水杯的人机工程学改进设计

0XinjiangInstituteofEngineering安全人机工程学课程论文论文题目水杯的人机工程学改进设计系（部）机械工程系学科专业机械制造及自动化班级12-27（1）班错误!未指定书签。姓名郭新雯学号2012231106指导教师金葵1二〇一四年十二月十六日目录摘要.................................................21、前言..............................................22、人和水杯的人机关系................................33、水杯的类别及外形设计..............................53.1水杯的类别....................................53.2水杯的外形设计................................64、水杯的设计原则....................................65、水杯的设计........................................75.1水杯的材料选用................................75.2水杯的尺寸设计................................75.3杯子的重量设计................................85.4水杯的防滑设计................................85.5水杯的防漏设计................................95.6水杯的杯底设计...............................106、总结.............................................117、参考文献.........................................122摘要众所周知，人是离不开水的，随着人们生活水平的提高，人们对水的要求越来越高，当然对水杯的要求也越来越高，不仅仅满足于它只是盛水的工具，逐渐地更在乎它的质量、外观、性能等等。根据需求对现在的水杯进行改进设计，充分考虑人的因素，对其做一些“人性化”的改善，以求在我们生活需求的同时，也能有一个舒适的生活使用方式。本设计通过对使用水杯的主要人机关系进行实测和整改设计。运用了安全人机工程学的基本原理和方法，全面考虑人的生理、心理因素，考虑其外观、质量、性能等能适合人的生活方式，人与水杯系统综合的宜人性，借鉴一般水杯的设计的情况，取长补短，使之达到美观、安全、、舒适、合理的效果。关键词：水杯；人性化；设计；1、前言1.使用要方便、舒适。水杯的主要功能是喝水，所以要合理布置各部分位置，尽可能满足人们舒适地饮水。2.要保证安全，水杯要防漏、防滑主要体现在几个方面：水杯应采用防漏设计处理，杯身材料应采用防滑材料，以免水杯漏水、易滑影响人们使用。3.要简单美观。水杯所占用的空间面积不大,所以应外观简单且内部易清洁34水杯的设计应以人体工学原理出发，考虑减轻使用劳动强度，方便使用。2、人和水杯的人机关系人手是由骨、动脉、神经、韧带和肌腱等组成的复杂结构，手指由小臂的腕骨伸肌和屈肌控制，这些肌肉由跨国腕道的腱连到手指，而腕道由手背骨和相对的横向腕韧带形成，通过腕道的还有各种动脉和神经。腕骨与小臂上的桡骨及尺骨连向木质一侧，而尺骨连向小指一侧。4男女不同年龄的握力性别年龄（周岁）握力（N）最小值最大值标准值男16274480343-44118324529392-46020344556418-48723373579442-51025379585448-516女16202314239-27618211332242-56220218330938-28523226338264-30125230343268-30553、水杯的类别及外形设计3.1水杯的类别水杯可以根据材料分类，比如陶瓷杯、玻璃杯、塑料杯、不锈钢杯、木鱼石杯、景泰蓝杯等。可以根据功能分类，比如日用杯、广告杯、促销杯、保健杯等可以根据寓意分类，比如合欢杯、情侣杯、夫妻杯等。可以根据工艺分类，比如单层杯、双层杯、真空杯、纳米杯、能量杯、生态杯等。63.2水杯的外形设计古代的茶碗：很好的运用了下面像盘子一样的托盘，以免烫手以及水满后流至他处。表面有凹凸的水杯：形态经过精心设计与测试，符合人体工程学，表面的凹凸给人端拿带来方便。有便携杯盖的水杯：便携式的杯盖刚好手指能够通过勾起，给人携带提供很大的方便，适合大众的使用，尤其是短途的外出备水更是合适儿童用水杯：内部放置吸管，能够很好的方便给孩子使用，人性化的设计，避免孩子因喝水而被呛到。戒指型把手的水杯;此种水杯把手设计如同戒指，给人很新颖的感觉。4、水杯的设计原则水杯的材料要求低碳环保易得，符合现如今的消费需求；水杯尺寸应符合人体尺寸，方便人们的掌握；质量较为轻盈，减少使用者扥劳动强度；水杯的杯身，手柄设计合理，使人们掌握方便舒适；7水杯应能够防滑防漏水；选择材料易于清洁，表面保持整洁5、水杯的设计5.1水杯的材料选用聚乙烯，聚乙烯外观上是白色蜡状物体，微显角质状，无臭无味无毒，制品不透明等，其为4号可循环标志，说明这种材料不可再利用或加热使用，耐热性不强，为低密度聚乙烯。聚乙烯产量最大，应用最广，做成杯子，其采用的加工工艺为注塑。低密度聚乙烯采用高压法制的，这种方法所得的聚乙烯，由于密度小，结晶度低，各项力学性能较低，但韧性良好。良好的韧性对于本次的设计的握力杯尤其重要。经常挤握力杯，如果没有良好的韧性则容易从坚硬处裂开。而杯盖所需的各项力学性能较好，所以杯盖需采用另一中材料为共聚氯乙烯，它有比聚乙烯更高的强度和硬度。5.2水杯的尺寸设计从杯子上的大小来说，没有把柄的杯子的大小一般说来直径在65mm左右比较合适，从人的平均身高在170——175cm之间，人们的能握住的手掌长度一般是在200mm左右，而握起直径在65mm左右的杯子是比较合适的。从杯子的视觉上来说，除了杯子的大小外，杯子的高度在160mm左右对杯子的视觉观赏性是比较好的通常情况使用的规格容量8杯子的三视图5.3杯子的重量设计首先杯子的自身重量来说，杯子不能过重，理论上从人机工程关系上来说，就是要杯子越轻越好，这样就更容易把杯子握起来，杯子的轻重就要从材质的使用不同而定，一般来说用塑料制成的杯子重量比较轻，用陶瓷制成的杯子比较重些，用薄的塑料制成的杯子比较合适。5.4水杯的防滑设计9从杯子的自身构成上来说，杯子外壁的中间部分和杯子盖子不得过于光滑。一般都是握住杯子外壁的中间位置，当有时人不小心把杯子盖扭得过紧时，如果盖子外壁太过于光滑，那么人们就要很费力的才能打开杯子的盖，按照杯子的人机工程学上的关系，在杯盖和杯子的中部外壁装饰出游一些凹凸圈的纹理，或者采取特别的凹凸装饰设计，增大手掌与杯身的摩擦力这样就解决问题了,而我才用的是水杯杯身为曲线型弯曲状以增大摩擦力，而且杯身的弧度，符合人机工程学，使手能更好的握住杯身。5.5水杯的防漏设计如果水杯的杯盖设计得不够严密，则杯子就会漏水，为了防止漏水可以增大杯盖和杯身的紧密连接性，有的水杯设计在杯盖上有4个小爪，可以更好的抓紧杯身，密封性能好，保温性能强，而多数防漏水设计则采用在杯帽上采用螺纹设计，在旋转杯帽时以增大杯帽与杯身的连接性以达到防漏水设计。105.6水杯的杯底设计为了使得水杯能够很稳定地放在桌面上，不至于请到，因此在水杯的杯底内部向里凹进。错误!未找到引用源。杯沿设计时杯口边缘时凹进去的，符合外形与人机的设计，增加了嘴唇的舒适感。另外：杯盖上的喝水嘴方便使用者喝水；杯盖上有绳扣设计，方便使用者携带；杯盖上有刻度可以方便使用清楚喝了多少的水；水杯应该设计有滤网，以便于能把茶叶滤除方便使用者喝水。116、总结在这个课程设计上，我针对的对象主要是饮用塑料握力水杯的设计，因为在多数水杯的使用情况存在这样的一些不合理的方面，各种水杯都有各自的优点，但不能把众多的优点集于一身，因此要把某些水杯不喝了的部分进行改良：一、杯身笔直没有螺纹和弧形的水杯是不合理的，这样的话使用者在使用水杯时就很容易滑落，如若改成上设计，把杯身改成弧形，杯盖内部设计成螺纹，这样的话就很好的增加了摩擦力，便于使用者使用。二、水杯的高度不能过高也不能过低，过高则使用不方便灵巧，过矮则盛水量较少，且水杯的重量不宜过重，适宜采用塑料材料。三、水杯还应该方便携带，外形也应该简单大方。127、参考文献[1].安全人机工程学/张力，廖可兵主编—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]《塑料材料学主编张克惠.西北工业大学出版社[3]《AOTUCAD2002实战指导》.主编张永茂