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人机工程学——公共垃圾箱的设计一、选题简介二、调研与分析三、明确系统重要事项四、系统分析与规划五、系统设计六、设计小结选题简介生活垃圾已成为当前公害之一，我国仅“城市垃圾”的年产量就近1.5亿t，这些城市垃圾绝大部分是露天堆放。它不仅影响城市景观，同时污染了大气，水和土壤，对城镇居民的健康构成了威胁，成为城市发展中的棘手问题。通过网上的信息可以知道，每年1.5亿t的城市垃圾中，被丢弃的“可再生资源”价值高达250亿元！公共场合的垃圾不能很好的收集，造成垃圾污染环境和影响市容的问题越来越严重，所以，把垃圾良好的收集、处理，防止环境污染，保护环境，维持生态平衡创造良好的市容市貌，已成为社会发展的一项重要举措，也是每个公民应尽的义务。而如何科学合理的收集和处理垃圾，避免其对环境造成污染是长期以来难以解决的问题。垃圾的收集是首先要解决的问题。垃圾箱是垃圾收集中最重要的工具，在垃圾收集中起重要作用，不可忽略。现在各种各样的公共垃圾箱，毫不起眼而又不可或缺，其造型的设计、尺寸的选择、材料的使用、摆放的距离等诸多要素都直接影响着垃圾回收的效率．也影响着我们赖以生存的环境。因此，为了更好的回收和处理垃圾，我对现有的一些公共垃圾箱进行了调查，希望能设计出一款优秀的垃圾箱来进一步提高人们的环境意识，改善我们的居住环境。调研与分析（一）垃圾1、垃圾的分类（1）可回收垃圾主要包括废纸、塑料、玻璃、金属和布料五大类。废纸：主要包括报纸、期刊、图书、各种包装纸等等。玻璃：主要包括各种玻璃瓶、碎玻璃片、镜子、灯泡、暖瓶等。金属物：主要包括易拉罐、罐头盒等。布料：主要包括废弃衣服、桌布、洗脸巾、书包、鞋等。（2）厨余垃圾包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶、果皮等食品类废物，经生物技术就地处理堆肥，每吨可生产0.3吨有机肥料。（3）有害垃圾有毒有害垃圾是指存有对人体健康有害的重金属、有毒的物质或者对环境造成现实危害或者潜在危害的废弃物。包括电池、荧光灯管、灯泡、水银温度计、油漆桶、家电类、过期药品、过期化妆品等。如果电池被焚烧处理，爆炸后会死伤无数；荧光灯管和灯泡和上述的电池一样，辐射也较大；水银更为危险，是有毒物质……所以，这些垃圾一般使用填埋处理。（4）其它垃圾包括除上述几类垃圾之外的砖瓦陶瓷、渣土、卫生间废纸、纸巾等难以回收的废弃物，通常根据垃圾特性采取焚烧或者填埋的方式处理。2、垃圾的处理方法目前最常见的垃圾处理方法有卫生填埋、堆肥和焚烧。填埋处理需占用大量土地。同时，垃圾中有害成份对大气、土壤及水源也会造成严重污染，不仅破坏生态环境，还严重危害人体健康。堆肥处理对垃圾要进行分拣、分类，要求垃圾的有机含量较高。而且堆肥处理不能减量化，仍需占用大量土地。焚烧的实质是将有机垃圾在高温及供氧充足的条件下氧化成惰性气态物和无机不可燃物，以形成稳定的固态残渣。首先将垃圾放在焚烧炉中进行燃烧，释放出热能，然后余热回收可供热或发电。烟气净化后排出，少量剩余残渣排出、填埋或作其它用途。其优点是迅速的减容能力和彻底的高温无害化，占地面积不大，对周围环境影响较小，且有热能回收。3、现状我国是世界上垃圾包袱最重的国家。我国城市垃圾堆存量目前已达66亿t，占用耕地35亿多平方米。全国有200个城市陷入垃圾包围之中。有1/4的城市不得不把解决垃圾危机的途径延伸到乡村。以2.6亿人口的城市为例，如以每人每年产生440kg垃圾计算，年产生垃圾量为1.14亿t，尤其是城市垃圾的二次污染，导致城乡结合带区域生态环境恶化。目前，全国一些地方城市垃圾处理的总体水平还很落后，管理体制不顺，经费不足，垃圾处理的科技水平和基础设施相对落后，不能适应城市建设、管理和环境保护的需要。（二）垃圾箱垃圾箱一般有两种结构形式：一体式和开盖式。一体式包括箱体，投入口，回收口三部分。1、垃圾箱的结构开盖式包括箱体，投入口，箱盖，通常箱体内含有一个内桶，方便垃圾清除，其中箱盖处可开启，作为回收口用，有时也省去投入口，只包括箱体和箱盖，箱盖既作为投入口又作为回收口。2、垃圾箱的材质分为塑料、不锈钢、金属、金属烤漆、钢木、大理石、玻璃钢等。（1）塑料垃圾箱：加工简单，易于清洁，适合室内使用。在室外的话，对材料有了要求：即不容易老化。材质：高密度聚乙烯优点：①100%高密度聚乙烯原料注塑成型，耐酸、耐碱、耐腐蚀；②一体成型的塑料结构，坚韧耐用，可经受各种外力冲击；③桶底特别加强，不易塌陷、变形与磨损，延长产品使用寿命；④桶盖密合，可防止异味散发、雨水侵入、蚊蝇滋生；⑤设计符合人体工程学，轻便耐用，移动灵活；制作工艺：次性高压注塑成型；（2）金属垃圾箱：室外使用不会被雨腐蚀，但是存在被小偷偷走的可能。材质：通常选用进口镀锌钢板或冷轧钢板两种材料；优点：①金属材质，坚固耐用，不易破损；②耐火，抗高低温，适合恶劣气候条件；③静电粉末喷涂工艺，双层防锈，漆面色泽耐久；制作工艺：模具冲压或折边拼焊成型，表面经酸洗、磷化、镀锌防锈处理后静电粉末喷涂；（3）不锈钢垃圾箱：材质：通常选用进口304#标号不锈钢或180-202标号不锈钢两种材质。优点：①优质不锈钢材料模压成型，坚固耐用，不易破损；②耐火安全，抗高低温，适合各种恶劣气候条件；③金属亮泽，高雅美观，广泛适用于各种场所；④室外型常配底座与锁具，便于与地面连接，防盗安全。制作工艺:模具冲压或折边拼焊成型；表面处理有镜面与砂面两种。（4）木质垃圾箱：质感好与环境容易协调。材质：装饰木多为优质进口山嶂木，框架为钢板喷塑。优点：①高密度原木，材质坚硬，不易受损及翘曲变形；②木材防腐抗蛀，表面多层防护处理，经久耐用；③木质原色，自然美观，适用于道路、绿化与各类公共休闲区域；④金属表面双层防锈工艺，不易起皮掉漆，坚固耐用；⑤通常配有镀锌钢板内桶，方便垃圾收集清倒与清洁。制作工艺：金属框架选用高品质钢板折边拼焊成型，表面防锈处理后经户外粉末喷涂；木材经烘干、打磨、倒角、防腐处理.3、垃圾箱的尺寸：为了方便人民投放垃圾，大部分的垃圾箱的高度都在70~100cm之间。小部分在100~150cm之间。桶容量在50~500L之间。（1）钢木垃圾桶尺寸：圆形：外尺寸：外直径380*H800mm，外尺寸：外直径380*H850mm外尺寸：外直径380*H880mm长方形：外尺寸：360*360*800mm，外尺寸：400*400*900mm外尺寸：380*680*900mm外尺寸：330*530*900mm（2）塑料带轮垃圾桶尺寸240L尺寸：高1020*长594*宽738mm360L尺寸：高1100长*659*宽847mm（3)不锈钢垃圾桶尺寸：25L外尺寸：外直径350*H800mm40L外尺寸：外直径400*H900mm（4）弹盖垃圾桶尺寸20L弹盖：高500*长350*宽260mm25L弹盖；高540*长380*宽280mm30L弹盖：高590*长420*宽330mm40L弹盖：高650*长400*宽350mm4、分析总结①垃圾箱高度不当很多地方的垃圾箱高度都太低，人们使用垃圾箱时不得不弯腰，十分不方便。另外又有些上盖式垃圾箱过高，扔垃圾时费力，身材不够高者还得抛进去。（1）现有公共垃圾箱的缺点②垃圾箱箱盖过重现在很多的居民小区都不再使用垃圾通道，大量使用大型的垃圾箱，容积较大，并且是上盖式垃圾箱。为防止大风吹散垃圾箱的垃圾，上盖很重，一般人使用都感到很吃力，有些老年人和儿童甚至推不开，只好将垃圾放在外边，垃圾箱也就形同虚设了。③垃圾箱的开口不合适，垃圾不易放进去，也不易清理，有的还容易溢出。④垃圾箱构造不合理，例如翻盖式垃圾箱的翻盖过紧，占地大，有效容积小，垃圾箱的翻盖上有时会很脏，所以很多人看到以后就会觉得很不舒服，就随便把垃圾放在了垃圾箱的旁边，而且清洁人员清理不方便等等。⑤垃圾分类不合理，标志不明确一些地方设有垃圾分类的垃圾箱，但是其分类不准确，效果不是很好。另外，不同地区使用的颜色标志也不尽相同，造成人们认知上的困惑和不便。（2）各类创意垃圾桶明确系统重要事项（1）容易投放垃圾。让人们在公共环境中方便使用，这是对垃圾箱设计要求之一。为了方便投放垃圾，垃圾箱投放口的开放方向一般有朝上、侧向和斜向。（2）容易清除垃圾。清洁工人每天会对垃圾箱进行多次清洁，因此，垃圾箱的设计要方便清洁工人清除垃圾，垃圾箱内避免有死角。（3）防雨防晒。垃圾箱多放置在公共环境、露天场所，需要防止食物等垃圾被日晒雨淋后变质发臭，流出污水、招引苍蝇蚊虫，影响环境。（4）造型与环境的协调。公共垃圾箱的造型包括形态、色彩、材质等，与整体环境相互协调是必须考虑的。从垃圾箱的主要功能而言，垃圾箱不是景观的装饰品，而是人们生活的附属品。因此，设计时力求简洁大方，与环境协调，同时注意选材的耐用性。1、需求分析2、设计目标（1）外观的简洁、大方。（2）使用方便。（3）融入人性化设计理念。（4）摆放时的安全性和稳定性。（5）清洁的容易度。（6）垃圾箱的高度、容量、投入口高度符合使用者需求。（7）与环境的融合度。3、人机工程学分析①与垃圾箱有关的人体尺寸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。（1）尺寸垃圾箱的高度：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高的一半。现有垃圾箱的高度一般在800~1100mm之间，基本都满足要求。②垃圾箱尺寸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，根据数据统计，垃圾箱适宜的投入口高度为550~850mm。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。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。（2）解剖学因素①应尽量保持投垃圾时人的身体正直②保持手腕处于顺直状态。手腕顺直操作时，腕关节处于正中的放松状态，担当腕关节处于掌屈、背屈、尺偏等别扭状态时，就会产生腕部疼痛、握力减小，如长时间这要操作会引起腕道综合症、腱鞘炎等症状，这会深深的影响人们投垃圾到垃圾箱的积极性。（3）垃圾箱的提力分析（4）垃圾箱的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。现在普遍的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；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；黄色垃圾箱放置其他垃圾，绿色的放置厨房垃圾。红、黄、蓝、绿四种颜色能给人们投放垃圾提供一定的暗示。（5）垃圾箱的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，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。（6）垃圾箱的标志（7）垃圾箱的摆放①放置的场合公共垃圾箱出现在道路、公共场所、旅游景区等各个地方。依据不同场合的需要，垃圾箱的容积、分类