学生公寓洗漱台人机学评析综述.docx
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学生公寓洗漱台人机学评析综述
工程技术学院
课程设计
题目：
学生公寓洗漱台人机学评析
专业：
年级：
2011级
学号：
姓名：
赵映强
指导教师：
日期：
2013.12.20
一、设计说明
1.1 前言
每天的生活从洗漱开始也从洗漱结束，洗漱台已经组成了我们生活中必不可少的一部分，在目前的情况下，宿舍只简单地提供学生基本生活的条件，批量生产，没有进行人性化的考虑，特别是洗漱台的设计。
一个具有人性化、功能化、实用化、经济化的洗漱台是洗漱间的主体部分，所以对洗漱台的研究贴近实际且具有更高的实用价值。
在洗漱台的设计中，我通过调查问卷得到反馈信息查阅各种资料，灵活地运用一些安全人机工程学的分析方法与数据测量和处理方法，对尺寸与颜色都是尽可能地满足绝大部分人的舒适程度而进行改进的。
当然除了人机工程学方面，我们小组成员结合平时大家的使用习惯以及常出现的问题，进行仔细而深入地分析，具体问题具体解决，为最终设计出让同学们在洗漱、洗衣物等作业时感觉到真正舒适的人性化设计而努力。
1.2 本设计的理论与实践意义
人机工程学是一门应用人性绩效（生理、心理）、改善工作系统（包括人、工作、设备、工作场所、工作责任和周边环境）使得人员能在安全、卫生和舒适的情况下，发挥其最大工作效率、及提高生活品质的科学。
人机工程学就是研究人与工作场所、人与生活及工作环境、人与使用器具间接口之互动关系且包含相关之设备、工作场所、工做方法、生活环境和器具的一门实用性科学。
而本设计的的主要理论就是依靠人机工程学，研究人与洗漱台的关系。
我对学生公寓洗漱间中的“人—机—环”三方面进行了深入分析,在原有环境限制的基础上提出了相应的改善和优化措施，使研究结果具有可操作性和可实现性。
通过本次设计，我们将知识运用于实际，更加深刻、细致地了解了人机设计在生活中的应用，为我们在今后人机设计方面打下夯实的基础。
二、调研与分析
2.1 调研总体概况
我们小组认为要实际了解本校区洗漱台使用的整体情况，除了从网络、书籍查阅相关资料外，更重要的是调研本校学生对洗漱台的实际使用感受。
为此，我们设计了《有关学院本部学生宿舍洗漱台的调查问卷》，分别在男、女生宿舍各楼层随机邀请同学进行问卷调查。
调查表见表1。
表一有关学校老校区学生宿舍洗漱台调查问卷
调查为了使同学们居住的宿舍更方便、更舒适，我们特进行问卷调查，此问卷不记名，您所填写的资料，我们将对其保密，谢谢您的合作！
1．你认为洗漱台高度是否合适（）
A 高 B 矮 C 合适 D 无所谓
2．你认为洗漱台宽度是否合适（）
A 宽 B 窄 C 合适 D 无所谓
3．你认为盥洗池深度是否合适（）
A 深 B 浅 C 合适 D 无所谓
4．你认为盥洗池水龙头个数是否足够（）
A 多 B 少 C 足够 D 无所谓
5．你认为水龙头之间的间距是否合适（）
A 宽 B 窄 C 合适 D 无所谓
6．你认为水龙头的伸出的长度是否合适（）
A 长 B 短 C 合适 D 无所谓
7.你是否会把洗漱用品放在洗漱台边缘上？
（）
A会B不会
8.你觉得你们的洗漱台看上去如何？
（）
A干净整洁B过得去C有点乱D有点脏E其它
9．你认为洗漱台上方需要增加存放物件的凸台吗？
（）
A 需要 B 不需要 C 无所谓
10．你认为洗漱台下方需要增加功能架吗？
（）
A 需要 B 不需要 C 无所谓
11．你认为洗漱台方角处是否需要改进（）
A 需要 B 不需要 C 无所谓
12、你认为洗漱台排水口安置是否合理（）
A、不合理，经常堵 B、还行 C、很好，几乎不堵塞
13.你认为洗漱台的颜色是否合适？
（）
A合适B无所谓C不合适D其他：
你对洗漱台的其它建议或意见：
一共收集有效问卷160份（男、女生各80份）。
整理统计后，得到如下数据以供分析：
表二学校老校区学生宿舍洗漱台调查问卷的数据分析
男生
女生
A
B
C
D
A
B
C
D
洗漱台高度
高10%
矮52.5%
合适30%
无所谓7.5%
高10%
矮52.5%
合适35%
无所谓2.5%
洗漱台宽度
宽5%
窄37.5%
合适55%
无所谓2.5%
宽60%
窄15%
合适25%
水槽
深度
深2.5%
浅57.5%
合适40%
无所谓
深0%
浅85%
合适15%
水龙头个数
多2.5%
少70%
合适25%
无所谓2.5%
多0%
少70%
合适30%
水龙头间距
宽2.5%
窄62.5%
合适35%
无所谓
宽7.5%
窄27.5%
合适62.5%
无所谓2.5%
水龙头伸出长
长0%
短62.5%
合适35%
无所谓2.5%
长
短70%
合适27.5%
无所谓2.5%
用具放在边缘
会85%
不会15%
会80%
不会20%
洗漱台满意度
干净整洁7.5%
过得去7.5%
有点乱17.5%
脏乱67.5%
干净整洁0%
过得去15%
有点乱5%
脏乱80%
洗漱台置物台
需要70%
不需要17.5%
无所谓12.5%
需要82.5%
不需要2.5%
无所谓15%
洗漱台功能架
需要65%
不需要15%
无所谓20%
需要72.5%
不需要17.5%
无所谓10%
方角改进
需要65%
不需要22.5%
无所谓12.5%
需要75%
不需要2.5%
无所谓22.5%
排污口设置
不合理80%
一般17.5%%
很好2.5%
不合理87.5%
一般12.5%
很好0%
颜色
合适25%
无所谓32.5%
不合适37.5%
其他5%
合适40%
无所谓35%
不合适25%
其他
2.2 调研分析
通过以上调研统计数据，我们小组结合自身的亲身试用经历，总结出了以下我校本部现有洗漱池存在的人机工程学方面不合理的地方：
2.1.1洗漱台设计没有考虑到男女差异
统计数据显示，在洗漱台宽度及水龙头间距等项目，男、女生选项出现明显的差异。
此情况是由男、女生体型各项数值（如身高、肩宽、臂长等）的差异造成的。
我校本部男、女生公寓先有洗漱台为同种型号，这无法使大多数学生使用时感觉到舒适。
例如现有的洗漱台宽度，绝大多数男生认为合适，而大部分女生认为过宽。
所以要设计出最符合人机工程学的洗漱池，必须考虑到男女差异，在男、女生公寓设置的洗漱台不应为同种型号。
2.1.2洗漱台高度不够舒适
从表中可见，男、女生各有52.5%的同学认为洗漱台偏矮，而只有30%左右的同学认为高度较合适，这种情况造成许多同学在洗漱及洗衣时必须大幅度弯腰，对人体造成较重的负荷，致使同学们洗漱及洗衣时的疲劳程度增加。
2.1.3水槽深度不合理
图表显示57.5%的男生及85%的女生认为水槽深度过浅。
当水龙头水量较大的时候，水花极易溅出洗漱台，打湿同学们的衣物，造成地面湿滑，滑倒的可能性大大提高。
且我校现有洗漱台的深度低于一般的水盆，当同学们水盆接水过多时会溢出洗漱台，打湿地面，也是让人滑到的另一大原因。
2.1.4水龙头数量及间距不合理
水龙头数量偏少：
超过62%的同学认为我校洗漱台水龙头的数量不足，特别是早晚洗漱时间，水龙头个数不能满足本楼层学生的需求。
水龙头间距男生使用偏窄：
现有洗漱台上水龙头的间距较为适合女生，由于男生肩宽、臂长普遍大于女生，现有间距对于男生使用则偏窄，洗漱过程中容易与相邻的同学发生碰撞。
2.1.5水龙头伸出长度偏短
调查中，大部分同学表示认为水龙头伸出的长度偏短，其中女生更是有70%之多认为现有长度不合理，伸手开关水龙头较为费力，而且不小心容易沾湿身着衣物。
2.1.6缺少放置洗漱物品的位置
据调查显示82.5%的同学在洗漱时会把洗漱用具放在洗漱台边缘上。
而放在边缘的用具十分容易被碰落。
因此，70%的男生和82.5%的女生希望在洗漱台上方增设置物台；65%的男生和72.5%的女生希望在洗漱台下增加功能架，以此方面同学们洗漱、洗衣时的物品放置。
2.1.7洗漱台内排水口安置不合理
调查人数中83.25%的同学认为我校洗漱台排污口的安置不合理。
排污口数量偏少，且没有滤网不易清理，导致洗漱台经常堵塞，给同学们的日常生活带来极大的不便。
三、现有方案评析
3.1 设计规范和要求
根据人机工程学和国家相应的测量标准，对我校学生公寓的洗漱台进行分析和设计，规范和要求如下：
3.1.1从人机工程学角度分析，为使同学们在洗漱池前操作时处于较为舒适的姿势，结合人体标准数据及立姿人体拉推力分布图，洗漱池的高度在人体会阴高处较为合适，让人一方面不会有洗衣服洗到腰酸背痛的不适，也不会难于拿取桶盆的不便。
3.1.2为使同学们在使用水龙头时最为省力方便，洗漱池的宽度应调整为人正常站立时，手在水平向前伸出的距离。
3.1.3为避免在洗漱池前操作时发生碰撞，水龙头的间距应该适当大于人体两前臂长的距离，并且由于男、女生的前臂长不同，所以男女生宿舍的洗漱台宽度这个方面需要考虑。
3.1.4为了防止同学接水过多溢出洗漱台打湿地面造成安全隐患，水槽深应该高于标准洗漱盆的高度为宜。
水槽设置相当讲究，深了，拿进拿出桶和面盆不方便，浅了，洗漱的时候水很容易溅出来影响人情绪。
所以，稍深与面盆的深度为最佳。
3.1.5为了防止在洗漱池前操作时衣物接触水台造成大面积沾湿,挡水台上表面需设计一定倾角,减少水台表面积水。
3.1.6水龙头的出水口的高度应适当高于人在弯腰洗脸时双手自然水平伸出的高度为宜。
3.1.7在设计水龙头伸出量时需要考虑人手臂作业区间与洗漱台宽度的差值。
使得水龙头开关位置处于人体水平面的正常作业区内。
3.1.8根据调查数据显示，众多同学对我校本部洗漱池的排水系统有很大的不满，我认为水槽的底面应该有小的倾斜角度以便排水，同时为了使东西不会沿斜面下滑，斜面应满足自锁条件。
3.1.9通过实际生活体验及调查问卷反应出我校现有洗漱台缺少用品放置区，为同学们的生活带来了不便，设计中应添加洗漱用品放置区。
3.1.10洗漱用品台的高度根据人的肘高进行设计，这样胳膊舒展自然。
3.1.11为了满足安全性准则，在挡水台边缘应以适当的圆角代替棱角。
3.2 方案内容分析
表三我校洗漱台现状描述与分析
设计参数
现状描述
分析建议
洗漱台高度
我校公寓洗漱台高度为795mm
高度应适合我校绝大部分的同学为最适宜，现有高度略微偏矮
洗漱台宽度
我校公寓洗漱台宽度为655mm
稍微有点宽，最大可及宽度应是以肩关节为中心，手臂长为半径画圆弧，适当加宽就可以
水槽深度
我校公寓水槽深度为108mm
深度不够，经常会出现把水洒到水池外，地面常有积水
挡水台宽度
我校公寓挡水台宽度为100mm
宽度过大浪费材料,占用过多使用面积，且易积水。
应适当减小宽度
挡水台上表面
水平面
倾角过小，易积水，应适当增大倾角
水龙头高度
我校公寓水龙头高度为976mm
现有的水龙头高度与标准比较，结合实际使用，比较合理
水龙头间距
我校公寓水龙头间距为693mm
应当保证在个人洗漱区域的基础上稍宽一些
水龙头伸出量
我校公寓水龙头伸出量为
197mm
水龙头伸出量偏短，使用时身体需前倾，较为费力。
建议增大伸出量，使洗漱台宽与伸出量的差值在人体手臂水平作业范围以内。
排水除污系统
水池底面为水平面，杂物易残留
水平面不利于排水和杂物清理，应该设置适当倾斜角度和排水除污通道，便于集中清理
洗漱用品放置区
我校学生洗漱用品都是放置在
挡水台边缘
洗漱用品的放置影响了洗漱时的舒适度，容易将洗漱用品碰倒，应增设洗漱用品放置区
四、设计方案
4.1 方案设计依据
4.1.1方案设计的基本理念
本方案是根据空间设计的理论在原有实物的基础上进行改动，使其在使用时更符合人机工程学的原理，空间设计是指根据学生的视觉范围、作业姿势、活动范围等一系列生理、心理因素对人的影响，合理确定最佳的设计方案，让学生生活地更加舒适自然。
4.1.2方案设计的准则
正确运用人体数据是设计合理与否的关键，否则，一旦数据被误解或者使用不当，就可能导致严重的设计错误。
因此，当本设计中涉及到人体参数时，我们应遵循以下9个准则：
1）最大最小准则
最大最小准则要求根据具体的设计目的，选用最大或最小的人体参数。
在设计方案中，洗漱台的设计选择适当的百分位时，应该注意以下要点：
由人体某一部分决定物体，诸如臂长、腿长决定的座平面高度和手所能触及的范围等，其尺寸应以第5百分位为依据，小个子够得着，大个子自然没问题。
由人体总高度、宽度决定的实体，其尺寸应以95百分位的数值为依据，能满足高个，小个子自然没问题。
2）平均准则
平均准则的目的不在于确定界限，而在于决定最佳范围，这时应以第50百分位为依据。
结合公式：
其中
为对应于百分位
的百分位数，
为样本均值，
为样本标准差，
为与
有关的变换系数。
在本设计中，运用到身高、会阴高等数据尺寸时，应遵循平均准则，以第50百分位为参照标准。
3）性别差异准则
对于大多数人体尺寸，男性比女性大些,但有四个尺寸胸厚、臀宽、臂部及大腿周长正相反。
同整个身体相比，女性的手臂和腿较短，躯干和头占的比例较大，肩较窄，骨盆较宽。
皮下脂肪厚度及脂肪层在身体上的分布，男女也有明显差别。
所以，在使用人体数据时，对于会阴高、前臂长、肘高等尺寸时，要分别设计男、女生的尺寸。
4）安全性与经济性准则
为了节省设计方案洗漱台的经济成本，更好地贯彻环境友好型、经济节约型社会的理念，我们小组讨论对水台的侧面做一个向下的斜坡，这样不仅节省了一部分材料，还使得学生衣服被水台沾湿的情况得到有效地解决。
5）实用性准则
洗漱台是集洗漱与于洗衣服为一体的设施，它的设计必须符合学生的实用需求。
根据调研分析，我们提出以下改进方案：
在洗漱台靠墙一侧的上方增设一排置物台，满足学生在洗漱时需要放置洗漱用品的需求。
同时，在洗漱台下方增设功能架，这样不仅使学生的闲置水盆有处可放，大大减少水盆占用洗漱用地的情况，还能使水盆底部保持清洁，缓解学生之前需要弯腰蹲下把水盆放到地上的疲劳程度。
绝大多数学生反映排水口过少，排水口间距太大，当有一个排水口堵塞时，相邻的排水口无法帮助排水，因此我们在结合实际和经验的基础上，拟在两个水龙头之间设一个排水口，以缓解排水口问题的严重程度。
6）物理准则
当设计中运用到相应的物理知识时，应当做到实事求是。
在研究水槽底面倾角和水台上表面倾角时，为了不使学生放置地物品沿斜面下滑，倾角应符合自锁现象。
自锁现象是如果作用于物块的全部主动力的合力的作用线在摩擦角之内，则无论这个力怎样大，物块必保持静止。
因为在这种情况下，主动力的合力的作用线必在摩擦角之内，而全约束力的作用线也在此摩擦角之内，主动力的合力和全约束力必能满足二力平衡条件，所以物块必静止,满足公式：
此式表明，摩擦角的正切值等于静摩擦系数。
根据查找的资料分析可知，如果满足静摩擦系数
，仍能产生自锁，这样的斜面非常安全，东西不会下滑，对应的
，即斜面倾角不超过26°。
4.2 方案比较
表3现有方案与设计方案的比较与分析
项目
实际方案
设计方案
两者比较
男生
女生
洗漱台
高度
795mm
宽度
655mm
水槽
深度
108mm
倾角
0°
20°
使污水不易堆积，容易保持清洁
挡水台
宽度
100mm
上表面倾角
0°
20°
使污水不易堆积，容易保持清洁
侧面倾角
°
60°
边缘
尖锐的方角
有弧度的圆角
安全性大大提高
水龙头
间距
693mm
伸出量
197mm
高度
976mm
排水口
间距
1930mm
加快排水速度，缓解了排水口堵的严重程度
洗漱用品台
高度
无洗漱用品台
宽度
无洗漱用品台
洗漱台下功能架
没有功能架，桶盆只能放在地上，过程费力且易弄脏桶盆
双层不锈钢功能架
提高了空间利用率，省力，使桶盆放置更干净合理
颜色
白色，易弄脏
米色
二者颜色相差不大，米色比白色看起来更温暖耐脏
4.3 方案改进
最佳功能尺寸
有关国家标准公布的人体数据是在裸体或者穿单薄内衣的条件下测得的，并且测量时不穿鞋。
而设计中所设计的人体尺度是在穿衣服、穿鞋条件下的人体尺寸，因此，在考虑有关人体尺寸时，必须给衣服、鞋留下适当的余量，也就是在人体尺寸上增加适当的着装修正量。
而人体处于不同的姿势时，人体尺寸也不尽相同，这时应当适当考虑姿势修正量，立姿时身高、眼高减100mm。
另外，为了克服人们心理上产生的“空间压抑感”等心理感受，需要再附加一项心理修正量。
同时考虑了功能修正量（即着装修正量与姿势修正量）和心理修正量的尺寸成为最佳功能尺寸：
其中
为最佳功能尺寸，
为第
百分位人体尺寸数据，
为功能修正量，
为心理修正量。
五、设计认识与结果讨论
5.1 主要结论
5.1.1我校本部洗漱台现状
我通过互联网图书馆查阅了相关国家标准,实地测量了我校本部现有洗漱池的各项可能影响同学使用舒适度的数据，如洗漱台高、宽、洗漱池深、水龙头间距，排水口安置等，并且根据以上数据制作了调查问卷，从实际使用的学生中抽取一定比例进行了问卷调查，从而确定我校本部洗漱池在人机设计上有许多需要改进的方面。
主要问题有：
1、排水口安置不合理，经常堵塞。
2、高度、宽度不合理，在洗漱台前作业易疲劳且容易沾湿身着衣物。
3、缺少洗漱用品置物台和洗漱台下功能架。
5.1.2设计总结
我的设计是针对调查问卷和实际测量中发现我校本部洗漱池的不足之处加以改进和创新而来的。
改进数据是基于实际测量数据和标准理论数据得出。
此外，我创新设计的倾斜池面、排水小凹槽及置物台是根据同学们日常使用中的希望和问卷中的建议创新构想而出，其尺寸数据基于人机工程学和流体力学原理计而算出。
我的设计有一定的合理性，但也相对主观，在经济实惠方面或有欠缺。
5.2 方案进一步改进设想
在进行问卷时与学生交流了解到，同学们认为洗漱台的方位安置需要改进，现在的位置逆光不易在台前洗漱。
另外，洗漱池水龙头可以换成感应的，在洗漱时减少浪费现象。
同时，挡水台的高度设置时没有考虑到水从高处落下后飞溅的情况。
由于理论数据不足，在设计中并没有涉及到以上方面，尚存在许多不足之处有待提高与改进。
5.3 收获与致谢
通过这次课程设计，我不仅学会了怎样人机工程学的知识运用到生活与实际，设计出更优化的洗漱台方案，还更加明白了团结协作的重要性，收获了友情的果实。
我感谢同学们的支持与理解，更要感谢老师的指导与帮助。
此次方案经过我经过反复讨论与推敲，在批判继承现有方案的基础上进行更人性化的设计，我很荣幸能完成这样意义重大的设计。
参考文献
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中国劳动社会保障出版社,2007
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