水壶的人机设计.docx

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水壶的人机设计

一设计任务书

1设计题目…………………………………………1

2设计题目的说明与分析…………………………1

3设计目标…………………………………………2

二调查与分析

1空巢老人社会现实调查…………………………..3

2网上资料的收集整理………………………………3

（1）壶嘴的设计……………………………………3

（2）壶把的设计……………………………………4

（3）电源开关的设计………………………………5

（4）容量显示的设计………………………………6

（5）提示器的设计…………………………………7

3老人遇到的困难和解决方案………………………8

1）壶把的设计………………………………………8

（1）分析比较………………………………………9

（2）方案确定………………………………………10

A对设计的人机分析…………………………11

B设计壶把的得失…………………………12

2）壶嘴的设计……………………………………13

（1）分析比较………………………………………13

（2）方案确定………………………………………14

A壶嘴的人机说明……………………………15

B设计的得失…………………………………15

3）电源开关的设计………………………………15

（1）分析比较……………………………………16

（2）方案确定……………………………………16

A电源开关的人机设计说明…………………….17

B设计得失……………………………………17

4）容量提示设计………………………………18

A容量的人机说明………………………………19

B设计得失…………………………………………20

5）最终方案确定……………………………………20

三水壶设计整体说明……………………………………20

四设计小结………………………………………………21

五参考资料………………………………………………22

一设计任务书

1设计题目

空巢老人用的水壶的人机设计

2设计题目的说明与分析

电热水壶指一种用于饭店客房内供客人自助烧开水的电开水器，一般有分体式电源底座，水沸自动开关，有水位指示标准和电源指示灯、干燥保护等安全装置，

空巢老人是指上年纪了的人或较老的人。

世界卫生组织对老年人的定义为60周岁以上的人群，而西方一些发达国家则认为65岁是分界点。

中国古代曾将50岁作为划分。

家庭“空巢”综合症主要的症状是心情郁闷、沮丧、孤寂，食欲减低，睡眠失调，平时愁容不展，长吁短叹，甚至流泪哭泣，常常会有自责倾向，认为自己有对不起子女的地方，没有完全尽到做父母的责任。

另外也会有责备子女的倾向，觉得子女对父母不孝，只顾自己的利益而让父母独守“空巢”。

针对这次设计的课题，具体分析空巢老人在生活中的困难，主要是无人照顾，用水不方便，老人们虽然可以基本还早顾自己的生活，但是身体的状况已经大不如前了，容易出现危险。

老人心里有些寂寞，在一定程度上缺少温暖和儿女的关怀，作为儿女担心最多父母在家里的生活，会不会出现什么危险，但是他们又不在身边，所以老人的生活中的安全很重要。

而空巢老人用的水壶除了有一般水壶的特点以外，还必须考虑到空巢老人这个特殊的目标人群，他们在生活中在用水壶时会遇到很多的困难，我们需要通过实际调查自己的经验网上的一些资料来获得这方面的资料。

既然是为空巢老人设计的水壶，就必须从老人的角度出发，切实考虑老人各个方面的需要和对老人负责的态度出发，切实的为老人着想，把水壶做成老人满意的生活伙伴。

3设计目标

通过了解老人们生活中遇到的问题，考虑老人生理方面的因素还有心理方面的因素，利用自己所学的知识设计一款符合广大空巢老人需要和满意的产品！

二调查与分析

1空巢老人社会现实的调查

（1）资料显示，１９８７年，在老人的家庭中，“空巢家庭”所占比例只有１６．７％，而２０００年上升到２６％，预计到２０３０年，这一比例将达到９０％。

“空巢老人是当前中国老龄化社会的突出特点之一，他们最常面临的问题是生活需求、亲情需求和安全需求无法满足。

”中国老龄科研中心主任张恺悌说，当空巢老人在精神、经济、生活照顾等方面的需求无法得到有效满足。

2网上资料的收集整理

水壶主要有壶嘴壶身壶把电源开关组成，但是考虑到这次设计的目标和针对的特定人群这次水壶的设计还应该有报警提示器和万一出现危险时候水的流出的问题，报警器是在水开的时候提示老人水开了，最好是声音的提示，因为大多数的老人反应都有所迟缓，当出现危险出现的时候水只能从预留孔中流出

（1）壶嘴的设计

壶嘴的设计主要是三种，第一是一般的，第二种是和壶盖在一起，第三种是仿照茶壶嘴的设计。

（2）壶把设计

壶把的作用是提壶，有水的时候怎么省力，万一发生安全事故怎样最大程度保护老人不会被烫伤，这些都是这次设计任务的目标和解决的问题，这些已有的壶把设计各有特点，给我们提供了很好的借鉴，可以从中找到设计或者改进的突破口。

（3）电源开关的设计

电源是控制电水壶的开关，因为其是要接通电源的所以一定要保证它的安全性，电源开关除了它的安全性还有就是它必须容易被操作，开关的位置应该在手容易触及到的地方，并且容易被识别，在有一般常识的人都可以看得懂。

以下是一些在网上的资料

从这些经典的设计中我们可以发现一些共同的东西那就是开关的设计有其自身独特的语义符号，统一用了红色表示，它的主要形式是红色的按钮还有电源特有的标志。

（4）容量显示的设计

容量就是指水壶可以盛多少水，水壶有很多种，也就是有很多种的容量，主要有1升0.5升等，使用时注意以下事项1注水应不超过最高水位线，以免液体沸腾时溢出壶外。

注水也不宜过少，否则会很快烧干，尤其是鸣笛类电热水壶，至少要使水浸没发热管20mm以上，否则电热管很容易露出水面空烧而烧坏。

另外要注意，不要先接通电源后再装水，否则容易烧坏发热器或因此引起危险事故。

但是这次设计的目标人群是空巢老人，他们的生活中用到热水的地方有哪些，一天大致可以消耗多少的热水，他们开水的方式有哪些，其中用水壶开水的情况有哪些，都是我们这次设计主要考虑的问题。

容量显示的作用主要是告诉人们加了多少水是否达到自己的需求，还有就是不能超过显示的最大值，如果超过了就有了发生危险的可能性，那是不允许的！

（5）提示器的设计

使用电热水壶时应有人照看，避免干烧。

如果无人照看，水在烧开后，对无限温器的鸣笛壶会一直把水烧干，对装有能自动复位温控器的电水壶，由于反复加热也会把水烧干，如果这时超温保护功能又失效，就会导致火灾事故的发生，这是不允许的

3老人遇到的困难以及解决办法

老人由于身体方面原因，手和手臂的力量大大的减小，平时在生活中我们时常可以看到老人倒水时候经常把水撒在外边，这样有可能对他人和自己造成伤害，给儿孙们增加不必要的负担，更严重的是给老人的晚年生活留下阴影。

综合分析出现这种情况的原因，我们不难发现主要的原因是由于壶嘴的高度不合适，壶嘴的高度其实很大程度由壶身的高度决定；壶把的受力不合理也是造成这种现象的原因之一，无论壶把怎么样设计，期主要的受力点就是一个，所以我们要做的设计就是通过自己的分析，得到一个相对合理的壶把设计。

解决办法

1）壶把的设计

（1）分析比较

第一个壶把是比较现代，材质是塑料，壶把较短，有和手契合的手持部分，这样就有很好的受力，考虑到老人的身体状况，水壶的把手必须认真考虑人机工程学的因素。

第二个把手采用的是封闭式的，整体感觉厚重，黑色的塑料带给人以舒服光滑的感觉，但是他的缺点也是很明显的，那就是他主要考虑了造型的要求和没的要求，并没有从人机工学的角度去思考和解决把手的问题，并且把手上带有开关，虽然很方便，但是那是对于一些相对年轻的人来说，对于空巢老人来说是极不合适的，并且它的开关设计也没有考虑人们正常的行为习惯，也就是在一定程度上违背了人机工学的原则。

第三个壶把的设计整体上来说比第二个好，造型上基本一致，但是在细节上的不同造成了很大的不同，首先是把手的握持部分，相比第一个有了改进，它考虑了人机的要求，握持部分由突起，这样就增加了手在握持时与把手的摩擦，使使用者在使用时更加舒服和省力，其次就是其开关的设计，同样是在把手上，但是它的颜色改成了人们习惯的红色，这显然是符合人机工学的。

（2）壶把方案确定

这是壶把最后的设计方案，壶把有直线部分，大拇指的按压部分，其他手指的握持部分，材质是黑色硬质塑料

A对设计的人机说明

根据已有的一些产品，我得到的结论是壶把的设计主要就是考虑人手的受力情况，还有就是对人手人机的合理运用。

手工具的设计原则：

a手工具的大小形状表面状况应与人手的尺寸和解剖条件适应；b使用时能保持手腕顺直，避免掌心受压过大，尽量由手部的大小鱼际肌虎口等部分分担压力，c注意照顾女性左手优势者等群体的特性和需要。

根据这些原则，壶把有直线部分30mm，然后是与水平线成40度角，这个改变时考虑到手握持时候的具体受力情况和人们的具体习惯，壶把的握持部分，外侧圆弧部分，是考虑了拇短展肌和拇短屈肌的受力，拇短展肌要比拇短屈肌更有力量，体积也更大，所以要使受力更合理就应该最好做成有弧度的，在综合考虑得到图中的圆弧面;内侧突起的部分是考虑了掌短肌和掌腱膜的结构，掌腱膜通常是人的手心部分，根据常识也知道它比较脆弱，所以应该尽量避免压力压在掌腱膜上，所以突起的作用其一就是保护掌腱膜，其二就是为了增加摩擦，以此来增加压力。

老人的手大多都有这样或那样的功能弱点，所以适当的增加人机要素，增加摩擦，可以有效避免事故的发生。

B设计壶把的得失

通过这次设计实践了解到了老人的生活状态，对他们的生活中存在的困难有了初步的认识，老人们生活需要照顾，心里也需要儿孙们的温暖。

通过实践增加了对知识的理解和运用能力，还有就是把手是生活中的常见的一个物品，但是真正去研究它的时候发现，它的要求是那样得多，如何省力，如何使人的手掌感到舒服，我认真地分析了把手的受力和与人手的配合，但是还觉得远远不够，我还没有真正找到最省力，最合适的把手，这次对把手的设计我最大的失误就是忽略了把手直线部分的设计，造成直线部分过长，严重的影响了把手的受力情况。

2）壶嘴的设计

（1）分析比较

第一个和第四个是相同的类型，壶嘴的设计并没有什么新颖的地方，仅仅就是工业时代的产物；

第二个的设计很有特点，它的壶身和壶嘴连在一起，但是在功能上我不同意，因为倒水的时候就很费力，壶嘴过高对老人来说倒水就成了一个很大的问题。

第三个则是仿照了茶壶的壶嘴设计，因为壶嘴离壶身过远，在出水的时候也存在一定的困难。

（2）壶嘴方案确定

A壶嘴的人机说明

我对壶嘴的设计重点放在壶嘴的高度上，在参考了资料以后，我做了上图的设计，壶嘴出水的地方距地面14cm，高度的下降主要是我适当的降低了壶身的整体高度，壶身整体高15.4cm。

B设计的得失

壶身的高度确定和容积有必然的联系，壶嘴的高度有壶身和倒水时候的状态共同决定。

我想到了以前学习的设计方法学，但是在应用上有很大的障碍，说明我对已经学过的知识不是足够的理解还不能灵活自由的运用，这是今后学习努力的方向。

3）电源开关的设计

（1）比较和分析

第一个和第三个电源开关不约而同的放在了最下边，第一个开关比较小，并且为之更低，颜色不是很明显，这种设计对你年轻人来说是合适的，年轻的人身体状况比较好，但是老人们对现代产品普遍比较陌生，对电源开关并没有多少的常识，如果位置过低，颜色有不明显，那么多很多的老人来说那是极为不方便的。

第二个设计把电源开关放在把手上，同样的问题，对年轻人来说是极好的，年轻人手部的活动很灵活，可以再提水壶的同时把开关打开或者关闭，但是老人们的手部活动僵硬，一下子做这么多动作会大大增加出错的概率，出错增加，那么出事故的机会就会大大增加，这个设计有一个很好的特点就是它的开关是很明显，用红色标出。

（2）方案确定

A电源开关的人机说明

我从已有的设计中吸取经验和教训，再结合老人的特殊情况综合的做出结果。

开关的颜色更加鲜艳明显，位置靠上，和容量显示基本持平，这样老人就可以看得清楚，并且大大减少了老人操作的难度，符合老人使用的特点。

B设计的得失

开关的设计主要是考虑老人的特点，但是我做的标识不是很明显，主要是考虑到老人对标识的认识很有限，还有我并没有很仔细的考虑开关具体应该在什么样的高度，我认为和容量显示基本一致就可以了

4）容量的显示

A容量显示的人机说明

容量的显示是为了让使用者看清楚加了多少水还需要多少水，加到什么就可以，通常意义上容量的显示使用的是数字，数字对于年轻人来说，是很好的，但是我认为这个设计不是最好的，根据人机工程学的知识知道，图形比文字更容易接受，也更直观。

所以我的改进方案就是把数字去掉，改成图形，用杯子表示水量可以倒满一个常见的杯子，考虑到老人有用碗喝水的习惯，用碗表示水量可以倒满一碗，用暖瓶表示可以倒满半暖瓶。

此外材质是透明的塑料。

B设计的得失

我对自己的这个设计是很有自信的，是整个设计中最原创最满意的一点设计，它的设计原则很简单，就是图形比文字更容易识别。

但是我没有认真地考虑在使用过程中图形是不是比文字更加容易受到损失，他可以维持多长的时间。

5）最终的方案确定

具体的几个部分确定以后，就是壶身设计，壶身的设计我也是参考了已有的产品，壶身并没有甚多的变化，主要是水量的多少，我做了长16cm宽9cm高15.4cm的尺寸，再有就是壶盖整体与壶身保持一致，再有一些预留孔的设计和开启装置，这个我并没有过多的考虑，因为我觉得这些东西都是可以灵活一些的。

这样空巢老人的水壶最终确定下来

三水壶整体设计说明

这次设计的任务是设计一款空巢老人使用的水壶，重点是人机分析，但是我设计这款水壶，也有我自己的看法，人机设计的核心实质其实是使得设计更合理，让老人使用时候更安全更方便，那样老人的儿孙才会更放心，这样才更有市场。

我做这款水壶的核心思想就是要把水壶做的简单实用，老人在使用时没有障碍，不需要别人的知道，完全凭感觉就可以很顺利操作水壶，并且不会发生事故。

怎么样保证安全，如何在万一发生事故时候能把危险减到最低，这是我在这个设计中并没有解决的问题，可能是经验和知识太缺少，现在市场上的水壶设计虽然有对安全问题的思考，但是没有什么实质的突破。

报警器的设计我并没有解决，我还没有搞懂它的原理和它的设计方法，所以仅仅做个形态并不能解决问题。

四设计小结

这次设计实践要求的是人机的分析，但是我认为人机其实包括了设计活动的方方面面，所以材质和色彩的选择也应该是这个范畴，但是我并没有从这些方面做过多的考虑，这应该是今后努力的方向。

通过这次的设计知道了自己在学习知识的过程中存在很多的问题，很多知识当时知道理解，但是没有真正的用过，进过一段时间后很容易遗忘；还有就是在就是应该多多积累经典的设计作品，那些经典可以带给我们呢很多的启发，打开我们的设计思路。

这次的实践使我明白了一个道理事不经过不知难，很多事情看起来很容易，但是真正去做的时候才知道自己能做的很少，这件事情提醒我以后切不可眼高手低，觉得简单就不去实际地做。

五参考资料

1.阮宝湘、邵祥华主编，《工业设计人机工程》，机械工业出版社，2005

2.丁玉兰主编，《人机工程学》，北京理工大学出版社，2005

3.GB/T16251-1996工作系统设计的人类工效学原则

4.GB/T10000-1998中国成年人人体尺寸

5.GB/T12985-1991在产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则

6.GB/T13547-1992工作空间人体尺寸

7.GB/T14776-1993工作岗位尺寸设计原则及其数值

8.GB/T14775-1993操纵器一般人类工效学要求

9.GB/T14774-1993工作座椅一般人类工效学要求