shè)計(jì)330mm滿足人因設(shè)計(jì)要求。根據(jù)坐姿肩高GB10000-8知，采用第九十五百分位設(shè)計(jì)尺寸為641mm，現(xiàn)有設(shè)計(jì)明顯低于該尺寸，應(yīng)予以改進(jìn)。椅面傾角與靠背傾角依據(jù)人機(jī)工程學(xué)P229230論述，均滿足人機(jī)設(shè)計(jì)要求，保留現(xiàn)有設(shè)計(jì)。：風(fēng)扇和照明我校風(fēng)扇的位置一般都位于宿舍的正中部，而床位的擺放在長(zhǎng)度上不是以宿舍為對(duì)稱的，有一側(cè)

17、可以很好利用風(fēng)扇，而另一側(cè)床位利用很小，所以電風(fēng)扇應(yīng)設(shè)計(jì)在床位的中間，而不是宿舍中間。宿舍有兩個(gè)白熾燈照明，同學(xué)坐在書桌前寫作業(yè)時(shí)都處于背光狀態(tài)，照明質(zhì)量非常差。長(zhǎng)期處于這種照明情況下對(duì)學(xué)生的視力有很大的影響，容易造成近視眼，是急需要改進(jìn)的一方面。第二部分四、 確定具體改進(jìn)方案：組合床改進(jìn)方案的確定通過(guò)完成第一部分的實(shí)地調(diào)研工作，確定組合床的大體改進(jìn)方案如下：1）、書桌高度改進(jìn)2）、書架設(shè)計(jì)改進(jìn)3）、衣柜設(shè)計(jì)改進(jìn)4）、床梯設(shè)計(jì)改進(jìn)具體改進(jìn)后數(shù)據(jù)如下表：改進(jìn)對(duì)象 數(shù)據(jù)（mm）長(zhǎng)寬高其他舒適度電腦桌+書桌840500570容膝565舒適書架11602001380雙層設(shè)計(jì)舒適方便擱物架8002351

18、495距桌面高度790適中衣柜4808401200推拉式+橫桿設(shè)計(jì)舒適衣柜上方擱物間480840360整體尺寸移至衣柜下方改進(jìn)為雙抽屜設(shè)計(jì)床身19509001850護(hù)欄1000適中床梯100280增加踏板設(shè)計(jì)舒適：座椅改進(jìn)方案的確定椅面高度椅面寬度椅面深度座椅面傾斜角靠背的高/寬靠背的傾角扶手高度3834503925°641105°200最終方案草圖本著人機(jī)工程學(xué)的目的，我們認(rèn)為這個(gè)方案是比較成功的。原因如下：1、經(jīng)過(guò)了大量的數(shù)據(jù)測(cè)量，并查閱了相關(guān)數(shù)據(jù)，符合人際工程學(xué)要求。2、設(shè)計(jì)了靠背和扶手，如果學(xué)生累時(shí)可以靠后休息，把手放在扶手上。3、底部設(shè)計(jì)了滑輪，有很大的靈活性，能

19、隨處移動(dòng)，也放便用戶活動(dòng)。4、能夠在一定范圍內(nèi)升降高度，以迎合用戶的喜好。5、座椅可以旋轉(zhuǎn)，坐墊柔軟，靠背有符合人機(jī)的傾斜度。、風(fēng)扇和照明改進(jìn)方案的確定1）、電風(fēng)扇的位置擺放應(yīng)該在兩張床的中間處，避免兩張床吹到的風(fēng)大小不一樣。條件允許的情況下可以配備兩臺(tái)電風(fēng)扇。2）、日光燈的光線分布不合理，當(dāng)學(xué)生坐在書桌前時(shí)正好擋住了光線，不利于學(xué)習(xí)，每個(gè)學(xué)生的書桌桌上方配備一根規(guī)格長(zhǎng)度mm85%功率W115%功率W9mm2U3W452.553.45的節(jié)能燈管，既能保證足夠的光線也不會(huì)浪費(fèi)太多的能源。五、 根據(jù)改進(jìn)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行人因分析并進(jìn)行評(píng)價(jià)以上數(shù)據(jù)均依據(jù)GB10000-88主要人體尺寸表格以及百分位選用原則表格確定，經(jīng)過(guò)一系列改進(jìn)，均符合人因設(shè)計(jì)理論的設(shè)計(jì)要求，舒適度上有所改善，并有利于學(xué)生的身心健康與發(fā)展。第三部分結(jié)束語(yǔ)課程設(shè)計(jì)誠(chéng)然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識(shí)以及專業(yè)技能上的提升，同時(shí)又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時(shí)，設(shè)計(jì)讓我感觸很深。使我對(duì)抽象的理論有了具體的認(rèn)識(shí)