安全人机工程课程设计.docx
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《安全人机工程》课程设计任务书
题目 校园垃圾箱的安全人机工程学评析与改进
学生姓名 ・=凡
指导教师 沈玲
学院 河南理工大学万方科技学院
专业名称 安全工程
班级 12级⑶班
学号 1216201028
设计时间 2015年6月3日
学生成绩评定：
校园垃圾箱的安全人机工程学评析与改进
（摘要）校园内设垃圾桶设计存在的问题及建议”进行了调研和考察，发现并总结出了校园垃圾桶存在的主要缺陷，通过查找资料并结合安全人机工程学相关知识进行了分析，在此基础上对垃圾箱的优化设计提出建议，力图使垃圾箱被更加合理地、高效率地使用，同时使垃圾桶更加醒目、美观、干净卫生，让环保的理念真正深入在校大学生们的心中。
（关键词）校园垃圾箱；宜人性缺陷；安全人机工程学;人性化设计
1.绪论
1.1校园与环境
美国经济学家、诺贝尔经济学奖获得者斯蒂格列茨在2001年曾指出，新世纪对于中国有三大挑战，居于首位的就是中国的城镇化。
事实证明中国近年来的城市化率一直在不断提高，而且速度远远高于世界平均年增长水平。
而我国是一个人口数量多，但是淡水、耕地等资源严重不足的国家，城市的发展对于各种资源带来了很大的需求，也给生态系统造成了很大的负担，从而使生态平衡面临着巨大的挑战。
据统计2012年11月―12月期间，国内发生沙尘天气7起，比去年同期增长了5起；污染事故18起，因有毒物质的泄漏而造成的安全事故占全国安全总事故的3.25%,而死亡人数占全国安全事故死亡人数的2.61%。
然而目前我国的生态文明建设正处于初级阶段，如何从生态文明的内涵出发，将生态文明建设落到实处是一个重要课题。
而作为生态文明主力军的正是我们这一批批还在校园的学生。
校园作为一个学生学习和生活的地方，是很多学子心中理念的摇篮，是很多新式文明的发源地。
而只有拥有一个好的生态环境才能让学子受到良好氛围的熏陶。
现在在各个校园的竞争和评比中“和谐社会，绿色校园”已经成了一件重要的致胜法宝。
如今，更多的学校正在为打造生态校园而努力，把校园生态环境建设与文化建设放在同等地位。
努力为每一位莘莘学子提供一个清洁、优美的学习生活环境已经成为了一个承诺，一个学校给社会，给广大师生的承诺。
1.2垃圾与垃圾桶
校园环保中要进行的第一个步骤是垃圾的收集，垃圾收集起来之后，接着就是垃圾的处理与处置了。
垃圾的“投放一收集一处理”是解决垃圾问题关键的几个环节，以前我们收集垃圾的方式是混合式收集法，就是把所有垃圾混合在一起收集，这个收集垃圾的方法很方便，但是不利于垃圾进行下一步的处理与处置。
所以，我们逐渐推行起垃圾分类收集法。
这种方法是将垃圾分类收集，使之更符合处理与处置的要求。
有的国家如日本的一些城市垃圾也在实行着垃圾分类收集法，并且取得了显著的成效。
根据垃圾的构成、处理方式等情况实行不同的分类收集方式：
可燃、不可燃；可燃、不可燃、可再利用；可燃、不可燃、可在利用、不可再利用等。
而国际潮流中，垃圾收集处理的3R
行动的口号也是：
①减少浪费（Reduce）;②物尽其用（Reuse）;③回收利用
（Recycle）。
垃圾桶作为垃圾的载体，垃圾收集中的重要工具，在垃圾的收集中起到了至关重要的作用。
垃圾桶的优化设置，直接影响到了垃圾的收集效果。
同时，作为一种文明的象征，由它所引发的一系列环境问题，逐渐受到广大民众的关注。
只有垃圾桶的设置合理，适应校园的生活与发展，才能够更好的建设生态校园，在大学生中树立保护环境、珍惜资源的观念。
1.3小结
在各大校园中垃圾引起的环境问题正在逐步引起人们的关注，而垃圾桶作为垃圾的载体，担负着连接校园与垃圾的重要使命，同时也有着美化校园的作用。
所以，只有垃圾桶的设置符合了校园建设的需求，在校园生态建设中找到它真正的位置，才能更好的辅助校园的发展，改善校园的环境，创办出真正的绿色校园，为广大学子提供更加方便，更加舒适的校园环境。
2.现状和意义
伴随着社会文明的不断进步，人们的生活日新月异，垃圾箱作为一种文明的象征已经遍布于大街小巷。
据我所知，全国约60%以上的城市陷入垃圾围城的困境。
仅城市垃圾”的年产量就近1.5亿吨，这些垃圾绝大部分都处于露天堆放的状况。
它不仅影响城市景观，同时也污染大气、水和土壤，对人民健康构成严重威胁。
因此，垃圾箱是我们生活中重要的组成部分。
但是，现在大部分的垃圾箱设计都不合理，不具有，亲和力”。
如果你手上拿着香蕉皮想扔，但一想到脏兮兮的垃圾桶，还要用手打开桶盖，实在是不想靠近的。
我们有必要从人机工程学的角度度其进行改进设计，让垃圾桶变得更具“亲和力”。
我们获悉，全国约60%以上的城市陷入垃圾围城的困境。
仅城市垃圾”的年产量就近1.5亿吨，这些垃圾绝大部分都处于露天堆放的状况。
它不仅影响城市景观，同时也污染大气、水和土壤，对人民健康构成严重威胁。
实际上，如果你手上拿着香蕉皮想扔，但一想到脏兮兮的垃圾桶，还要用手打开桶盖，实在是不想靠近的。
那么怎么解决这一问题，让垃圾桶变得更具亲和力，就是设计首先要考虑的问题之一。
我们对于解决垃圾桶这个问题的设计，可以从分类上加以研究。
其实，垃圾桶的设计很大程度上是向着垃圾分类化发展的。
据有关资料统计，垃圾分类收集后，每利用1吨废纸，可造纸0.8吨，相当于节约木材4立方米或少砍伐树龄为30年的树木20棵；每利用1吨铁，可提炼钢0.9吨，相当于节约矿石3吨；1吨废塑料再利用可制造0.7吨汽油。
随着社会的进步，人们生活水平的提高，社会文明程度的不断完善，大家对于环境保护的意识也在不断的增强。
同时对于身边的基础设施也在不断地追求完善。
因此，基础设施优化已经成为当代社会发展的一个主题。
垃圾桶是垃圾收集处理的载体，遍布于人们生产、生活的各种场所。
同时，作为一种文明的象征，垃圾桶已经引起了人们的广泛关注。
但在很多地方垃圾桶的外形、结构、布局的设置不是特别的完美，从而对于人们的学习、生产、生活产生了一系列的消极影响。
因此很多科研项目都对于此类现象展开了研究优化。
而利用工效学原理对校园垃圾桶进行优化设置可以使‘人一机一环境”这一理论在人们生活中得到落实，从而提高人们的生活效率，使人们的生活更加方便、舒适。
本文以万方科技学院校园垃圾桶作为研究对象，通过对于垃圾桶的外形结构和校园分布情况进行调查，明确校园垃圾桶规划的不合理之处。
并运用作业环境、人因工程、人机工程等工效学专业知识对于产生的问题进行详细的分析，最后制定出切实可行的优化方案。
2.校园垃圾桶现状的调研
2.1垃圾桶
在我们的校园中，垃圾桶遍布于我们学习、生活的各种场所。
同时，作为一种文明的象征，由它所引发的一系列环境问题，逐渐受到广大民众的关注。
公共垃圾桶对自身及周边环境有着特殊的要求，需要耐高温、耐腐蚀、有足够的强度和韧性、易清洁的材料。
除此之外，为使垃圾桶的利用效率达到最大，垃圾桶的大小尺寸、摆放位置等也十分重要。
因此，对垃圾桶进行合理设置并优化具有很强的现实意义。
2.1.1垃圾桶的分类
因为垃圾桶的种类繁多，所以按照不同的方面可以将垃圾桶分成不同的类别。
按照材料分：
塑料，不锈钢，铝，其他金属，木制垃圾桶等。
按照颜色分：
单色垃圾桶如垃圾桶D、G、H、J;双色垃圾桶如垃圾桶A、B、C、E、F;混色垃圾桶如垃圾桶I。
按照形状分：
圆柱形垃圾桶如垃圾桶B、G;碗形垃圾桶如垃圾桶H;方形垃圾桶如垃圾桶A、C、E、I、J;椭圆形垃圾桶如垃圾桶F;异形垃圾桶如垃圾桶Do按照垃圾收集分：
混合收集垃圾桶如垃圾桶B、D、G、H;分类收集垃圾桶如垃圾桶A、C、E、F、I、J。
2.1.2垃圾桶的结构
一体式垃圾桶如垃圾桶G。
它包括桶体，投入口和一个内置垃圾桶。
环卫工人清理时要将外壳拿起来才能够进行垃圾回收。
开门式垃圾桶如垃圾桶A、C、Eo它包括桶体，投入口,桶门，内桶。
这样的垃圾桶方便垃圾的清理，环卫工人回收垃圾时只要将桶门打开，然后把内桶垃圾进行倾倒就可以了。
掀盖式垃圾桶如垃圾桶B、D、F、H、To它包括桶体，投入口，桶盖，内桶。
环卫工人清理时只需将桶盖掀开就可清理，更加方便快捷。
踩踏式垃圾桶如垃圾桶J,它包括桶体，带有可掀开装置的投入口，踏板，以及内桶，这样的垃圾桶只有脚踩在踏板上，掀开装置才就会开启，才能将垃圾扔入桶中。
环卫工人清理时要将垃圾桶整体打开取出内桶进行清理。
这四种垃圾桶中一体式垃圾桶是以前常见的垃圾桶，但是由于清理不方便，且使用寿命短所以逐步被校园淘汰。
踩踏式垃圾桶是近期新型垃圾桶的一种，但是由于它的体积较大，适合于垃圾产生较多的区域，所以校园推广性不是太强。
而开门式与掀盖式垃圾桶的环境适应性较强，适合校园的大规模推广。
3改进方案
3.1.现有垃圾箱的宜人性分析
现有垃圾箱的常见问题有：
（1）垃圾箱的高度不当；
（2）垃圾箱箱盖过重；（3）垃圾箱构造不合理；（4）垃圾箱的分类不合理，标志不明确；（5）垃圾箱的设置不合理。
这些问题影响垃圾的收集与处理，想要解决垃圾问题，就要首先设计出优秀的垃圾箱，这是解决垃圾问题的关键之一。
3.1.2.垃圾箱的人机工程学分析
一.尺寸
（1）尺寸人机分析人类工程学研究的目的是优化产品与用户间的界面。
要使垃圾箱与人之间达到最优化的配合，使人不需要大幅度的改变姿势就可以顺利地将垃圾投入垃圾箱。
与垃圾箱有关的人体尺寸有：
肘高、立姿手功能高、立姿双手功能上举高，手长、手宽。
2）垃圾箱的尺寸①垃圾箱的高度：
优秀的垃圾箱不仅要便于将垃圾投入，也要便于将内腔取出和清理。
垃圾箱的高度一般，应小于正常人立姿双手上举功能搞的一半。
现有垃圾箱的高度一般在800〜1100mm之间，基本都满足要求②垃圾箱的垃圾投入口：
垃圾箱的垃圾投入口因该满足绝大多数人的使用需求：
上边缘高不低于95%人的手功能高，下边缘高不高与5%人的肘高。
这样才可使高个的人不需下蹲、矮个的人无需费力上举就可以使用垃圾箱。
只有便于使用，才能引导人们改变随手乱扔垃圾的坏习惯。
垃圾投入口的开口高度要足够大，以便路人能把垃圾顺利投入；又不应过大，以免人们因见到垃圾箱内的垃圾产生厌烦的心理；同时开口过大，雨水就容易溅入箱内，使箱内的垃圾腐烂而导致细菌增生，危害环境。
街道上的垃圾箱存放的垃圾一般为瓶、罐、纸等类轻便的废品，所以开口的大小要大于瓶子的直径，同时要考虑需要一定的倾斜角度便于垃圾的投入。
瓶子的直径一般小于100mm,加上考虑倾斜角度,垃圾箱开口的高度一般宜大于120mm。
垃圾投入口的开口的宽度，应大于一般废弃物的尺寸。
垃圾箱的开口应朝向路人经过最多的一侧，以便路人不用费神寻找开口而轻易把废弃物投入垃圾箱。
二颜色 垃圾箱的颜色一般要起到识别的作用，尤其在分类垃圾箱中不同颜色有不同的
特殊含义。
分类垃圾箱的分类如下：
红色垃圾箱放置有害垃圾，如废电池、废荧光灯管、水银温度计、废油漆、过期药品等；黄色垃圾箱放置不可回收垃圾，即在自然条件下易分解的垃圾，如果皮、菜皮、剩菜剩饭等；蓝色垃圾箱放置可回收垃圾，如废纸、废塑料、废玻璃、废织物等。
红、黄、蓝三种颜色能给人们投放垃圾提供一定的暗示。
现在各类分类垃圾箱在相同的使用环境中需要有统一的颜色标志，以便于人们对垃圾分类投放。
一些特定场合的垃圾箱还应在颜色上与周围的环境相适应，比如景区内的垃圾箱多用自然材料，给人以和谐的感觉，引发人们对自然的珍爱心理，增强环保意识。
三.形状现在我国城市街道上常见的垃圾箱主要有方体和圆柱体，这两种形式的垃圾箱形式简洁、容积大，所以被广泛使用。
垃圾箱的形状与结构有很大关系，开口、内相、回收方式都会影响垃圾箱的形状。
此外，设计中要注意人们的心理因素，
不应只注意形式和美感。
整洁的街道放置简陋粗俗的垃圾箱，必将损坏环境的美感，但垃圾箱是不能缺少的，于是与花草相结合的金属垃圾箱应运而生，他更像是点缀街头的一景。
在园林环境里，工业生产出的垃圾箱会破坏自然的和谐，仿木质的垃圾箱，才与周围环境融为一体，这些设计别样的垃圾箱在不同的场所装点着我们的生活。
四.标志以前垃圾箱只有单一功能，没有也不需要标志。
但对于垃圾箱分类回收工作，标志成为垃圾箱的重要组成部分。
市政府在认真学习国外的经验并广泛听取居民意见后，推出了明确的、统一的垃圾分类方法及措施。
垃圾分类标志主要有。
垃圾箱也未尝不可作为广告、宣传标语的载体，但需要设计得体，与垃圾箱及其环境相协调。
3.2设计方案
321.设计考量
1.垃圾箱的高度:
如果是开盖式的垃圾箱高度的应该考虑到方便清理人员的清理;除此之外还应考虑到认得行为习惯。
建议高度在8507100mm之间。
2.垃圾投入口：
①投入口的口低高度于符合大多数人的使用者，但是又不能太高以免垃圾的气味影响到行人。
建议其高度应在650〜801mm范围之内。
②投入口高度能让使用者轻松的将垃圾投入箱内，而又不因开口太大行人看到内桶的垃圾而产生厌恶感以及雨水落进箱内。
建议开口高度大于120mm。
同时可考虑使用雨水倒流设计。
3.垃圾箱的颜色应起到识别作用。
建议使用桔红的底色。
4.垃圾箱应采用开盖式的结构以及方体和圆柱体的形状。
以便最大的节约空间和便于清理。
5.垃圾箱的材料要具有一定的防老化、耐候性、耐腐蚀性、抗破坏性和一定的防盗性。
6.垃圾箱表面可以使用荧光涂料，方便夜间使用。
7.垃圾箱的部件应该标准法使维修人员方便维护。
方案：
单箱设计
如图：
方案说明：
此方案为为单箱设计，容量相对较大，垃圾投入口高度为860mm,有利于大多数行人的使用。
顶盖用三根支架支撑，可以从多个方向投入垃圾，适用于人群众多的交叉地带。
箱体颜色为深绿色，此外，这种经常适用于室外安装的垃圾箱材料应防水、防潮、防尘、耐盐酸、不宜生锈、易清洗，绿色的颜色可以给校园增添绿意。
3.3万方科技学院不同区域垃圾箱选择方案
3.3.1食堂
食堂附近的垃圾多半是一些早餐用后的一次性塑料杯子，吸管，和没吃完的剩粥剩包子类，所以建议在这些食堂附近使用，小口径投入口尽量减少气味溢此影响学校空气质量，箱体输入口以下应密闭,防止垃圾里的粥之类的液体溢出.
3.3.2商店
商店超市附近的垃圾箱多半是塑料袋之类的食品包装袋，其自然状态下面积较大，垃圾输入口应设计的大点，以便轻易投进，同时对整个箱体容量要求也应适当大些，建议使用图9a所示的一体式，垃圾口360度敞开式.
333教学楼
教学楼内多半产生废纸之类垃圾，且垃圾量多半比较少,所以建议选用金属类，轻便，容量较小的垃圾箱，不容易占地太多而影响楼道通行.
3.4.设计小结
垃圾筒的设计应结合所处位貉的实际，从多方面入手，
第「得满足实用原则淇高度，要与万方科技大学学生身体稍微弯曲自然丢垃圾姿势下,手的平
均高度相一致，
第二，两个垃圾位貉间隔要合理，垃圾箱应明显,易于让人发现，主要依据人流量,食堂商店等易
产生垃圾的地方应布貉密集些，垃圾箱应布络在明显处,易于让人发现
第三,材料必须耐用，有一定固定装貉，不容易受一些自然因素，比如，风，雨，雪的影响而倒塌腐蚀,出垃圾口要合理，要易于取出里面东西便于定时运走，
第四，要能防雨或排水装络，防止雨水进入箱体引起容量减少，防漏电（主要对于金属类），金属类垃圾箱不应与电线相接触或布谿在电线很近处.
第五”还得注意美观，应与周围环境相适应，颜色，形状都得注意.
第六，注意分类,可回收，不可回收，电池类重金属污染要明显标出.
4总结
通过这一次课程设计让我了解到了安全人机工程与我们的生活是紧密相关的，小到小刀铅笔，大到工程机械，我们的生活处处离不开人机工程。
在本次设计中，能一丝不苟地对研究对象进行具体，深刻的认识，充分地利用人机学的知识、按特定的功能与尺寸要求来进行设计，使我能更为全面深刻的认识和系统的掌握安全人机工程学的原理和内容，尤其是对现行的评价分析和设计改进提高了我对人机工程学知识的动手能力，培养了我对人机实际问题的独立思考和解决的能力，形成了较为系统和科学的思维体系，为以后的专业工作和设计打下了良好的基础。
这次课程设计也使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
随着社会的进步，人们对于环境保护的意识会不断增强。
校园生态建设将逐步走进历史的舞台，成为国家乃至世界关注的重点问题之一。
垃圾桶，作为校园垃圾处理的载体，它不仅承载这垃圾，同时也开始承载起一个学校的生态文明建设。
它的设计与优化将会慢慢的被人们所重视，成为校园基础设施建设的一个重要环节。
本文是从一个本科生的角度出发，利用实地测量和问卷调查的方法对于校园垃圾桶的数量、分类、分布等方面的问题进行调查研究。
找出校园垃圾桶的不足之处。
在此基础上运用作业环境、人因工程、人机工程等工效学专业知识对于这些问题进行详细的分析。
通过作业物理环境设计对垃圾桶的环境适用度进行调节设置；通过人因分析对于垃圾桶的视觉特性进行改进；通过人体测量与作业空间设计对于垃圾桶的外形结构进行设计；通过人机协调设计对于垃圾桶的具体分布格局进行优化。
力求设计出外形结构合理、规范的垃圾桶并且制定出适合校园现状的垃圾桶分布计划。
旨在解决因对垃圾桶不合理操作而造成的资源浪费、环境污染、校园不美观以及大学生错误的环境观念等问题。
本文调查了江南大学校园垃圾桶的现状，对于某些地域也进行了详细的分析。
包括垃圾桶本身的结构材料和校园垃圾桶的分布。
运用所学的知识和对于校园内现有的垃圾桶的考察，初步设计了一款较为适合校园内摆放的垃圾桶，并且抽出典型区域制定一个较为简单的垃圾桶分布图。
但是由于本研究样本少、调查不够具体、实施比较困难等一系列原因的存在，所以我对于校园垃圾桶的优化还不是特别完善，存在很多的不足之处，对于这些不足之处我将会在以后的研究中进一步改进、完善，力求制定出一个最为完美的校园垃圾桶改进计划。
。
同时也期望万方科技学院能够开展校园环境问题的课程或者讲座，加强全校学生的环境问题的教育，使同学们的个人素质得到进一步的提高。
因为没有人们的高素质作为后盾，对于校园环境的任何积极的努力都是无法取得满意效果的。
只有人们真正的做到热爱自然保护环境，了解垃圾如何分类，了解垃圾桶的标识、颜色等一系列的知识，并且把垃圾分类回收看成一件很自然的事情，这样校园的生态建设才能进一步的完善。
才能让我们的校园更加美丽。
当今环保意识渐入人心，垃圾箱对垃圾的收集及环境保护起着举足轻重的作用。
本文运用安全人机工程学的相关知识结合相应的问卷调查，对校园垃圾箱存在的一些问题着重从垃圾箱的尺寸、人体生理学因素、标志说明、摆放和外形几个方面进行了分析，并提出一些改进建议，相信可以为校园环境保护起着积极的作用。
参考文献
[1].安全人机工程学/张力，廖可兵主编一北京：
中国劳动社会保障出版社，2007
全国高校安全工程专业本科规划教材
[2].曹琦等编.人机工程设计.四川：
西南交通大学出版社.1988
[3].阮宝湘.人机工程学课程设计[M].北京：
机械工业出版社.2005
[4].丁玉兰.人机工程学（第三版）[M].北京：
北京理工大学出版社，1999.
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