滾筒式洗衣人機(jī)界面的分析及改進(jìn)

1、課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)課題 滾筒洗衣機(jī)人機(jī)界面的分析及改進(jìn) 系部班級(jí) 安全與環(huán)境工程學(xué)院安本2012級(jí)2班所屬專業(yè) 安 全 工 程 學(xué)生姓名 張明棟 指導(dǎo)教師 劉愛群 設(shè)計(jì)時(shí)間 2014.05.17 目 錄1 前言12 滾筒式洗衣機(jī)的調(diào)研22.1 滾筒式洗衣機(jī)的構(gòu)件及原理22.1.1 組成簡(jiǎn)介22.1.2 原理簡(jiǎn)介22.2 滾筒式洗衣機(jī)的人機(jī)界面22.2.1 尺寸和容量22.2.2 控制面板32.2.3 艙門開啟方式32.2.4 排水52.3 滾筒式洗衣機(jī)的人機(jī)界面分析52.3.1 容量和尺寸分析52.3.2 操作界面分析52.3.3 艙門開啟方式分析63 人的特性分析73.1 人的生理特性分析73.1

2、.1 人體分析73.1.2 人的認(rèn)知特性分析73.2.2 視域分析83.2 人的心理特性分析8色彩分析84 滾筒式洗衣機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)94.1 改進(jìn)方案概述94.2 具體的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案104 結(jié)束語10滾筒式洗衣機(jī)人機(jī)界面的分析及改進(jìn)安全工程專業(yè)201級(jí)02班 張明棟摘 要：隨著科技的發(fā)展以及人們生活水平的提高，洗衣機(jī)已經(jīng)進(jìn)入了千家萬戶，滾筒式洗衣機(jī)更是廣泛使用的一種洗衣機(jī)。由于人們對(duì)洗衣機(jī)的要求不斷提高，使洗衣機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)越來越越明顯，所以對(duì)于洗衣機(jī)人機(jī)方面的設(shè)計(jì)還有待于改善的地方，以便更好的符合人機(jī)學(xué)。從安全人機(jī)工程學(xué)入手，在人、機(jī)械及其工作環(huán)境之間相互作用的基礎(chǔ)上，不單純著眼于單一要素的優(yōu)化與

3、否，將使用“機(jī)”以及人與機(jī)所共處的“環(huán)境”作為一個(gè)“人-機(jī)-環(huán)境 ”系統(tǒng)來研究。來進(jìn)行滾筒式洗衣機(jī)的改進(jìn)。關(guān)鍵詞：滾筒式洗衣機(jī)；人機(jī)；安全；改進(jìn)【ABSTRACT】：With the development of technology and the improvement of people's living standards, a washing machine has entered every household washing machines, drum type washing machine is widely used. Because people's i

4、ncreasing demands for the washing machine, so that more and more obvious advantages and disadvantages of the washing machine, so the washing machine HMI design aspects have yet to be room for improvement in order to better meet the ergonomics. Starting from the safety ergonomics basis between people

5、, machinery and work environment interactions on, do not simply focus on optimizing a single factor or not, will use the "machine" and the coexistence of man and machine "environment" as a "man - machine - environment" system to study. The drum type washing machine to b

6、e improved.【KEY WORDS】：Drum type washing machine; Human; safety; improvements1 前言 安全人機(jī)工程學(xué)是從安全的角度和著眼點(diǎn)，運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的原理和方法去解決人機(jī)結(jié)合面的安全問題的一門新興學(xué)科。它作為人機(jī)工程學(xué)的一個(gè)應(yīng)用學(xué)科的分支，以安全為目標(biāo)、以工效為條件，將與以安全為前提、以工效為目標(biāo)的工效人機(jī)工程學(xué)并駕齊驅(qū)，并成為安全工程學(xué)的一個(gè)重要分支學(xué)科。研究人、機(jī)械、環(huán)境三者之間的相互關(guān)系，探討如何使機(jī)械、環(huán)境符合人的形態(tài)學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)方面的特性，使人一機(jī)械一環(huán)境相經(jīng)協(xié)調(diào)，以求達(dá)到人的能力與作業(yè)活動(dòng)要求相適應(yīng)，創(chuàng)造舒適

7、、高效、安全的勞動(dòng)條件的學(xué)科. 自古以來，洗衣服是人民日常生活中必不可少的事情，它是瑣碎家務(wù)中一項(xiàng)比較繁重的體力勞動(dòng)。因此，人們就不斷的探索一種既省力又省事的途徑來代替這一手工勞動(dòng)。早在一七七六年就已經(jīng)出現(xiàn)了洗衣機(jī)的雛形，不過那時(shí)的洗衣機(jī)是非常簡(jiǎn)單的。隨著人們不斷的探索和改進(jìn)，由手動(dòng)改為水動(dòng)，又由水動(dòng)改為電動(dòng)。到目前，有些洗衣機(jī)已使用微型電子計(jì)算機(jī)來控制整個(gè)洗衣機(jī)程序，半自動(dòng)的、全自動(dòng)的洗衣機(jī)在商場(chǎng)里隨處可見，這些洗衣機(jī)只要把衣物放進(jìn)洗衣桶里，按下按鈕，洗衣機(jī)就能自動(dòng)完成進(jìn)水、洗滌、放水、甩干等一系列動(dòng)作。滾筒式洗衣機(jī)是當(dāng)今世界上廣泛流行的一種洗衣機(jī)機(jī)型，它的的洗滌原理是模仿人摔打、揉搓和擠壓

8、的洗滌方式。能夠很好的洗滌衣物，方便人們的生活。但是隨著科技的進(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展，人民的生活水平也在不斷的提高，對(duì)家用電器也提出了更高的要求，以前僅僅能滿足生活需求的家電已不在是人們的選擇范圍。如今人們的生活品質(zhì)提高，對(duì)家用電器的舒適度也提出了更高的要求。而設(shè)計(jì)不合理的洗衣機(jī)將產(chǎn)生不良的用戶體驗(yàn)，久而久之，對(duì)使用者的身體也會(huì)造成一定損傷。所以對(duì)于滾筒式洗衣機(jī)人機(jī)方面的設(shè)計(jì)還有待于改善的地方，以便更好的符合人機(jī)學(xué)，使人使用起來更加方便，達(dá)到人-機(jī)-環(huán)境的和諧統(tǒng)一.2 滾筒式洗衣機(jī)的調(diào)研2.1 滾筒式洗衣機(jī)的構(gòu)件及原理2.1.1 組成簡(jiǎn)介 滾筒式洗衣機(jī)主要由機(jī)箱、臺(tái)面、顯示屏、控制板、洗衣機(jī)門、觀察

9、玻璃、排水管、電源線等組成。洗衣機(jī)主要構(gòu)成圖如下： 原理簡(jiǎn)介 滾筒洗衣機(jī)發(fā)源于歐洲，洗衣方法是模仿棒錘擊打衣物原理設(shè)計(jì)，由不銹鋼內(nèi)桶，機(jī)械程序控制器，經(jīng)過磷化、電泳、噴涂三重保護(hù)的外殼和兩塊配重塊用于平衡滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的巨大離心力做重復(fù)運(yùn)動(dòng)，加上洗衣粉和水的共同作用使衣物洗滌干凈。2.2 滾筒式洗衣機(jī)的人機(jī)界面2.2.1 尺寸和容量 滾筒式洗衣機(jī)的尺寸沒有固定的標(biāo)準(zhǔn)，其尺寸大小根據(jù)滾筒式洗衣機(jī)容量而定。所以一般來說滾筒式洗衣機(jī)的容量決定了洗衣機(jī)的尺寸。一般的滾筒式洗衣機(jī)容量和尺寸表如下：容量/kg高/mm寬/mm深/mm6005506005.6-784059560059660090078506

10、006002.2.2 控制面板 洗衣機(jī)的控制面板是人們用于控制利用洗衣機(jī)的一種簡(jiǎn)單工具，幾個(gè)小小的按鍵就可以輕松的完成復(fù)雜的洗衣過程，不大的顯示屏可以讓人對(duì)洗衣過程一目了然。為了方便操作，控制面板一般位于洗衣機(jī)頂部。主要由控制裝置和顯示裝置組成?？刂蒲b置主體為控制板，控制板上有控制按鈕。顯示裝置主要是顯示屏和指示燈組成。洗衣機(jī)操作界面示例：2.2.3 艙門開啟方式滾筒式洗衣機(jī)根據(jù)桶蓋打開方式的不同可分為：頂開式、側(cè)開式、斜開式。頂開式示例圖：側(cè)開式示例圖:斜開式示例圖：2.2.4 排水排水方式可分為上排水和下排水兩種。顧名思義上排水就是洗衣機(jī)的排水口位于洗衣機(jī)的上部，下排水就是洗衣機(jī)的排水口位

11、于洗衣機(jī)的下部。下排水是直接利用水的壓力差直接將水從下排出。上排水是通過抽水泵把水抽出。這種排水方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不要額外用電，排水徹底，但是需要直接排入地漏，不能二次利用水資源。上排水是通過抽水泵把水抽出，可將水二次利用，但是需用電且排水過程有噪音產(chǎn)生。2.3 滾筒式洗衣機(jī)的人機(jī)界面分析2.3.1 容量和尺寸分析 滾筒家用洗衣機(jī)尺寸一般的滾筒洗衣機(jī)高850mm、寬600mm、深450-600mm。根據(jù)容量具體劃分為： 一般容量在2.1-4.5kg滾筒洗衣機(jī)尺寸600*550*600mm適合單身公寓； 一般容量在4.6-5.5kg的滾筒洗衣機(jī)尺寸596*600*900mm適合兩口之家； 一般容量在

12、5.6-7kg的滾筒洗衣機(jī)尺寸是840*595*600mm適合三口之家； 一般容量在7kg以上滾筒洗衣機(jī)尺寸850*600cm*600mm適合三口以上之家。2.3.2 操作界面分析1、高度分析：操作界面是為了方便人們操作洗衣機(jī)而設(shè)，應(yīng)是盡量減少用戶彎腰、下蹲等操作姿勢(shì)的出現(xiàn)，同時(shí)由于開啟洗衣機(jī)艙門不能影響界面的正常操作，因此界面往往與洗衣機(jī)艙門保持在同一平面上或略有傾斜角度，要滿足用戶的最佳視域范圍，讓用戶在操作時(shí)也能快速觀察洗滌狀態(tài)。，所以與洗衣機(jī)的高度有直接關(guān)系。2、控制面板分析：控制面板的主要作用就是通過簡(jiǎn)單的按鍵控制洗衣機(jī)從而完成復(fù)雜的洗衣過程，所以要求控制面板簡(jiǎn)單明了，能夠使用戶快速

13、準(zhǔn)確地從界面上找到所需的信息，達(dá)到良好的交互效果，另一方面也要使界面本身具有美感，且不易引起視覺疲勞，達(dá)到用戶愉悅使用的目的。2.3.3 艙門開啟方式分析艙門開啟方式與人體作業(yè)效果圖示意： 頂開式 側(cè)開式 斜開式 由圖我們可以總結(jié)出下表：開始方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)頂開式可直接添加衣物、拿取方便使用者彎腰程度較大，同時(shí)視域不夠開闊側(cè)開式可直觀的觀擦到整個(gè)洗衣過程，老人至小孩都可以操作需要使用者蹲下來開啟，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，中途不可添加衣物斜開式只需輕輕彎腰即可操作，中途也可添加衣物，可觀擦整個(gè)過程無2.3.4 排水分析下排水主要是利用水位差進(jìn)行排水，排水方便。但是只能用于有地漏的地方洗滌，且排水不能循環(huán)利用。上排

14、水主要是用水泵進(jìn)行排水，排水徹底。但是需要用到電力，且排水過程有噪音產(chǎn)生。排出的水可以循環(huán)利用，節(jié)約環(huán)保。3 人的特性分析3.1 人的生理特性分析3.1.1 人體分析我國(guó)成年人人體主要尺寸明細(xì)表如下：項(xiàng)目（mm）男性（16-60歲）女性（18-55歲）5%50%90%5%50%95%身高158316781775148415701659眼高147415681664137114541541上臂長(zhǎng)289313338262284308前臂長(zhǎng)216237258193213234手長(zhǎng)170183196159171183不同高度的洗衣機(jī)適合不同的使用人群，洗衣量及其方便性也是高度考量范圍內(nèi)的。洗衣機(jī)的使用者

15、大多為已婚女性，而且直立工作時(shí)工作面的高度應(yīng)為身體高度的6/11，所以單純就人機(jī)因素而言，結(jié)合我國(guó)成年人人體主要尺寸，合適的洗衣機(jī)高度應(yīng)在85 10mm之間。 人的認(rèn)知特性分析洗衣機(jī)的界面主要由開關(guān)、按鈕、文字和圖形構(gòu)成，在確定它們的大小和形狀等時(shí)，人的認(rèn)知特性將起關(guān)鍵作用。比如洗衣機(jī)的各種按鈕一般為圓形的。但從人的認(rèn)知特性來看，圓形并非是最易辨認(rèn)的圖形。大量實(shí)驗(yàn)表明，常用的幾種圖形中容易被識(shí)別的順位如下表所示。容易認(rèn)知順位形狀1234567三角形菱形正方形矩形五角形圓六角形3.2.2 視域分析視域是指人眼的可見范圍，一般以角度表示。眼睛觀看物體可分為靜視域，注視域和動(dòng)視域三種狀態(tài)。在洗衣機(jī)控

16、制面板研究中以靜視域?yàn)橐罁?jù)。垂直面內(nèi)雙眼的靜視域以視水平線為準(zhǔn)，有效視域?yàn)檠鼋?0°、俯角40°，最大可視仰角為50°、俯角為75°。水平面內(nèi)雙眼的靜視域以視中心線為準(zhǔn)，有效視域?yàn)?5°，最大可視范圍為200°。由于全自動(dòng)洗衣機(jī)的人機(jī)界面可集中在長(zhǎng)為2030mm 范圍的條框內(nèi)，該尺寸將在水平面內(nèi)雙眼的有效視域范圍之內(nèi)，故視域分析主要看界面是否滿足垂直面內(nèi)雙眼的有效視域范圍。色彩分析：由于洗衣機(jī)的界面比較簡(jiǎn)單，界面設(shè)計(jì)與色彩分析主要討論色彩對(duì)生理、心理的影響等。3.2 人的心理特性分析色彩分析色彩的生理作用主要表現(xiàn)在對(duì)視覺疲勞的影響。對(duì)

17、引起眼睛疲勞而言，藍(lán)、紫色最甚，紅、橙色次之，黃綠、綠、綠藍(lán)等色調(diào)不易引起視覺疲勞且認(rèn)讀速 度快、準(zhǔn)確度高。色彩的心理作用是由于人類在漫長(zhǎng)的生活實(shí)踐中獲得和形成了大量有關(guān)色彩的感受和聯(lián)想，并賦予不同的情感和象征。主要表現(xiàn)為冷暖感、重量感、尺度感、距離感、軟硬感和情緒感根據(jù)顏色的效果，合理的選用顏色，適當(dāng)組合顏色的三種屬性。顏色調(diào)節(jié)應(yīng)達(dá)到如下效果：1、增加明度，使環(huán)境整潔，有美感2、提高對(duì)象物的生理、心理上的效果=3、使操作者注意力集中，減少差錯(cuò)4、發(fā)揮顏色對(duì)人心理和生理的作用，使人精神愉快，減少疲勞4 滾筒式洗衣機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)4.1 改進(jìn)方案概述我認(rèn)為現(xiàn)在國(guó)民生活水平逐步提升，大都進(jìn)入小康，不在

18、“以食為飽，衣為暖?！睘槟康?， 理所當(dāng)然洗衣機(jī)也不再以追求求大量衣物為目標(biāo)，而已居家、方便、快捷為重點(diǎn)。一般來說都為三口之家，根據(jù)上面的調(diào)研及分析洗衣機(jī)的容量應(yīng)在5.6-7kg之間，尺寸為840*595*600mm，因?yàn)檫€要考慮到占地面積的大小，所以尺寸應(yīng)適當(dāng)改變?？刂泼姘宄藨?yīng)該適合人的最佳視域和使人注意力集中外還應(yīng)當(dāng)符合以下原則1、功能分組原則：將功能相關(guān)的按鍵合并，構(gòu)成若干“功能組”，分區(qū)布局。例如，在洗衣機(jī)界面上將“溫度選擇”和“水位選擇”等一些數(shù)字形式的選擇按鍵放到一個(gè)組，布置在一個(gè)區(qū)域內(nèi)。2、操作次序原則：如果洗滌過程中存在一定的操作次序，則可以按其次序進(jìn)行布局設(shè)計(jì)。例如洗衣機(jī)按鈕

19、的排列應(yīng)該提供一定的方向和操作順序含義，如先選擇洗滌，再選擇脫水。3、人的認(rèn)知性原則：洗衣機(jī)界面功能鍵不管采用何種排列方式，都需要符合人的視知覺運(yùn)動(dòng)規(guī)律。一般來說，洗衣機(jī)以洗衣服的功能為主，而甩干的功能為次。由于人眼沿水平方向的運(yùn)動(dòng)快且不易疲勞，并受到重心引力的作用，習(xí)慣于從上到下，從左到右觀察物體，因此在界面中依照功能的強(qiáng)弱，洗衣服的功能鍵在左，而甩衣服的功能鍵在右；洗衣服的功能鍵在上，而甩衣服的功能鍵在下。艙門的開啟方式選擇斜開式。排水系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)符合當(dāng)今的環(huán)保、循環(huán)利用主題所以采取上排水設(shè)計(jì)。4.2 具體的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案1、洗衣機(jī)屬于滾筒式、洗衣機(jī)操作界面傾斜，操作范圍寬481mm。此設(shè)計(jì)視域開闊，符合人的最佳視角，不需彎腰即可操作。2、容量為6kg，高840mm，下底長(zhǎng)595mm，寬470mm，上底長(zhǎng)595mm，寬359mm。這種大小占地面積小，不受擺放空間約束，還可嵌入整體廚衛(wèi)，與家居環(huán)境完美融合一體3、斜開式45度角筒開啟設(shè)計(jì)，符合人機(jī)原理，只需微微彎腰，方便又省力。4、筒箱體顏色黑色，操作界面與滾筒淺藍(lán)色、操作面板淺藍(lán)、按鈕、旋鈕銀色，?？刂泼姘宓纳钌彻?。利用色差突出美感，強(qiáng)調(diào)出操作面板及按鈕，提高操作