湖南工学院安全人机工程课程设计

安全人机
课程设计
课程：安全人机工程课程设计
题目：六人间学生用床及相关器物
安全人机工程分析及改进院系：安全与环境工程学院
专业班级：安全工程安本1001班学生姓名：
学号：
指导老师：刘爱群廖可兵
完成时间：2012.05.03 ～2012.05.20
目录
1 前言 (1)
2 理论依据 (1)
3 实测数据 (4)
4 宿舍设施的改进及分析 (6)
4.1 床 (7)
4.1.1 床的高度 (8)
4.1.2 床的长度 (9)
4.1.3 床的宽度 (9)
4.2 卫生间 (9)
4.2.1 水龙头高度 (11)
4.2.2 喷头高度 (11)
4.3阳台 (11)
4.4.1 洗漱台 (11)
5 环境 (12)
5.1温度环境 (12)
5.2宿舍照明度 (13)
6 色彩环境 (13)
6.1理论分析 (13)
6.2宿舍公寓色彩 (14)
7 结束语 (17)
参考文献 (18)
六人间公寓学生用床及相关器物的人机安全工程
分析及改进
安全工程专业安本1001班：张圣敏指导老师：刘爱群、廖可兵
【摘要】：安全人机工程是从安全的角度和着眼点，研究人与机的一门工程技术，其立足点在安全上面，以对活动过程中的人实行保护为目的，主要阐述人与机应保持什么样的关系，才能保证人的安全。

本次安全人机工程课程设计是对我校六人间学生宿舍的主要物品的人机关系、照明度和色彩搭配进行了实测和整改设计。

运用了安全人机工程学的基本原理和方法，全面考虑大学生的生理、心理因素，考虑其型式及居住的空间能适合人的生活方式，人—公寓—环境系统综合的宜人性，借鉴以往学生公寓的情况，取长补短，使四人间公寓达到安全、舒适、合理、经济的效果。

【关键词】：人机工程；人机结合面；对比分析；照明度；色彩搭配
Security of capital equipment of apartment ,
design with whole reasonable color of space collocating
while being man-machine
[Abstract]: Study of one man and machine engineering, above its foothold in the security to the people on the process of implementation of activities for the purpose of protection, mainly on the man and machine what kind of relationship should be maintained in order to guarantee security. Matched to the ordinary university student six worlds apartment main equipment man-machine relations、and the color has carried on the design. Using the man-machine engineering basic principle and the method, comprehensively considered university student's physiology, the psychological factor, considered its pattern and the housing space can suit human's life style, human - apartment - environment system synthesis pleasant, the model former student apartment situation, makes up for one's deficiency by learning from others' strong points, enables eight worlds apartments to achieve the security, comfortable, reasonable and the economical effect.
[Key words]:Man-Machine ;Engineering ;The contrast ana
1 前言
随着经济的发展，科技的进步。

尤其在21世纪的今天，几乎所以的院校都实现了现代化的学生公寓，这给学生创造了优越的学习和生活条件。

但在另一方面，由于设计尺寸不合理、人机不协调、人机环境中颜色不调配等因素，给学生在生理和心理上带来了很多的负面影响。

比如驼背、近视、压力加大、心烦意乱。

虽然在时间阶段上来说这不完全是在大学阶段造成的，但也不可忽略在大学学习期间由于学习、生活环境不适而造成的负面影响。

针对上述出现的一些问题，本次安全人机工程课程设计将在参阅相关资料、进行实地测量的基础上，分析与评价学生与组合柜及周围环境这一系统中的安全人机界面的协调关系。

并以安全、健康、协调舒适为目标，针对相关问题提出建议和相关改进设计措施。

2 理论依据
表2-1 人体主要尺寸单位：mm
3 实测数据
测量仪器：卷尺
测量对象：卷尺测得宿舍及宿舍内物品的长度、宽度及高度
测量目的：具体的数据来说明、分析宿舍的人机界面的不合理性，从而为下一步改进措施提供有利的测量数据
本文所设计的六人间公寓为长8.9m、宽3.9m、高3.2m的一线型空间，充分考虑学生的实际生活，休息、学习、洗漱空间是必备的，同时，也需要有一定的自由支配空间。

为保证室内空气的清新，洗漱空间（卫生间、洗漱台）要与休息（床）、学习空间（室内主体）相隔开。

运用落地玻璃门隔开，将整个公寓分开为室内和室外两部分。

在整体布置上，将休息、学习空间放在室内，洗漱空间放在阳台。

室内空间大小为6.6m×3.9m,阳台的空间大小为2.4m×2.3m，中间墙厚
度为0.2m。

3-1 表宿舍实测数据
公寓的整体布局的具体分析如下（如图3-1）
图3-1 公寓的整体布局图
①凳子②床③饮水机④洗漱台
4 宿舍设施的改进及分析
我们在宿舍中学习生活，为了提高生活水平和学习效率，就要最大限度地保障人的安全健康与舒适愉快。

这就要求我们把人与“机”结合起来考虑，宿舍是
我们大学生活的主要场所之一，我们在宿舍中生活和学习，机的设计不仅要经济，还要充分考虑并将人的心理及生物力学特征表现出来，使人在宿舍中高效率地学习，健康舒适地工作。

把人—机作为一个整体一个系统加以考虑，通过将设计的理论依据和实测的数据进行比较，得知我们宿舍人机界面个别方面并不合理，作出以下分析。

4.1床
床是供人休息的地方，其所占空间也是最大的，与人的关系甚为密切，因此，对床位的合理设计是至关重要的。

躺在床上，身体压力的分布状态是影响睡眠舒适性的主要因素。

有试验表明：标准硬度的床和过与柔软的床的身体压力分布显著不同。

睡在标准硬度的床上肩甲骨、腰、肘等感觉迟钝的地方受到很大压力，而感觉灵敏的地方则受压较小，这种压力分布是合理的。

睡在过于柔软的床上，大部分身体都要承受压力，使得许多不该受压的部位受压，而应该受压的部位不受压，身体向中间挤压，让人感到不舒服，翻身困难而且非常容易醒。

因此，床的最理想弹性结构为，最上面一层应该是柔软的物体，中间层应该较硬，下面一层由弹簧等材料构成。

但由于实际与经济问题，学校寝室床结构为两层：上一层为柔软物质，下一层为木板。

表4-1 六人间学生用床实测尺寸
名 称
长 度（单位cm)
床高（距地）、床梯高度
178 床 长 200 床 宽 80 床面距离天花板
114 床梯宽 28 脚踏板间距 27 护栏长度 118 护栏高度（距离床板）
24 蚊帐架高度 105 床垫木板厚度 2.0 支撑木板的钢板间的距离
53 天花板高度
292
表4—1 人平躺时的尺寸标准
4.1.1床的高度
当代人用的床，对床的要求首先是稳固，不能睡上去有摇晃的感觉。

床铺上下铺净高度属于一般用途设计，根据人体数据运用准则，应选用中国男子坐姿身高第95百分位为基本参数
a
s ，查表5取
a
s =958mm ，衣裤厚度（功能）修正量取
8mm ，人头顶无压迫感最小高度（心理修正量）为100mm ，则上下铺最小净空间距和最佳净空间分别为： S m in =
a s +f
∆=958+8=966mm
S opm =S a +
f ∆+p
∆=958+8+100=1066mm
所以本设计采用最佳净空间1066mm 。

一般情况下，下层床面高度为800mm ，则上层床面的高度应为1801mm 。

由上述分析，宿舍的床将采用2m ×0.8m ×1.8m 的设计。

4.1.2床的长度
床铺的长度属于一般用途设计，根据人体数据运用准则，应选用男子身高第95百分位为基本参数
a
s ，查表1取
a
s =1775mm ，棉被厚度（功能修正量）取125mm ，
人头顶无压迫感最小高度（心理修正量）为100mm ，则： S m in =
a s +f
∆=1775+125=1900mm,；S opm =S a +f ∆+p ∆=175+125+100=2000mm
所以本设计采用最佳长度2000mm 。

4.1.3床的宽度
床的宽度要依照人体的体宽尺寸设计。

床铺的宽度也属于一般用途设计，根据人体数据运用准则，应选用男子最大肩宽第95百分位数为基本参数a
s ，查表
2-4取
a
s =469mm ，棉被厚度（功能修正量）取125mm ，考虑到人在睡眠中会左右
翻动，因此取左右空间余裕量（心理修正量）为300mm ，则床铺最小宽度和最佳宽度分别为：
m in s =a s +Δf =469mm+125mm=594mm,
=a s +Δf +Δp =469mm+125mm+300mm=894mm ，
床宽设计采用最佳宽度894mm 。

4.2卫生间
宿舍里卫生间是浴室间与厕所的组合，无墙隔开，设计简单、经济。

卫生间的外墙开设了一扇窗户，在靠外墙处安置便池。

这样设计有助于保持卫生间的空气清新和保证室内的透明度。

而内墙安置了水管，方便了同学们的日常生活 但
是没有安装热水器据了解冬天很多人只能去澡堂洗澡这给学生的生活带来极大的不便。

加穿衣修正量15，再加大半个上臂长（大约200），这就是592左右。

表4-41卫生间的数据说明
除蹲姿的长、宽，还应考虑空间余裕量（心理修正量），有一侧可留较大空间余裕量，可为挂衣物、放纸篓的空间。

由上分析，便池将设计离外墙125mm，离两侧墙分别为100mm、350mm。

4.2.1水龙头高度
直立时工作面的高度=6/11*身高
=6/11*1484
=810mm
4.2.2喷头高度
使用方便的隔板高度（上限值）=6/7*身高
=6/7*1659
=1422mm
4.3阳台
4.3.1 洗漱台
就其高度而言，依据理论依据洗漱台的高为洗漱台高/人身高=4/9
再根据人体运用准则，选取男子身高第95个百分位数为参数，查表为1775mm，因此洗漱台高为1775*4/9=742mm 再考虑到鞋与衣服的修正量25mm,因此洗漱台的高度应为742+25=767mm。

设计洗漱台时还应该考虑其面积，方便人们放置洗漱用品和其他所需放置的物品。

而且八人间人比较多，只有一个洗漱台，特别是早上起来以后显得特别拥挤，给同学们的生活带来了不便。

洗漱台的模型图
5 环境
5.1 温度环境
夏天天热的时候宿舍装有电风扇，能让人感到凉爽。

另外宿舍装有落地玻璃门，夏天把玻璃门和防盗门都打开，空气对流，比较凉爽，使人不易产生疲劳。

冬天学生可以自己加御寒服装，洗澡的时候有热水器，并且洗手间很小，会比较温暖。

5.2 宿舍照明度
自然光是任何人工光源所不能比拟的，在设计时应最大限度地利用自然光，尽量防止眩光，增加照度的稳定性和分布的均匀性与协调性等。

而宿舍装有落地的玻璃门，防盗门上还装有窗户，很好地解决了自然采光的问题。

宿舍内还安装有两个白炽灯管。

方便夜间学习生活。

“安全，适用，经济，美观”是照明装置设计的基本原则。

一般生活和工作环境，需要稳定柔和的灯光，使人们能适应这种光照环境，而不感到厌倦。

为了使我们的人机的适应度提高，保证我们的工作、学习、休息质量。

其具体措施如下：
（1）.最大限度的利用自然光。

（2）.选择人工光源时，注意光谱的成分，使其尽可能接近自然光，但不选择有色光源。

（3）.避免眩光限制光源亮度，合理分布光源。

（4）.保证电压稳定，避免光源闪烁。

（5）.亮度分布不一定均匀。

室内照明应推行“绿色照明”计划，随着社会生产力的发展，人们对生活质量要求不断提高，照明能耗在整个建筑能耗中所占比例日益增加，照明节能已日显重要，室内可以使用最有效的光源灯具，镇流器，同时尽量减少开的数量，过高照度等。

6 色彩环境
6.1 理论分析
对比色是使安全色更加醒目的反衬色，包括黑、白两种颜色。

安全色与对比色同时使用时，应按下表规定搭配使用。

黑色
黑色用于安全标志的文字、图形符号和警告标志的几何边框。

白色
白色作为安全标志红、蓝、绿的背景色，也可用于安全标志的文字和图形符号。

选择适当的色彩，利用色彩的效果，构成良好的色彩环境，称为色彩调节。

工作场所具有良好的色彩环境可以得到以下效果：
①增加明亮程度，提高照明效果；
②标志明确，识别迅速，便于管理；
③注意力集中，减少差错和事故，提高工作质量；
④舒适愉快，减少疲劳；
⑤环境整洁，层次分明，明朗美观。

在设计时有调和及对比两种色彩设计的方法。

若以调和的手法，则整个室内家具与各界面之间的色彩和谐统一，显得幽雅、宁静，若以对比的手法，则家具色彩明快突出于环境的背景色，使室内环境显得活跃而有生气。

在视觉狭窄的建筑物内，适当装饰，既可活跃建筑气氛，有可以增加视觉层次，和谐建筑物有限空间的约束，通过叠层透景，构成画中有画，景中有景，趣味无穷。

建筑物内的色彩，一般以柔和、温暖、宁静、悦目的中性浅色调为主，即以光谱基本颜色之间的复合浅色为主。

如黄、红之间的橘黄色、浅蓝色、红色等暖色，或者黄、绿之间的草绿色、苹果色等冷色，令人久观不厌，心旷神怡。

一般室内的配色不要尽可能单一，配色的饱和度明度也不要太高和相差悬殊，饱和度也不应太高。

虽然室内环境由多种色彩组成，但一般情况下可以分解为背景色、主体色和强调色三类。

如表6-1：
表6-1 三类色的应用
6.2 宿舍公寓色彩
色彩设计包括了环境色彩、物品色彩以及标志管理色彩。

室内色彩的要求有利于学生形成安详、稳定的生活和学习情绪，色彩的选择应符合室内环境的特性。

值得注意得是，各种室内视觉环境有一个基本相同的要求，就是上部应该比下部明亮。

惟其如此，人们才能在室内处于安定的情绪之中。

宿舍的色彩采用了冷色基调。

由于宿舍的空间有限，四面的墙采用高明度的淡色—白色，以达到扩大空间的效果。

室内的书桌书柜及阶梯柜采用较有分量的咖啡色，采用此色可是整个室内空间显得沉静，适合安定心神学习。

地板采用粉红色地板砖，使整个室内的色调一致。

室内墙壁贴有学生自己买的墙纸或海报，
给宿舍增加了一抹鲜艳亮丽。

至于阳台的卫生间、洗漱台同样采用白色，使整个洗漱空间看起来整洁明亮。

此外，入住的学生可示情况采用较鲜艳的暖色系色彩的物品对整个公寓进行装饰，以发挥强效果，突出个性。

表6-1 各种颜色表示的抽象概念
表6-2 各种颜色的心理作用
说明：表中有“△”的表示有该种心理作用或感觉联想
根据不同的颜色的特点，并结合宿舍的使用功能、面积大小的因素，决定颜色的取舍。

总体说，宿舍狭小要选用乳白色、米色、天蓝色，再配以浅色窗帘。

因为白色会反射全部的光线，具有洁净和膨胀感，使空增加宽敞感，而灰白是一种极为随和的色彩，具有与任何颜色搭配的多样性，采用灰色系列的地砖，更具有文化品位和大自然风光。

蓝色在视觉上具有缩小退后的效果，如果利用得当，可以使宿舍看起来更大些。

如蓝色用在床等大件物品上，会产生显得比实物小的效果。

褐色是最容易吸收任何颜色的光线，是一种安逸祥和的颜色可以放心运用在家居中。

宿舍的色彩将采用冷色基调至于阳台的卫生间、洗漱台同样采用白色，使整个洗漱空间看起来整洁明亮。

7 结束语
安全人机等各科知识的理论知识，在这次课程设计中让我有了实践的机会，通对宿舍环境的设计和改造，将理论和实践有机的结合起来，在实践中检验理论。

使得宿舍环境在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高。

人机工程学的显著特点是在认真研究人、机、环境三个要素本身特性的基础上将使用“物”的人和所设计的“物”以及人与“物”所共处的环境作为一个系统来研究，在人机工程学中将这个系统称为“人——机——环境”系统。

这个系统中，人、机、环境三个要素之间相互作用、相互依存的关系决定着系统总体的性能。

此次的课程设计就是运用人机系统设计理论，利用三个要素间的有机联系来寻求学生公寓这个系统的最佳参数。

在此次课程设计中，我们对人机系统建立合理的方案，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，达到保障人的健康、舒适、愉快地活动，同时带来活动效率的提高。

参考文献
[1] 安全人机工程学.张力，廖可兵.中国劳动社会保障出版社.2007
[2] 欧阳文昭，廖可兵.安全人机工程学.北京：煤炭工业出版社.2002
[3] 阮宝湘，邵祥华编著.工业设计人机工程.北京：机械工业出版社.2005
[4] 曹琦主编.人机工程.四川：四川科学技术出版社.1991
[5] 曹琦等编.人机工程设计.四川：西南交通大学出版社.1988
[6] （日）浅局喜代治编著.现代人机工程学概论.北京：科学出版社.1992
[7] 丁玉兰主编.人机工程学.修订版.北京：北京理工大学出版社.2000
[8] 杨公侠编著.视觉与视觉环境.上海：同济大学出版社.2002
[9] 黄国松.色彩设计学.北京：中国纺织出版社.2001
[10].朱钟炎，王耀仁，王邦雄，朱保良编著.室内环境设计原理学出版
社.2003。