宿舍组合床铺的人机工程学分析及改造

院系名称：机电工程学院

学科：机械人机工程设计

专业班级：车辆1103 学生姓名：王东方

学号： 201115910217

宿舍组合床铺的人机工程设计学分析及改造

现在的大学宿舍大部分是四人间，本学院也不例外，但与其他学院的四人间不同的是宿舍的床铺并非现在普遍的上面是床铺下面是书桌、书架以及衣橱，而是上下铺的老式床铺。一个人两个床铺这个已经很不符合人机工程设计学了。在这里我说的宿舍床铺是新校区的，也就是现在已经普遍的大学生宿舍的床铺。

对于一般的组合床铺，床铺的设计者没有根据每个实际环境进行具体的改进，对于学生生活习惯，工作方式没有具体了解，因此，在设计的时候，很多不符合学生习惯的设计方法会给同学的生活和学习带来不方便和困扰，从而大大降低了学生们的学习效率，甚至有些不合理的地方会影响到学生们的身体健康。

一、数据建立

通过对新校区现有宿舍组合型床铺进行的测量，得到以下具体的数据：床高1750mm、长1950mm、宽870mm，衣橱高1750mm、宽600mm、内横杠距顶90mm，椅子高430mm、宽350mm、长380mm、靠背倾斜角度为25°、高距地730mm，长书架长860mm、距桌面450mm，桌子高750mm、宽550mm，短书架高280mm、长440mm，右边抽屉宽390mm、高100mm，左边抽屉宽320mm、高100mm，容腿空间高670mm、长610mm。

通过互联网可得到人体百分位数尺百分位数：

人体百分位数尺寸百分位数，见表1。

表1 人体主要尺寸百分位数表

年龄分组

百分位数/%

男（18-60）

1 5 10 50 90 95 99 女(18-55)

1 5 10 50 90 95 99

数据

项目

坐高/mm 836 858 870 908 947 958 979 789 809 819 855 891 901 920

身高/mm 599 1583 1604 1678 1754 1775 1814

563 1484 1503 1570 1640 1659 1697 坐姿肘高/mm 214 228 235 263 291 298 312

201 215 223 251 277 284 299

坐姿大腿厚/mm 103 112 116 130 146 151 160

107 113 117 130 146 151 160

坐姿膝高/mm 441 456 461 493 523 532 549

410 424 431 458 485 493 507

小腿加足高/mm 372 383 389 413 439 448 463

331 342 350 382 399 405 417

续表1 人体主要尺寸百分位数表

坐深/mm 407421 429 457 486 494 510

388 401 408 433 461 469 485

坐姿下肢长/mm 892921 937 992 1046 1063 1069

826 851 865 912 960 975 1005 人体功能修正量，见表2[3]。

表2 人体尺寸修正量表

项目尺寸修正量修正原因

肩宽100mm 被子厚度

坐姿高3mm 裤厚

膝高33mm 鞋高

大腿厚13mm 裤厚

二、现有组合式床铺人机系统分析

对于现有的宿舍组合型床铺，在一定程度上设计符合了人机工程学的设计要求，但是在一些细节性的问题上面，只有在长期使用过程中才会暴露出来。

床长问题分析

人体身高的第九十九百分位长度为1814mm，床的长度1950mm，现有床铺长度大于第九十九百分位数，即满足了百分之九十九的人使用，由于每件产品在使用设计时候不可能满足所有人的使用习惯以及喜好，也就没有必要为了极端少数的人群的要求进行一些不必要的设计，所以在床铺的长度的尺寸上，现有的组合式床铺满足人机工程学的设计。

桌面作业面积的问题分析

在测量的时候发现，桌子的长度为1350mm、宽550mm根据控制台的作业页面控制区域人的手眼协调区域宽度为59.7-19=40.7cm，长度在人体正中矢状面左右各7.6cm～53.5cm，所以现有组合式床铺的桌面设计长135cm、宽55cm远远超过了人眼协调区域，不符合人机工程学设计原理，这样设计让使用者在使用过程中由于各个物品摆放问题，使用起来会频繁出现的单手工作，眼睛注意力随工作的变化而左右上下移动，这样不仅会出现效率不高，还

会引起使用者的操作疲劳。由此可见，课桌应该是对于组合式床铺改进设计的重点之一。

图2 推荐控制台作业面控制区域

书架的问题分析

桌面上的小书架在设计制造时候产生了一些小偏差，高度分别为290mm、280mm、280mm，当在使用的时候发现，A4纸张试卷直立放置时候有些不方便，据此，根据国标GB/T1999可得知A4纸张的长度为297mm，这就导致了在放置A4纸张大小的试卷时候的出现的困难问题。

作业光环境的问题分析

由于是组合式床铺，在设计时候下层是书桌，但是横向，平行于床长的设计，桌子宽度为550mm小于床的宽度为870mm。所以在日常写作业时候，身体和床会挡住宿舍的光源，这样不仅十分不利于学生们的学习生活，也十分不利于学生的身体健康，长期在昏暗的光环境下看书会引起近视等生理疾病，是不良的工作光环境。这也成为了改进的重点。

作业台高度的问题分析

因为在产品设计中只需要采用一个人体百分位作为尺寸的上限值和下限值的依据，对于书桌的高度设计，应该采用大尺寸设计。

最小功能尺寸=人体尺寸分位数+功能修正量。

坐膝高的第九十九百分位数为549mm，根据第三章表2功能修正量可知，坐膝高功能修正量为33mm，根据公式1可以计算出，书桌最小功能尺寸为582mm，现有的书桌设计为750mm，根据人机工程学的坐姿工作台的设计，以及人体百分位数的选择，750mm大于人体坐姿的第九十九百分位数，即满足百分之九十九的人使用，还预留了一定的心理修正量。所以符合了人机工程学的设计原则。

衣橱的问题分析

整个衣橱一体设计，没有考虑到学生的衣服长度，在设计时候没有一个类似抽屉或者台面设计，让一些不容易挂起来的衣服没有放置的地方，一般衣服挂起来也没有完全占用整个