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机械工程学院课程设计说明书（2014~2015学年第一学期）课程名称：人机工程学题目：大学生宿舍组合床人机学设计专业班级：工业设计1201学生姓名：学号：指导教师：设计周数：2周2015年1月21日2/19目录一.设计任务书…………………………………………………………………41.1设计题目…………………………………………………………………41.2设计客体分析……………………………………………………………41.3设计目标…………………………………………………………………5二.调研与分析…………………………………………………………………52.1调研概要…………………………………………………………………52.2调研结果分析……………………………………………………………6（1）.存在的问题…………………………………………………………6（2）.现有组合床的优点总结……………………………………………72.3分析归纳…………………………………………………………………82.4数据参考…………………………………………………………………8三.设计的展开…………………………………………………………………93.1方案构思总述……………………………………………………………93.2方案说明…………………………………………………………………9（1）方案一………………………………………………………………9（2）方案二………………………………………………………………10（3）方案三………………………………………………………………11（4）方案四………………………………………………………………12四.设计的深入…………………………………………………………………134.1最终方案的选择………………………………………………………134.2最终方案说明…………………………………………………………133/19（1）.方案总述……………………………………………………………14（2）.设计详细说明………………………………………………………141床高………………………………………………………………142衣柜………………………………………………………………143扶梯………………………………………………………………144空间分配…………………………………………………………145床体………………………………………………………………15五.确定尺寸……………………………………………………………………155.1组合床总体尺寸………………………………………………………155.2衣柜尺寸………………………………………………………………155.3书桌尺寸………………………………………………………………155.4鞋柜尺寸………………………………………………………………155.5其他尺寸………………………………………………………………15六.设计小结……………………………………………………………………166.1方案总结………………………………………………………………166.2设计感悟………………………………………………………………16七.参考资料……………………………………………………………………174/19一.设计任务书1.1设计题目：大学生宿舍组合床人机学设计1.2设计客体分析安全人机工程学的研究领域将不断扩大。随着科学技术的快速发展，社会的前进，经济的繁荣，人们对保护自身的安全健康要求日益强烈，因此促使安全人机工程学的研究领域已不能局限于人机结合面的匹配问题，而要求研究广泛的应用领域，如人与生产工艺、人与操作技能、人与工程施工、人与生活服务、人与组织管理、人（享受者）与游艺设备、人（乘客）与运输机（如汽车、火车、飞机、轮船、宇宙、载人飞船）等要素的相互协调适应问题。这些研究以各自有关要素构成的系统为基础，从系统中人的角度，以解决人机系统的安全问题为着眼点，优化人与各相关要素的关系，使机适宜于人。从而使系统达到安全目标和保障工效的目的。由于人的生活领域、生产领域、生存领域涉及到方方面面，其领域非常广泛。因此可以说，安全人机工程学具有广阔的应用前景。高校宿舍公寓的设计合理性、舒适性越来越受重视。本文主要是运用人机工程学的知识，从国家标准及全国高校宿舍情况出发对于我校明向校区宿舍楼的内部的尺寸、方位上进行合理的评价与分析，并在此基础上提出一些合理的改善措施。当今社会，物质文明以较为发达，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环境，来为我们莘莘学子们提供一个良好的学习环境。虽然四人间宿舍在全国已经普遍采用，但是由于我校人多地少，为每个宿舍、每个同学能够提5/19供的空间是有限，但是宿舍的学生用床的作用不仅仅是供学生睡觉而已，它更是学生生活、学习的一个个人的空间，当中还有些不够人性不够合理的地方，这就需要去加以改进和完善。适逢，我们对于《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环境有着更加完美的期望，所以我们进行了这次调查与分析。1.3设计目标本设计宗旨在建立一个与环境相合能完成必要目标且又符合人机学原理，让更多的学生真正感受到宿舍是生活的第二个家。通过本课程设计实践，要培养自己独立完成文献资料检索和解决实际问题的能力，更好地理解和掌握人机学设计的原理和方法，掌握运用人机学设计的基本技能，熟悉运用建模（包括计算机建模）表达设计意图的方法，进而培养自己运用设计原理分析问题、解决问题的能力。二．调研与分析2.1调研概要调研地点：太原理工大学女生宿舍楼调研时间：人机工程课程设计课时以内的所有时间。调研方式：主要是观察法，再有询问的方式。以及网上查阅资料的方式。6/19调研目标：通过调研了解学生在日常生活中对床铺的不方便之处，对此进行分析，综合考虑学生用床的占地面积的有限性和造价的合理性的前提之下，提高学生用床的功能性和舒适性，使学生用床能够更加“人性化”，运用所学人机学知识更好地在人机之间合理地分配功能、使人和机有机结合，有效地发挥人的作用、最大限度地为人提供安全卫生和舒适的环境，达到保障人的健康、舒适、愉快地活动的日的，同时提高活动效率。为学生能够更好地生活和学习。2.2调研结果分析（1）、存在的问题1、床高问题现在高校的床几乎都是统一尺寸的，但是每个人的身高不同，现有的组合床是一样尺寸，这样会满足一部分女生，但是还有一部分个子比较高的女生会很不方便，常常有身高高的女生一站起来就不小心碰头的情况。2、衣柜虽然每个床铺都配有衣柜，但是衣柜内部结构很不合理。整个衣柜为一体设计，没有考虑学生衣服的长度，在设计时候没有一个类似抽屉的设计，使裤子、内衣储放很不方便，一般衣服挂起来也没有占用整个衣柜，这样浪费了很大的空间。横杆距离衣柜顶部有90mm，这是产品的功能修正量加上心理修正量，但是这一尺寸过大，浪费了有效空间。7/193、爬梯一般床铺的爬梯比较陡立，学生上上铺比较吃力，且脚踩的阶梯太细，很搁脚，非常不符合人机学。且扶梯在人坐在桌子的身后侧，有时左肘会磕到爬梯上。4、床缝床铺存在挨墙那侧床缝太大的问题，要是将东西放在床内侧，很容易将东西掉下去，如：手机、书本、笔等。5、收纳柜虽然书桌上有隔开的一格一格的书架，还有衣柜可以归置衣服，但是没有可以归置鞋的鞋柜。桌子下方空间很大，超出了容腿空间，都可以随意摆动腿了，桌子下方空间利用不足，有待改进。6、光线现有的组合床方位，是学生坐在桌子上学习时正好背对着灯光，使学习时没有足够的灯光，必须自备台灯。（2）现有组合床优点桌面宽敞，足以放下一台笔记外加写作业的地方，可供学生边查资料边学习。桌子下方空间大，可以令腿自由放。书架各层有大有小，满足学生归纳不同类别的东西。床铺长度大于第九十九的百分位，及满足了百分之九十九的人使用。8/192.3分析归纳现有的组合床还有很多学生使用不方便的地方，通过人机学，综合现有的优点，改善不方便的地方，将宿舍组合床改良到更好、更方便使用学生们的平时生活，在使用过程中做到方便归纳，安全、舒适。此次改造设计可能还存在一些不足之处，只有在这种不断认识、不断改进设计过程中，产品设计才能越来越符合人的使用，更好的体现人机工程学的思想，保证人工作的效率的同时，提供给人一个安全舒适的工作环境。2.4数据参考9/19三．设计的展开3.1方案构思总述根据调查分析的出的信息，展开设计。在初期的设计中，尽量涉及的面更广一些，做出多种方案，多种方式的探索为后面深入设计提供更好的思路。根据设计任务的要求我做出了四个初步方案，并绘制了一些草图。3.2方案说明（1）方案一10/19该方案与现有的组合床非常类似。现有的组合床桌子下方只有第一排抽屉，下方都是空的，虽然腿部活动自由，但是没有合理利用空间。所以在下方又设置了柜子和抽屉用来更好的收纳。现有的组合床扶梯在左边，学生坐在桌前学习累了要想伸懒腰或者扩胸都回碰到扶梯，所有把它放到右边，但是又挡住了开衣柜的门。不合理。（2）方案二该方案主要针对空间利用和光线进行改良，将桌子方位变化，这样身体不会遮住灯光。桌子下方设置了一个柜子可以归置鞋，合理利用了桌子下方空间。背后为衣柜，衣柜侧壁有爬梯，爬梯不会占用身体活动空间。11/19（3）方案三该方案主要解决了扶梯陡立和搁脚的问题。方案中使用了像楼梯一样的台阶，台阶斜度为整个床的宽度。该扶梯甚至不需要用手扶就可直接走上去。阶面宽度如台阶宽度。方案中，将衣柜的一体式改良成为分层式归纳，挂衣服的柜子长度足以挂下大衣。不方便挂的比如裤子可以放到下方抽屉内。另一个抽屉可以放内衣。这样分类整理衣服，方便又整洁。同时，该方案也做了鞋柜。这样，不同的衣服都有了可以收纳的地方。非常适合女生宿舍。12/19（4）方案四该方案综合了以上几个方案的优点。不仅在衣柜出做了改良，在空间上进行改变，实现了做鞋柜、扶梯不在人活动范围内、归纳等同时实现。方案中将左侧的书架从传统的面向外的方向做成了侧面，不仅没有占有书架位置，还巧妙的是书架侧面露出来，是扶梯做到书架侧面部分，一点也不碍事的巧妙利用。桌子下方的柜子也做到了侧面，依然有鞋柜的归纳，还可以给腿部空出了更大的空间的活动13/19四．设计的深入4.1最终方案的选择在前面的方案中我对发现的问题分别找到了相应的解决方式，比较之后发觉，各个方案都有其优缺点，在方案的深入过程中对比各种解决方案后，选出最优的组合床。最终方案符合对在调研过程中所发现的不足之处进行改良的所有问题。符合在校女大学生的生活习惯，符合安全、实用、舒适的原则。4.2最终方案说明14/19（1）方案总述对上述几个方案的优点，更好地在人机之间合理地分配功能、使人和机有机结合，有效地发挥人的作用、最大限度地为人提供安全卫生和舒适的环境，达到保障人的健康、舒适、愉快地活动的日的，同时提高活动效率。该方案运用人机学原理合理利用了空间，达到了学生所需要的合理归纳的效果，使学生在生活中能够方便舒适。（2）设计详细说明1、床高：由表可知，女生身高第百分之九十九位1697mm，所以床的高度为1700mm，及符合百分之九十九的女生使用。这样就不会出现学生从坐到站起来不小心碰头的情况。2、衣柜：重新布置衣柜里的格局，合理规划衣柜内的分割部分，有效利用衣柜里的空间资源。将一体式衣柜划分为两部分，上部分可以挂衣服，下部分为两个抽屉进行分类。3、扶梯：扶梯的斜度通过查阅数据得，楼梯坡度一般为20°-50°，最佳为30°-35°，考虑到空间的有限性，将其设计成30°左右亦可；且扶梯蹬梯宽度应不小于50mm,而我校现学生用床只有40mm左右。扶梯在横向书架侧壁，不占用有用空间。4、空间分配：书桌上方，书架由全部朝外的方向分为两个方向，正面朝外，左侧为横向书架，这样既给了扶梯合理利用的空间，又不失归纳隔层，还比一个方向书架的桌子下方腿部活动空间大，横向的鞋柜既归置了鞋，又不影响视觉整洁度。15/195、床体：查阅资料得，床的安全栏版的净高应大于200mm考虑经济性的问题，在床靠墙一侧应装上高度为50-100mm的栏板即可，防止床板与墙壁留有一