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1、 题 目 人机工程学在宿舍组合床铺的应用 学 院机 械 交 通 专 业 机械设计制造 班级 机制082 姓 名 杨国玉 学号 063731241 授课教师 王晓暄 2011 年 12 月 25 日人机工程学在宿舍组合床铺的应用杨国玉摘要：本文主要介绍了人机工程学的定义、概述以及简短历史，通过对人机工程学这门学科的了解，从而提高在对于产品的开发、使用时候能够按照人机工程学原理进行分析的能力，并且提出合理化建议，这次以南京理工大学泰州科技学院男生宿舍的组合床铺为例，根据人机工程学原理，对于床铺的高度、长度、宽度，书桌的高度，书架高度、宽度，以及衣橱设计做了符合人机工程学的分析，本着以人为本的原则，
2、根据宿舍具体情况和同学们对于现在床铺设计的意见，对于现有床铺提出合理的改造意见，在保障学生的身体健康的前提下，提高学生的工作学习效率。关键词 : 人机工程学组合床铺分析工作空间分析组合床铺改造Human engineering in the dormitory of the bed combination applicationYANG Guo-yuAbstract：In this article, we will introduce you the definition introduction and brief history of ergonomics. Across to getti
3、ng known of this subject, we will know better about how to use the principle of ergonomics to analyse our product in developing or using it. This time, we use our bed in apartment as an example. For bed height, length, width, height of desk, bookcase, and almirah conform with the ergonomics design d
4、o the analysis. We in the people-oriented principle. According to our dormitory specific situations and the classmates for now bed design opinion. For current bed put forward reasonable reconstruction opinion. In ensuring students physical health premise. Increase students work and study efficiency.
5、 Keywords ： Ergonomics ； Combination bed analysis；Dormitory learning work space analysis ；Combination of the bed transformation1 引言现在的大学宿舍的组合床铺往往是上面是床铺，下面是书桌、书架以及衣橱，并且配备一个椅子，本学院也不例外。对于一般的组合床铺，学校根据自己宿舍大小和设计的不同，从而会选择不同的床铺，床铺的设计者没有根据每个实际环境进行具体的改进，对于学生生活习惯，工作方式没有具体了解，因此，在设计的时候，很多不符合人机工程学的设计理念，不符合学生习惯的设计
6、方法会给同学在生活，学习以及工作中带来很大的不方便和困扰，从而大大降低了学生的工作学习效率，有些不合理的设计甚至会影响学生们的身体健康。以学院的男生宿舍的组合式床铺作为研究对象，进行一系列的人机工程学研究、分析，并且在分析完成的基础上提出合理化改进意见。2 人机工程学概述2.1 人机工程学概述人机工程学是研究人，机械及其工作环境之间相互作用的学科。是以人的生理、心理特性为依据，应用系统工程的观点，分析研究人与机器、人与环境以及机器与环境之间的相互作用，为设计操作简便省力、安全、舒适，人机环境的配合达到最佳状态的工程系统提供理论和方法的科学3。2.2 人机工程学简史人机工程学在各个国家的命名和定
7、义的不同，有些国家称之为工效学。工效学在人机环境系统的研究中，经历了人适应机、机适应人、人机相互适应几个阶段，现在又已深入到人、机、环境三者协调的人机环境系统。在系统内，从单纯研究个人生理和心理特点，发展到研究怎样改善人的社会性因素。随着市场竞争的加剧和生产水平的提高，工效学在机械产品的设计和制造中的应用也更加广泛和深入1。工效学是根据人的心理、生理和身体结构等因素，研究人、机械、环境相互间的合理关系，以保证人们安全、健康、舒适地工作，并取得满意的工作效果的机械工程分支学科1。2.3 人机工程学的目的人类工效学的目的有三个：第一，使人工作得更有效；第二，使人工作得更安全；第三，使人工作得更舒适
8、。这三个目的有时是相一致的。例如一种新机器可能比旧机器的效率更高，更安全，更舒适。但是在许多情况下，这三个目标是相矛盾的。一种更安全，更舒适的操作方法可能比旧方法效率要低些。某一新机器可以使人工作的更舒适，但增加的效率可以不足以补偿增加的投资。这个矛盾的解决显然取决于人与机器的相对重要性，取决于人所处的时代，环境等1。综上，人机工程学在工程历史上扮演重要的的角色，不仅仅在提高人们的工作效率方面起到了重大作用，还在人机系统安全舒适方面有了成熟的理论，为后来人们设计人机系统提供了巨大的帮助。3 数据建立通过对现有宿舍组合型床铺进行的测量，得到了以下的具体数据：床高1750mm、长1950mm、宽8
9、70mm，衣橱高1750mm、宽600mm、内横杠距顶90mm，椅子高430mm、宽350mm、长380mm、靠背倾斜角度为25、高距地730mm，长书架长860mm、距桌面450mm，桌子高750mm、宽550mm，短书架高280mm、长440mm，右边抽屉宽390mm、高100mm，左边抽屉宽320mm、高100mm，容腿空间高670mm、长610mm。人体百分位数尺寸百分位数，见表13。表1 人体主要尺寸百分位数表年龄分组百分位数/%男（18-60）1 5 10 50 90 95 99女(18-55)1 5 10 50 90 95 99数据项目 坐高/mm836 858 870 908
10、947 958 979789 809 819 855 891 901 920身高/mm599 1583 1604 1678 1754 1775 1814563 1484 1503 1570 1640 1659 1697坐姿肘高/mm214 228 235 263 291 298 312201 215 223 251 277 284 299坐姿大腿厚/mm103 112 116 130 146 151 160107 113 117 130 146 151 160坐姿膝高/mm441 456 461 493 523 532 549410 424 431 458 485 493 507小腿加足高/m
11、m372 383 389 413 439 448 463331 342 350 382 399 405 417续表1 人体主要尺寸百分位数表坐深/mm407421 429 457 486 494 510 388 401 408 433 461 469 485坐姿下肢长/mm892921 937 992 1046 1063 1069826 851 865 912 960 975 1005人体功能修正量，见表23。表2 人体尺寸修正量表项目尺寸修正量修正原因肩宽100mm被子厚度坐姿高3mm裤厚膝高33mm鞋高大腿厚13mm裤厚4 现有组合式床铺人机系统分析对于现有的宿舍组合型床铺，在一定程度上设
12、计符合了人机工程学的设计要求，但是在一些细节性的问题上面，只有在长期使用过程中才会暴露出来。根据宿舍现状，见图1。图1 现有宿舍组合床铺的现状照片通过进行激烈的讨论，得到了以下分析结论。4.1 床长的问题分析因为在型产品设计中只需要采用一个人体百分位作为尺寸的上限值和下限值的依据，对于床长设计应该使用大尺寸，由第三章数据以及表1数据可知，人体身高的第九十九百分位长度为1814mm，床的长度1950mm，现有床铺长度大于第九十九百分位数，即满足了百分之九十九的人使用，由于每件产品在使用设计时候不可能满足所有人的使用习惯以及喜好，也就没有必要为了极端少数的人群的要求进行一些不必要的设计，所以在床铺
13、的长度的尺寸上，现有的组合式床铺满足人机工程学的设计。4.2 桌面作业面积的问题分析在测量的时候发现，桌子的长度为1350mm、宽550mm根据控制台的作业页面控制区域见图23。图2 推荐控制台作业面控制区域3人的手眼协调区域宽度为59.7-19=40.7cm，长度在人体正中矢状面左右各7.6cm53.5cm，所以现有组合式床铺的桌面设计长135cm、宽55cm远远超过了人眼协调区域，不符合人机工程学设计原理，这样设计让使用者在使用过程中由于各个物品摆放问题，使用起来会频繁出现的单手工作，眼睛注意力随工作的变化而左右上下移动，这样不仅会出现效率不高，还会引起使用者的操作疲劳。由此可见，课桌应该
14、是对于组合式床铺改进设计的重点之一。4.3 书架的问题分析桌面上的小书架在设计制造时候产生了一些小偏差，高度分别为290mm、280mm、280mm，当在使用的时候发现，A4纸张试卷直立放置时候有些不方便，据此，根据国标GB/T1999可得知A4纸张的长度为297mm，这就导致了在放置A4纸张大小的试卷时候的出现的困难问题。4.4 作业光环境的问题分析由于是组合式床铺，在设计时候下层是书桌，但是横向，平行于床长的设计，桌子宽度为550mm小于床的宽度为870mm。所以在日常写作业时候，身体和床会挡住宿舍的光源，这样不仅十分不利于学生们的学习生活，也十分不利于学生的身体健康，长期在昏暗的光环境下看书会引起近视等生理疾病，是不良的工作光环境。这也成为了改进的重点。4.5 作业台高度的问题分析因为在型产品设计中只需要采用一个人体百分位作为尺寸的上限值和下限值的依据，对于书桌的高度设计，应该采用大尺寸设计。最小功能尺寸=人体尺寸分位数+功能修正量(公式1）3坐膝高的第九十九百分位数为549mm，根据第三章表2功能修正量可知，坐膝高功能修正量为33m
