基于人机工程学--饮水机外形设计

中国矿业大学

2014级硕士研究生课程考试试卷

考试科目

考试时间

学生姓名李泽宇

学号TS********

所在院系艺术与设计学院

任课教师

中国矿业大学研究生院培养管理处印制

摘要

本次设计的对象是饮水机，目的是通过运用人机工程所学过的知识和方法对现行饮水机的外形进行调研和设计，利用掌握的人—机—环境系统分析与设计的方法，优化改进饮水机的外形、色彩、使用等等方面的不足，通过人机工程学的人体测量、作业环境、色彩环境以及材料选取等等专业学科知识针对现行饮水机外形的不足提出解决方案。

本次设计主要针对于现行饮水机的整体高度、开关、电源插头、水桶以及水龙头进行重新设计或改善。先通过现状分析了解现行饮水机在日常使用中的缺点与不足，然后通过分析和设计，对存在的不足进行改进，达到在生活中可以让人更轻松、更方便的使用饮水机。

关键词人机工程学，饮水机设计，人机系统

目录

摘要 (2)

绪论 (2)

1.1课题研究背景 (2)

1.2课题研究的目的与意义 (2)

1.3课题研究的主要内容 (3)

第二章立体式饮水机设计理论概述 (4)

2.1人体测量 (4)

2.1.1人体测量的姿势 (4)

2.1.2人体测量数据统计描述 (4)

2.1.3影响人体测量数据的因素 (5)

2.1.4人体测量方法 (5)

2.2色彩环境 (7)

2.3设计心理学 (8)

第三章现行饮水机问题分析及设计 (9)

3.1现行饮水机调研分析 (9)

3.1.1整体高度不合理 (10)

3.1.2开关设计不合理 (11)

3.2 现行饮水机数据分析 (11)

3.2.1现行饮水机专利分析 (11)

3.2.2现行饮水机具体数据介绍 (13)

3.2.3现行饮水机数据分析 (14)

3.3饮水机改善 (15)

3.3.1建立用户模型 (15)

3.3.2故事版 (18)

3.3.3饮水机整体外形设计 (20)

3.3.2饮水机水龙头及显示部位设计设计 (21)

3.3.3饮水机下部储水柜设计 (22)

3.4改善后饮水机的材料选取 (23)

3.4.1改善后饮水机外壳的材料选取 (23)

3.4.2改善后饮水机开关材料选取 (23)

3.4.3改善后饮水机水桶材料选取 (23)

3.4.4改善后饮水机出水桶内进水管材料选取 (24)

总结 (25)

参考文献 (26)

绪论

1.1课题研究背景

近年来在我国构建和谐社会主义的推动下，随着经济的发展、社会的进步，“以人为本”的理念愈加受到人们的关注，人们对物质质量日益增长的要求，人们越来越懂得享受生活，越来越追求物质的极尽主义，因此人机工程被广泛用于产品设计和现场改进等领域。饮水机是一个与我们生活日益相关的物品，其设计改进的重要性和必要性可想而知。作为这个物品的使用人群，对每天的使用情况有着比较深入的了解，平时人们抱怨的问题或者是提出的问题，也成为了设计要针对的核心问题。“方便、快捷、舒适、效率”成为设计的核心。”

1.2课题研究的目的与意义

饮水机作为我们生活的必需品，研究的重要性不言而喻。此次课题研究的目的就是为使用者营造一个方便的，快捷的，高效的使用感觉，有助于提高使用者的工作效率。要想工作效率高，一方面必须有充分的休息，而保证工作时的精力；另一方面，水是每个人每天必须要饮用的，所以接水时的高效和快捷会带动人们工作的节奏。所以，一种“方便

的、快捷的、高效的、舒适的”饮水机是必要的，也是必须的。

1.3课题研究的主要内容

本次课题主要强调对普通立体式饮水机的外形研究与设计，包括对整体外形、开关的研究与设计，通过人机工程学的人体测量、色彩环境、心理学以及动作经济原则等等专业学科知识对饮水机的不足进行改进与重新设计。

第二章立体式饮水机设计理论概述

人机工程学是一门新兴的正在迅速发展的交叉学科，涉及多种学科，如生理学、心理学、解剖学、管理学、工程学、系统科学、劳动科学、安全科学、环境科学等，应用领域十分广阔。目前，人机工程在世界制造业、信息技术（IT）业、服务业等各个领域都得到了广泛应用和飞速发展，在中国的发展也是方兴未艾。与此同时，它还与我们的日常生活息息相关。本次饮水机外形设计改进将大量用到人因工程学相关专业知识要点。

2.1人体测量

人体测量主要是研究人体的尺寸和特征，包括人的重心位置、身体各部分的尺寸、关节的运动范围和力量特性等。人体测量数据是工作分析和设计的基础，可以为工业设计个工程设计提供参考数值，它着重与人体的物理测量，运用合适的方法来满足工程设计的需要[1]。

2.1.1人体测量的姿势

对于一般测量要求，被测者姿势主要分为以下两种。

立姿。被测者挺胸直立，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向体测，手指轻贴大腿侧面，膝部自然伸直，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致成45度夹角，体重均匀分布于两足。

坐姿。被测者挺胸坐在被调节指腓骨头高度的平面上，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，左右大腿大致平行，膝弯曲大致成直角，足平方在地面上，手放在大腿上。

立姿测量时站立的地面或平台以及坐姿测量时的椅平面应是水平的、稳固的、不可压缩的。要求被测者脱鞋、裸体或穿着尽量少的内衣（如只穿内裤和汗背心）测量，在测量胸围时，男性应撩起汗背心，女性应松开胸罩后进行测量[1]。

2.1.2人体测量数据统计描述

人体测量所涉及的是一个特定的群体而非个人，但群体中的个体之间存在着差异，某一个体的测量尺寸显然不能作为设计的依据。因此通常选择测量群体中具有代表性的样本，并对其测量结果进行统计处理并获得所需的数据。