我校大学生宿舍床铺的人机关系分析与改进的人机关系分析与改进.docx
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我校大学生宿舍床铺的人机关系分析与改进的人机关系分析与改进
安全人机工程学课程设计说明书
我校大学生宿舍
床铺的人机关系分析与改进
摘要
当今中国高校的学生公寓已经公寓化，服务性设施也在改进。
根据需求对现在的学生公寓的床铺进行改进设计，充分考虑人的因素，对其做一些“人性化”的改善，以求在提高我们学习效率的同时，也能创造一个舒适的生活环境。
本设计通过对本校学生公寓床铺的主要人机关系进行分析，并运用安全人机工程学的基本原理和方法，全面考虑人的生理、心理特性，分析组合床、桌椅和衣柜的结构与尺寸，对其不合理之处提出整改设计，使其设计达到宜人化，并使其在使用时达到安全、舒适、合理的效果。
关键词：
安全人机工程学；宿舍床铺；人机关系
ABSTRACT
NowadaysChinesecollegestudentapartmentshavebeenpopularizedintomorecomfortableapartments。
servicefacilitiesarealsoimproved.Fullyconsiderthehumanfactor，accordingtotherequirementsofstudentsapartmentbedtoimprovethedesign，todosomehumanimprovement.Atthesametimeofimprovingourlearningefficiency，alsocancreateacomfortablelivingenvironment,Thisdesignexperimentsthroughthemajorman-machinerelationshipinastudentbed，suingthebasicprincipleandmethodofsafetyregonomics，considerpeople’sphysiologicalandpsychologicalcharacter.Analysisofthestructureandsizeofbed、table、stoolandwardrobe,putsforwardsuggestionsonitthattheunreasonablethings，makethedesignattaintotheappropriatestandards,andtoachievetheeffectsofsafety、comfortable、reasonablewhenpeopleusingthat.
Keywords：
safetyregonomics；thebedofstudentapartments；man-machinerelationship
目录
1前言1
2人体参数2
2.1人体主要尺寸百分位数表2
2.2功能修正量3
2.3人的水平作业域3
2.4人的视距4
3我校床铺数据测量及现状5
3.1床铺实测数据5
3.2床铺现状6
3.2.1床铺使用问卷调查6
3.2.2调查统计7
4组合床铺的人机关系分析8
4.1床的人机关系分析8
4.1.1床距天花板的高度分析8
4.1.2靠床墙面的问题分析8
4.1.3床的大小的问题分析8
4.1.4组合床铺安全性问题分析9
4.1.5扶梯的问题分析9
4.1.6宿舍面积和组合床铺的问题分析9
4.2桌椅的人机关系分析10
4.2.1书架的问题分析10
4.2.2桌面面积的问题分析10
4.2.3作业光环境的问题分析10
4.2.4作业台高度的问题分析10
4.2.5椅子的问题分析11
4.3衣柜的人机关系分析11
5改进12
5.1床的改进12
5.1.1靠床的墙面问题的改进12
5.1.2床的大小的改进12
5.1.3组合床铺的安全性问题的改进12
5.1.4扶梯的改进13
5.2桌子的改进14
5.2.1书架的改进14
5.2.2桌子的改进14
5.2.3椅子的改进15
5.3衣柜的改进15
6结束语16
参考文献17
1前言
如今很多高校都有四人间宿舍，在四人间中的组合床更是与大学生息息相关。
当今社会，物质文明已较为发达，对于高校，培养高等优秀人才的地方，更需要有一个与之相配套的宿舍，宿舍组合床铺对大家来说甚是重要。
为了给莘莘学子们提供一个良好的生活学习环境，很多组合床铺在四人间宿舍普遍采用，但是目前宿舍的组合床铺还是有不够人性、不够合理的地方，这需要加以改进与完善。
我们经过对《安全人机工程学》这门学科的学习，为了能够更加深入的了解与学习这门学科，也为了我们对于我们宿舍组合床铺有着更加完美的期望，所以我们进行了这次调查与分析。
安全人机工程学是从安全的角度和着眼点研究人与机的关系的一门学科。
它作为人机工程学的一个应用学科的分支，以安全为目标、以工效为条件，将与以安全为前提、以工效为目标的工效人机工程学并驾齐驱，并成为安全工程学的一个重要分支学科。
它研究人、机械、环境三者之间的相互关系，探讨如何使机械、环境符合人的形态学、生理学、心理学方面的特性，使人一机械一环境相经协调，以求达到人的能力与作业活动要求相适应，创造舒适、高效、安全的劳动条件。
安全人机工程学的立足点放在安全上面，以对活动过程中的人实行保护为目的，主要阐述人与机保持什么样的关系，才能保证人的安全。
也就是说，在实现一定的生产效率的同时，如何最大限度地保障人的安全健康与舒适愉快。
这主要是从活动者的生理、心理、生物力学的需要与可能等诸多因素，去着重研究人在从事生产或其他活动过程中能实现一定活动效率的同时最大限度地免受外界因素干扰的作用机理．为预防与消除危害的标准与方法提供科学依据，从而达到实现安全卫生的目的，确保人类能在安全健康、舒适愉快的条件与环境中从事各项活动。
任何一个人机系统都不是完美的。
在组合床铺及相关器物的设计过程中，由于一些客观原因的影响，许多问题被轻易忽略，或者设计的不合理，在投入使用后，就相应地出现了一些问题。
本次安全人机课程设计将在参阅有关资料、进行实地测量的基础上，分析与评价宿舍组合床铺及周围环境这一系统中的安全人机结合面的人机关系，并以安全、健康、协调、舒适为目标，针对有关问题，提出建议和相关改进措施。
2人体参数
人体测量学时通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别,用以研究人的形态特征,从而为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据。
人机工程学范围内的人体形态测量数据主要有两类,即人体构造尺寸和功能尺寸的测量数据。
由于人类中组织间的差异，及生活状况等因素的不同，每个国家的人体尺寸测量都有自己的施行标准。
针对产品使用人群不同，设计师在进行设计时需选择使用相应的测量基础数据。
2.1人体主要尺寸百分位数表
表1人体主要尺寸百分位数表
年龄分组
百分位数／％
男（18-60）女（18-60）
5105090959951050909599
数据／mm
项目／mm
胸宽
253259280307315331
233239260289299319
胸厚
186191212237245261
170176199230239260
肩宽
344351376397403413
320328351371377387
最大肩宽
398405431460469480
363371387428438458
臀宽
283288306327334346
290296317340346360
坐姿臀宽
296300321347355369
310318344374382400
坐姿两肘间宽
371381422473489519
348360404460379509
胸围
7918068679449701018
7457608269199491005
腰围
650665735857895960
6596807729049501025
臀围
8058208759489701009
82484090097510001044
坐高
858870908947958979
809819855891901920
身高
158316041678175417751814
148415031570164016591697
坐姿肘高
228235263291298312
215223251277284299
坐姿大腿厚
112116130146151160
113117130146151160
坐姿膝高
456461493523532549
424431458485493507
小腿加足高
383389413439448463
342350382399405417
2.2功能修正量
表2人体尺寸修正量表
项目/mm
尺寸修正量/mm
修正原因
肩宽
100
被子厚度
坐姿高
3
裤厚
膝高
33
鞋高
大腿厚度
13
裤厚
依据人体大尺寸设计：
（1）最小功能尺寸=人体尺寸分位数+功能修正量
（1）
（2）最佳功能尺寸=人体尺寸分位数+功能修正量+心理修正量
（2）
2.3人的水平作业域
人的水平作业区域见图1。
（1）水平方向：
最大作业域为900mm，正常双手作业域为694mm。
（2）垂直方向：
最大作业域为508mm，正常双手作业域为394mm
图1人的双手水平作业面积图
2.4人的视距
人的最有效视野区为以水平线向上为30度，向下为40度，以鼻为中心左右各15度的范围内，其中以在3度以内为最佳视觉区。
人眼的最佳视线在站立时往往低于水平线10度，在坐势时则为15度。
人的最小视距：
（3）
3我校床铺数据测量及现状
3.1床铺实测数据
我校顺枫公寓男生四人寝室现状见图2。
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800mm
衣柜高1700mm、宽555mm
椅子高410mm、宽340mm、长390mm、靠背倾斜角度为25°、高距地845mm
桌子高750mm、宽550mm，长书架长950mm、距桌面630mm，短书架高330mm、长440mm
右边抽屉宽330mm、高100mm，左边抽屉宽325mm、高100mm
容腿空间高600mm、长960mm
图2我校顺枫公寓男生四人寝室内图
3.2床铺现状
3.2.1床铺使用问卷调查
1.您的性别：
男（）女（）
2.您觉得我校宿舍床铺的大小是否能满足您的要求？
是（）否（）
3.您觉得我校宿舍床铺的离地高度是否合适？
是（）否（）
4.您觉得我校宿舍床铺的安全性是否存在不合理之处？
.
是（）否（）
5.您觉得我校宿舍床铺的舒适性是否能满足您的要求？
是（）否（）
6.您觉得我校宿舍床铺的扶梯是否存在不合理之处？
是（）否（）
7.您觉得我校宿舍桌子的采光是否能满足您的要求？
是（）否（）
8.您觉得我校宿舍桌子的面积是否能满足您的要求？
是（）否（）
9.您觉得我校宿舍桌子的安全性是否存在不合理之处？
是（）否（）
10.您觉得我校宿舍衣柜的设计是否存在不合理之处？
是（）否（）
11.您觉得我校宿舍衣柜的大小是否能满足您的要求？
是（）否（）
12.您觉得我校宿舍的内部空间是否能满足您的要求？
是（）否（）
13.您觉得我校宿舍的组合床铺还有其他的不合理之处吗？
14.您对我校宿舍组合床铺的不合理之处还有什么宝贵意见吗？
3.2.2调查统计
表3调查问卷结果统计表
题号选是的人数所占比例（%）选否的人数所占比例（%）
13664
22674
31882
42377
5991
61585
72773
83169
92971
101882
111486
125248
本次问卷共对我校100名学生进行调查，其中男生64人，女生36人。
由调查结果可看出，大部分学生对学校宿舍组合床铺的设计不太满意，其中对床铺设计感到不满意的人数最多为91人，对桌子感到不满意的人数最多为73人，对衣柜感到不满意的人数最多为86人。
因此，本次课程设计将从这3个方面着手进行分析。
4组合床铺的人机关系分析
对于现有的宿舍组合型床铺，在一定程度上设计符合了人机工程学的设计要求，也能基本满足当代大学生的需求，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。
4.1床的人机关系分析
4.1.1床距天花板的高度分析
床距天花板的高度指的是从床面到天花板的高度。
适当的距离适合人在床上做些伸展动作，如伸懒腰、弯腰等。
按中国人的尺寸，通过调查可以知道，人在保持坐姿垂直活动范围中，上下距离要达到1200mm。
所以床面至天花板高要大于这个高度，才有利于人体的伸展。
床距天花板高度属于一般用途设计，但又要防止碰头受伤根据人体数据运用准则应选用男子坐高第99百分位数为基本参数，查表3取Sa=979mm。
衣裤厚度（功能修正量）取25mm，人头顶无压迫感最小高度（心理修正量）为200mm，则床面距天花板的最小净间距和最佳净间距分别为：
由公式
（1）
979+25=1004（mm）
由公式
（2）
979+25+200=1024（mm）
床距天花板设计为1230mm，大于最佳净间距1024mm，满足了百分之九十九的人使用。
4.1.2靠床墙面的问题分析
当前，靠床的墙面是裸露在外的，没有任何的遮盖，这会造成墙面的灰掉下来，正好落在我们的床上，而床，正是不好清理的地方之一，长此以往，床会变得越来越脏。
因此，墙面有必要进行遮盖。
4.1.3床的大小的问题分析
因为在Ⅱ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，也就没有必要为了少数的人群的要求进行一些不必要的设计，所以在床铺的长度的尺寸上，现有的组合式床铺满足基本人机工程学的设计。
但在目前，由于没有考虑心理修正量，还是会有许多高个子同学觉得这种长度并不是很舒适，因此，床的长度还是有改进的地方。
同理，床的宽度也有需要改进的地方。
4.1.4组合床铺安全性问题分析
现在上床用的扶梯有很多突出的设计，导致现在床铺很不安全，很多时候不经意的就会撞上去，导致身体受伤。
而在扶梯底端，是有塑料外底的，用于增加扶梯的摩擦力，但目前有些外底已经开裂或脱落，这造成了不安全的隐患。
床板的支撑性也不够。
在床板的下方，是4跟铁质的支撑条。
由于木板是木质的，在学生上床时，先是一只脚踩在床上，另一只脚还在扶梯上，而在上床的一瞬间，人全部的重量压在一只脚上，即一只脚压在床上，木质的床板的抗压能力不够，会发生床板断裂的情况，因此，这是不安全的。
另外，床板是裸露在桌子上方的，没有什么遮挡，一些小木屑或者灰尘就会直接往下掉，当学生在桌子上进行工作或学习时，它们就有可能掉进人的眼睛里，这对人的安全造成了威胁。
在寝室里，总有一些床是嘎吱嘎吱响、用手都能摇动的。
通过调查发现，在床的一些与墙面装订螺丝的部位，原本应订2颗螺丝的部位，只订了一颗。
而在床的一些结合部位，有些螺丝已经发生了松动，有些螺丝掉了螺帽，甚至有些部位的螺丝已经掉落不见了。
这都对床的整体结构的安全性造成了不良影响。
这些不顾人体安全的设计将在后续将予以剔除或进行改进。
4.1.5扶梯的问题分析
目前宿舍的扶梯是铁质的，外面涂了一层漆，但经过日积月累的磨损，一些经常接触的部分已经掉漆，而且裸露在外的扶梯也已经生锈。
此外，扶梯过于光滑，摩擦力不够，脚踩上去，容易滑落，舒适性也不好。
长此以往，不仅不卫生，更不安全。
同时，扶梯倾斜的角度太小，甚至有些扶梯是垂直于地面的，毫无角度可言，虽然都能爬上去，但是，向外倾斜一定角度总是会省时省力一些。
另外，由于人为或者其他原因，导致扶梯向内倾斜，人在使用时不仅不方便，更为重要的是这极其不安全。
因此，这也是需要改进的地方。
4.1.6宿舍面积和组合床铺的问题分析
学校在购买床铺的时候直接依据现有的床铺进行选择，而没有针对学校宿舍的具体环境进行合理的设计，导致在床铺和前后墙之间存在一定的空间，这样不仅浪费了宿舍的使用空间，还会由于清洁工作不到位，导致这个空间经常被堆放杂物，脏乱不堪。
4.2桌椅的人机关系分析
4.2.1书架的问题分析
桌面上的小书架由测量得到的数据可知，高度分别为330mm、350mm、300mm，根据国标GB/T1999可得知A4纸张的长度为297mm，即书本大致高度为300mm，所以，现有的小书架基本符合学生的需求，但还是有一些值得改进的小细节。
目前，在长书架上放置一些书已经是很常见的事情了，但由于长书架是木头制成的，受到的压力不能过大。
而当前，书是越来越多，因此，长此以往，书架势必会发生弯曲变形，这不仅不美观，也不安全，因此，这是需要改进的地方之一。
4.2.2桌面面积的问题分析
在测量的时候发现，桌子的长度为1390mm、宽550mm，人的手眼协调区域宽度为597-190=407mm，长度在人体正中矢状面左右各76mm～535mm，所以现有组合式床铺的桌面设计长1390mm、宽550mm远远超过了人眼协调区域，不符合人机工程学设计原理，这样的设计让使用者由于各个物品摆放问题，在使用时会频繁出现单手工作，眼睛注意力随工作的变化而左右上下移动，这不仅会出现效率不高的情况，还会引起使用者的操作疲劳。
由此可见，书桌应该是对于组合床铺改进的重点之一。
4.2.3作业光环境的问题分析
由于是组合床铺，在设计的时候下层是书桌，方向为横向设计，平行于床，此外，桌子宽度为550mm，等于衣柜的长度550mm，所以在日常写作业或者看书的时候，身体、衣柜和床会挡住宿舍的光源，长期在昏暗的光环境下作业会引起近视等生理疾病，是十分不良的工作光环境。
这样不仅不利于学生们的学习与生活，更不利于他们的身体健康，所以这也成为了改进的重点之一。
4.2.4作业台高度的问题分析
因为在Ⅱ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
坐膝高的第九十九百分位数为549mm，根据表2可知，坐膝高的功能修正量为33mm，根据公式1可以计算出，书桌最小功能尺寸为582mm，现有的书桌设计为750mm，根据人机工程学的坐姿工作台的设计，以及人体百分位数的选择，750mm大于人体坐姿的第九十九百分位数，即满足百分之九十九的人使用，还预留了一定的心理修正量。
所以符合了人机工程学的设计原则。
4.2.5椅子的问题分析
椅面设计太平，会产生身体向前滑动，椅面设计也不符合人机工程学臀部受力的分析，在使用过程中对于身体健康影响较大。
靠背设计也不符合人机工程学，不能完全贴合人的脊椎，在使用时候造成不舒适感觉。
同时，椅子的四周是方正的，有些尖锐，如果不注意，可能会对大腿造成伤害。
4.3衣柜的人机关系分析
整个衣柜虽然采用分层设计，但衣柜空间不够大，对于学生来说，或许东西没那么多，可是，每个人都有一个行李箱、一些装有衣物的袋子还有其他的一些私密物品，这些是无法放在衣柜以外的地方的。
假如要是挂了衣服，行李箱就不是很好放置，此时，就凸显出衣柜空间过小的问题，因此，适当增加衣柜的宽度也是非常有必要的。
综上所述，现有的宿舍组合床铺在日常生活中，基本保证了正常使用的同时还存在很多小的细节性的问题，将针对以上问题进行改进。
5改进
根据人机工程学的设计理念以及考虑到实际问题，改进主要集中在工作台面的问题，光环境等问题，在此次设计中，还主要增加了一些让学生们更好的进行学习、生活的改进。
在改进的同时，大幅度增加了组合床铺的安全性和易用性，在满足各种需求后，还提高了使用效率。
5.1床的改进
5.1.1靠床的墙面问题的改进
每个学期的期末，把床单拿下来，都会发现很多灰在上面，而靠近墙面的一侧尤为明显。
因此，给裸露在外的墙面贴上一些名人警句、带有教育意义的或者适合人睡眠的壁纸也是很有必要的。
5.1.2床的大小的改进
（1）由于针对学校的宿舍设计，在宿舍面积条件的允许下，增加了床的长度。
因为在Ⅱ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，所以依据人体大尺寸设计。
选择了人体身高的第九十九百分位数，长度为1800mm，加上睡觉时人体身高的功能修正量100mm，依据公式1可以算出最小功能尺寸为1900mm，加上人体心理修正量100mm，由公式2可以计算出最佳床长度设计尺寸为2000mm。
改进设计的尺寸为2000mm大于最小功能尺寸，等于最佳功能尺寸，满足百分之九十九的人使用，符合设计要求。
（2）床的宽度选择人体最大肩宽的第九十九百分位数，长度为480mm，睡觉时人的肩宽的功能修正量由表2可得为100mm，依据公式1可以算出最小功能尺寸为580mm，加上人的心理修正量380mm，可以计算出最佳床宽设计尺寸为960mm。
改进设计的尺寸为960mm大于最小功能尺寸，等于最佳功能尺寸，满足百分之九十九的人使用，符合设计要求。
这样的设计可以在满足使用者工作需求的同时尽量给使用者创造一个舒适的环境，使使用者对舒适的要求尽可能达到最大满足。
5.1.3组合床铺的安全性问题的改进
（1）目前，床是铁质结构，不可避免的，一些边边脚脚会显得很尖锐，扶梯也是铁质结构，要是不注意被绊了一下或者踢了上去，也会受伤。
因此，可以在一些尖锐的、裸露在外的、有明显隐患的地方，装上泡沫或者海绵垫，防止人的意外的受伤。
（2）对于床板的变形问题，有两种改进方案：
1）通过观察，可以发现床板是杉木的材质，这种木板，不易受潮，但横向的承重力并不是很理想，不够结实，容易变形。
在现实生活中，也确实出现了由于上床时承受的压力过大而导致床板断裂的情况，而木板的断裂，虽然看上去好像没什么事，还能接着用，但其实已经出现了隐患。
因此，更换床板就显得至关重要了。
而松木，材质坚固，硬度大，不易变形，是很好的床板材料，故可将床板的材质更换为松木。
2）可直接更换为材质更结实、厚度更厚的杉木床板。
3）可在当前的基础上，增加床板的支撑性。
现在宿舍床板，有3根木质的支撑条，而在木板的下方，有4根铁质的支撑条。
尽管看起来好像很牢固的样子，其实支撑条间距不够大，支撑
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