人機(jī)工程論文

1、自動售貨機(jī)人機(jī)學(xué)分析與設(shè)計XXXXX 大學(xué)，XXXXXX摘要：21世紀(jì)是一個充滿挑戰(zhàn)和創(chuàng)新的世紀(jì)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，面對日益增長的物質(zhì) 文化生活，人們的購物觀念也發(fā)生了改變。自動售貨機(jī)作為一種無店鋪銷售方式在世界各 國已相當(dāng)普及，并逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚馁徫锓绞?。而在使用過程中也出現(xiàn) 了一系列的問題，例如人機(jī)界面問題，人機(jī)尺寸問題等。如何讓它用起來更方便呢？那就 需要用人機(jī)工程學(xué)的原理對它不斷的改進(jìn)和改良，以滿足人們對其使用的需求。關(guān)鍵詞：自動售貨機(jī)；人機(jī)界面；人機(jī)尺寸；人機(jī)工程學(xué)1. 市場調(diào)研與分析帶著這個問題，筆者利用周末，走訪了本市的幾個主要人流聚集區(qū)，包括南大街，人 民公園

2、，文化宮和火車站。看了一圈，發(fā)現(xiàn)本市的自動售貨機(jī)都大同小異，品種款式單一, 基本是同一個模子里出來的。究其根本原因，都是同一家公司的。下面是在調(diào)研過程中拍的一張自動售貨機(jī)整體效果圖（圖1-1 ）和一張局部數(shù)據(jù)測量圖（圖1-2）圖1-1圖1-2經(jīng)過調(diào)研后，發(fā)現(xiàn)實(shí)地調(diào)研的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足本次研究的需求。那么還得進(jìn)行網(wǎng)上 調(diào)研和文獻(xiàn)資料的收集。帶著這個嚴(yán)肅的問題，我瀏覽了很多的網(wǎng)站并搜集了很多的圖片 和資料。上海作為我國的經(jīng)濟(jì)金融中心，引領(lǐng)著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和物質(zhì)消費(fèi)的潮流。據(jù)統(tǒng)計，2004年以后，自動售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入快速增長期，600億元的產(chǎn)值是個極大的誘惑。上海在今后23年內(nèi)自動售貨機(jī)將達(dá)到12,0

3、00臺到15,000臺。上海是中國最 大的商業(yè)都市，2002年人均GDP達(dá)到5000美 元，并已取得2010年世博會的主辦權(quán)。初步 預(yù)計，今后2-3年內(nèi)上海自動售貨機(jī)布機(jī)量將達(dá)到 12000-15000臺?？焖侔l(fā)展的經(jīng)濟(jì)和巨 大的國內(nèi)人口帶來的市場容量，使上海成為國內(nèi)外自動售生產(chǎn)商的必爭之地，今后1-2年上海自動售貨機(jī)市場必將進(jìn)入快速發(fā)展期。下面是一張從資料庫里搜集的我國從 2002年到2008年間自動售貨機(jī)市場的產(chǎn)值表（表1-1 ）。我國自動售貨機(jī)市場600億各年生產(chǎn)總值2002年-2004年為啟動期2004年-2006年為發(fā)展期2006年-2008年為成熟期100億10億200220042

4、004200620062008表1-1從上面的圖表可以很明顯的看出，自動售貨機(jī)的市場發(fā)展空間是很大的，以數(shù)倍的速度增長著。針對上面的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，有權(quán)威人士對我國自動售貨機(jī)市場發(fā)展空間數(shù)量做出了 預(yù)測：從2002年一一2004年為啟動期，至少應(yīng)布機(jī)10萬臺，年生產(chǎn)總值在10億元人民幣;2004年一一2006年為發(fā)展期，至少應(yīng)布機(jī) 50萬臺，年生產(chǎn)總值應(yīng)達(dá)到100億元人民幣；2006年一一2008年為成熟期，將達(dá)到300萬臺，年生產(chǎn)總值達(dá)到600億元之巨屆時我國的 自動售貨機(jī)將發(fā)展成為一個巨大的產(chǎn)業(yè)。這份資料所統(tǒng)計的數(shù)據(jù)是2008年以前的，那么現(xiàn)在即將要進(jìn)入 2011年了，自動售貨 機(jī)市場是否繼續(xù)保

5、持快速的發(fā)展呢，達(dá)到布機(jī)多少才能飽和呢？帶著這個問題我搜索了很 多的文獻(xiàn)資料，但遺憾的是，沒能找到具體的市場分析報告。就這問題，我也做了自己的 預(yù)測，在地域遼闊，人口眾多的我國，未來的一二十年內(nèi)，自動售貨機(jī)的市場還會繼續(xù)蓬 勃發(fā)展，直到達(dá)到市場飽和。綜合以上數(shù)據(jù)和資料，既然自動售貨機(jī)市場如此誘人，快速的發(fā)展也必然會帶來問題 的出現(xiàn)，用戶在使用的過程中也難免遇到種種問題。那么該如何解決自動售貨機(jī)與其用戶 需求之間的關(guān)系呢？帶著這個問題，我在總結(jié)走訪用戶和實(shí)地調(diào)研后，針對用戶的需求， 對現(xiàn)有產(chǎn)品的人機(jī)尺寸和人機(jī)界面進(jìn)行了優(yōu)化和改良設(shè)計。2. 方案優(yōu)化通過實(shí)地調(diào)研和網(wǎng)上的大量搜集資料，自動售貨機(jī)主要

6、分為兩大類，按鈕式自動售貨 機(jī)和觸屏式自動售貨機(jī)。觸屏式比較少，普及率不高。在我的實(shí)地調(diào)研過程中，看到的全 是按鈕式自動售貨機(jī)。所以，我主要針對按鈕式自動售貨機(jī)而展開，進(jìn)行了方案的優(yōu)化設(shè) 計。下面這張圖是我綜合多方面因素的考慮，最終定型下來自己的設(shè)計，用電腦繪制的機(jī) 體尺寸圖（圖2-1，標(biāo)注單位：cm）。 圖2-1F面是我自己針對在操作過程中感覺不舒服的地方進(jìn)行的幾處優(yōu)化。首先考慮找零硬幣時我們會經(jīng)常遇到的問題，由于出幣口比較小，在找零的過程中，硬幣會不經(jīng)意間而掉 落，圓形的硬幣容易滾動，用戶往往得在周圍的地面仔細(xì)找，就算一眼發(fā)現(xiàn)，也得彎腰去 撿，這在無形中給用戶以不舒服感。那么怎樣解決這一問

7、題呢？帶著這個問題，我詢問了 很多人的感受，根據(jù)他們的反饋而做了以下優(yōu)化，給出幣口的下方制作一個小盤，那么， 硬幣出來后直接掉進(jìn)盤里，然后用戶可以直接從盤里取出找零的硬幣，這樣方便多了，避 免了一直把手放在出幣口下而等待硬幣出來的過程中給手造成的壓力。下面附帶了一張渲 染的模型圖（圖2-3 ）。圖2-33. 對本設(shè)計的說明分析對比上面的幾種方案，并最終選擇了這種方案。為什么要選則它呢？下面就針對 它展開，主要從以下幾個方面來對它進(jìn)行具體的分析與解剖。從人機(jī)工程學(xué)的角度對它的 機(jī)體大體尺寸，細(xì)節(jié)尺寸，操作裝置的設(shè)計與尺寸和圖標(biāo)界面的設(shè)計與尺寸來一一進(jìn)行詳 細(xì)的分析與說明。3.1機(jī)體大尺寸分析在進(jìn)

8、行機(jī)體大尺寸分析之前，先就普通大眾的身高，上臂長，眼高，肘高和手功能高等關(guān)鍵尺寸進(jìn)行統(tǒng)計。下面附帶的幾張表的人體尺寸都是根據(jù)GB10000-88查詢所得的采用普遍適用的50%占姿人體尺寸:項(xiàng)目1性別男女身高 /mm16781570上臂長/mm313284眼高/mm15681454肘高/mm1024960手功能高/mm741704表三-1-1此外，站姿下人頭部，手部活動最佳范圍如下:項(xiàng)目數(shù)據(jù)頭部舒適俯角/°015視線休息水平范圍/ °015閱讀下限/°45視野上限（與豎直夾角）/ °5055表三-1-2各項(xiàng)修正尺寸，如表:項(xiàng)目數(shù)據(jù)身高修正量/mm30立姿眼

9、高修正量/mm2576 （較大為女性）肘部高度修正量/mm-76表三-1-3綜合上面的3張圖表的人體基本數(shù)據(jù)，結(jié)合自己實(shí)地調(diào)研測量的機(jī)體尺寸，下面我將 分別針對這幾點(diǎn)而提出自己的設(shè)計。對于機(jī)體大尺寸，我主要采用的是50%勺人體尺寸，為了售貨機(jī)能適用于較大多數(shù)人使 用。綜合總體布局（例如場地的限制等）和人機(jī)原理。最后根據(jù)公式：產(chǎn)品最佳功能尺寸=相應(yīng)百分位數(shù)的人體尺寸+功能修正量+心里修正量，由于男子身高的 50百分位數(shù)，取H50 男=1678mm功能修正量主要有穿鞋修正量（男 25mm,最小余裕量（設(shè)取 90mrh ,所以X 功能（心理）=25mm+90mm=115mm所以自動售貨機(jī)的最佳功能尺

10、寸 G最佳=1678mm+115mm=1793考慮到各個年齡層的使用人群，并按照總體布局，最終確定售貨機(jī) 的外觀尺寸為：1860mm*940mm*800mft*寬*深）。機(jī)體底端離地面的高度為140mm這樣的 高度能夠讓支撐機(jī)體的四個腳有足夠的空間保證其設(shè)計強(qiáng)度，也是為了美觀。如果離地面 太低，首先不方便售貨機(jī)的移動和支撐，其次也讓人覺得比較壓抑。3.2細(xì)節(jié)尺寸分析根據(jù)P50人群站立式的眼高（男：1678mm女：1570mm再考慮視野上下限角度，我 設(shè)計了顯示屏離地面高度為1610mm這一高度能給人一種舒適感。而不容易造成視疲勞。 再考慮人的肘高和上臂長（男：肘高+上臂長=1024+313=1

11、337mm女：肘高+上臂長=960+284=1244m）再考慮肘高修正量，我選擇了按鍵盤離地面的高度為1350mm插紙幣口離地面高度為1200mm退幣鈕和出幣口離地面高度為1120mm把手鎖孔離地面高度為1040mm這些區(qū)域的布置剛好在人手的最佳活動區(qū)域，操作起來不會感到別扭，而給人一 種舒適和安逸感。下面附帶了尺寸圖（圖 3-2-1）: legAIDb u I在儲物層的設(shè)計中，考慮所售的物品有大小尺寸之分，只要分為以下四大類，一、瓶 裝飲料（像冰紅茶，果粒橙，礦泉水等瓶裝飲料的瓶高在21cm左右），二、袋裝小吃（像方便面，鍋巴等的高度在15cm左右），三、灌裝飲料（像紅牛，王老吉等的灌高12

12、cm左右） 四、盒裝飲品（匯源盒裝果汁，特濃蘇牛奶等高度在16cm左右。針對不同類的物品高度相差大，所以在放物區(qū)的隔板間距也做了不同尺寸的調(diào)整，把隔板分成了五層，從上往下 依次：第一層高16cm適合放灌裝飲料和小袋裝食品；第二層高 22cm,適合放礦泉水；第 三層高17cm適合放高度適中的袋裝食品；第四層22cm適合放瓶裝飲料；第五層高18cm 適合盒裝牛奶等。考慮到夏天熱，冷飲比較暢銷，所以留了兩層放瓶裝飲料。下面是隔板 的尺寸圖（圖3-2-2）：9圖3-2-2，標(biāo)注單位：cm在取物口的設(shè)計中，考慮到一般的取物倉底是水平的，物體掉下去后，得伸手去里面夠，這樣給人一種不舒服感，所以我在這個問題

13、上采用了傾斜（傾斜角10° ）的倉底，在前面再給一定高度（4cm）的弧度，這樣物體掉下后會滾到倉口，因?yàn)橛谢⌒蔚膿醢?，也?至于物體直接滑出來。這樣，用戶在取物時就輕松多了。下面是尺寸圖（圖3-2-3）:3.3操作裝置設(shè)計及尺寸分析針對操作裝置的尺寸和結(jié)構(gòu)，我主要從以下幾個地方入手。對按鍵盤，顯示屏，投幣 口，取物口和把手的具體尺寸和其結(jié)構(gòu)的合理性進(jìn)行了詳細(xì)的分析。說到按鍵盤，考慮到 普通人手指的寬度和長度，還有手的大小，查閱了相關(guān)的資料，根據(jù)操作修正量：上肢前 展操作，對于“前展長”（后背到中指指尖的距離），在按按鈕時，-12mm在推滑板推鈕、 扳撥扳鈕開關(guān)時-25mm在取卡片、票

14、證時，-20mm根據(jù)資料，人的最佳視區(qū)在鉛垂方向 為視水平線下15°，在水平方向?yàn)?0°，這樣能使人在短時間內(nèi)辨認(rèn)清楚形體。我選擇了 20°的傾角，因?yàn)槿耸钦咀瞬僮髌聊?，而操作區(qū)高度為1120-1490mmF面是手控操縱器與人體尺度有關(guān)的尺寸參數(shù):名稱尺寸位移阻力F/N按鍵指尖操作：拇指按壓：Dmi n=12.5mmDmi n=18mm在范圍內(nèi)：x=3-12.5mm不在范圍內(nèi)：x=3-18mm指尖操作 285-11.35小指按壓：1.43-5.68表三-3-1考慮到人手尺度和不同人手的操作習(xí)慣差異，最終確定了按鍵的大小尺寸為:25mm*20mm長*寬），整個按鍵盤

15、尺寸為：120mm*140mm長*寬）。這樣的鍵盤設(shè)計，使得兩個鍵之間有一定的間隔，而不至于排列太密而給人壓迫感。下面是按鍵盤的渲染和尺寸圖（圖 3-3-1）：A5圖 3-3-15678'O 0OG對于投幣口的設(shè)計，有投紙幣的和投硬幣的。投紙幣的又有大小之分，不同面值的紙幣有不同的尺寸寬度，10元的紙幣寬度為70mm考慮了以上因素。所以我選則了投紙幣口為75mm 元硬幣的直徑為25mm厚度為2mn，我選擇了長為30mn和寬為5mmt勺投硬幣口。它們所用的材料都選用了黑色有機(jī)塑料。下面是投幣口的渲染和尺寸圖（圖3-3-2 ）:3.4顯示圖標(biāo)設(shè)計及尺寸分析因?yàn)槲易龅氖前存I式自動售貨機(jī)，沒有

16、觸摸屏。上面只有一個電子顯示屏，用來顯示 投入的錢幣數(shù)、投入金額不足和無足夠零錢，請用硬幣的操作提示。為了讓用戶能清楚的 操作，那么就必須有使用說明的圖標(biāo)，見下圖（圖 3-4-1）：圖 3-4-1為了讓用戶能更方便的使用，那么在投幣口和取物口就得有提示圖標(biāo)，讓用戶能一目 了然。在我的設(shè)計中采用了藍(lán)色的顯示圖標(biāo)，藍(lán)色一般能較先引起人眼的注意，而藍(lán)白顏 色的對比較為強(qiáng)烈，使得指示標(biāo)志更加醒目。標(biāo)志旁的提示字體為黑體，黑體是比較莊重 的字體。字體顏色為藍(lán)色，字符與背景間的色彩明度差為蒙塞爾色系的2級以上。下面是幾個顯示圖標(biāo)（圖3-4-2，圖3-4-3，圖3-4-4，圖3-4-5）:圖 3-4-2請取物!圖344圖 3-4-3iAirTAzn圖 3-4-54. 設(shè)計小結(jié)分析整個設(shè)計，優(yōu)點(diǎn)是增加了很多小細(xì)節(jié)的設(shè)計，比如退幣口的小盤，取物倉的傾斜 弧度，還有把手和鎖結(jié)合在了一起。這些看似細(xì)小的改變，它就可以使整個產(chǎn)品在使用過 程中更人性化，更符合用戶的心理需求，避免