寝室上下铺的人机优化设计

女生寝室上下铺的人机优化设计

摘要：

安全人机工程学是从安全的角度出发，以安全科学、系统科学与行为科学为基础，运用安全原理以及系统工程的方法去研究在人——机——环境系统中人与机以及人与环境保持什么样的关系，才能保证人的安全。在系统中找出有关制约系统功能发挥的因素，查出有关问题，并根据相关人体参数，对机械、设备、产品进行改进设计，使产品更加趋于人性化，符合人的需求，创造高效的人机系统，发挥人机系统的最大优势功能。也就是说，在实现一定的生产效率的同时，如何最大限度地保障人的健康与舒适愉快。本次安全人机课设是运用安全人机工程学的知识和相关人体的测量数据，找出现在寝室上下铺中存在的不合理因素，提出相应的改进意见，并在此基础上设计出一个适合大学生使用的安全舒适的寝室上下铺，在保障学生身体健康的前提下提高学生学习和睡眠的效率。

【关键词】：安全人机寝室上下铺人体参数舒适方便

引言：

学生寝室是与大学生的学习生活息息相关的，安全舒适的居住环境对大学生的学习和身心健康的发展有着重要的影响，特别是用于休息和放松的床铺。一个产品并不是满足所有的使用者才是最好的，它有一个合理的限度，在充分考虑经济、使用群体、产品适用度等一些客观条件以后设计的产品才更加趋于合理，但是在产品的使用中，使用群体是不断变化的，产品适用度也会随之变化。上下铺是大学生寝室中最主要的生活设施，它的方便舒适与否直接影响到学生生活的整体质量，而且随着时代的发展和科技的进步，现在使用的寝室上下铺已经不能完全满足大学生学习和生活的需要，因为现在大学生对床的需求已经不只是停留在睡觉的层次，而且需要它能满足娱乐和方便的需求。笔记本的普及，床上学习用品的出现，都在挑战着老式上下铺的可接受度。生活中的上下铺主要有两种，一种是两人用的，上下层都是用来睡觉的床铺，另一种是一人用的，上层是床铺，下层是用来学习的桌子或者放东西的柜子。这次课程设计主要针对前一种上下铺进行人机优化，使大学生居住的生活环境更加宜人宜居。

一寝室上下铺简介

目前，通用的上下铺整体由金属制成，由使用部分和防护部分构成。

使用部分可分为床体和床底的储物柜。在此，我们仅讨论床体，对于储物柜，只保留其空间。床体的使用部分大致可以分为：上下铺的两个床面——最主要的使用部分，用于固定蚊帐的部分——一般辅助使用部分，直梯——重要辅助使用部分。本次设计中，没有讨论固定蚊帐的部分，默认其为原始设计。

除去使用部分之外的床体其他部分均为防护部分，这里特殊强调，床的固定设施，同样属于该部分。对于不同部分，在人机优化和安全优化上侧重有所不同，与此同时，本文提出了在安全防护部分上添加额外功能的想法，力求满足床体理由的最大化，最优化，本质安全化。

此次人机课设需要优化的寝室上下铺样式如下图

图1.1 现有寝室上下铺

基于我校寝室现有的女生上下铺测量数据

表1.1 女生寝室上下铺数据

项目数据（cm）项目数据(cm) 项目数据(cm) 床身有效长度191.8 床身有效宽度92.1 上铺净高138.1 地面距上铺铺面165.0 上下铺净高114.8 地面距下铺铺面45.3

地面距第一节踏

棍72.7 两节踏棍之间距离31.3 第三节踏棍到上

铺铺面

30.4

踏棍直径 2

上表中的测量数据均是指图式产品在正常使用状态下的可用数值。

二基于人体学数据的寝室上下铺安全人机分析

下面几个表，列举了本文可能用到的人体功能学尺寸，考虑到此数据表的测量时间，测量背景与本文研究背景的差距，数据选取时均选取最高百分位数。

在一个人机系统中为了发挥系统的整体功能，使人和机有效地结合，机的结构及功能尺寸是十分重要的。产品设计者在设计、制造和使用的工程中也应考虑有关的人机学参数，选择合适的人体尺寸和百分位数。本文是基于女大学生的人体尺寸对床体进行优化设计。大学生具有年龄分布集中，人体数据分布差距相对较小。随着时代发展，人体尺寸也有一定变化，基于以上两条原因，本文选取了最高百分位数作为参考数值，同时，将国标给出的数据作为修正参考。

表2.1女性18~55岁主要尺寸

表2.2 跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸百分数（女）

表 2.3 立姿人体尺寸百分数（女）

年龄

百分位数

测量项目

18～25岁 1 5 10 50 90 95 99

中指指尖点上举高

1812 1852 1882 1981 2070 2098 2154 双臂功能上举高

1711 1751 1779 1874 1960 1986 2041 两臂展开宽

1422 1460 1482 1562 1639 1663 1709 两臂功能展开宽

1216 1254 1274 1348 1420 1441 1486 两肘展开宽 739 760 772 815 859 873 899 百分位数 1 5 10 50 90 95 99

身高(mm) 1449 1484 1503 1570 1640 1659 1697

坐高(mm) 789 809 819 855 891 901 920

臀宽(mm) 295 310 318 344 374 382 400

前臂长(mm) 185 193 198 213 229 234 242

大腿长(mm) 387 402 410 438 467 476 494

小腿长(mm) 300 313 319 344 370 376 390

年龄分组 女(18-55岁) 百分位数 1 5 10 50 90 95 99 跪姿体长 544 557 564 589 615 622 626 跪姿体高 1112 1127 1150 1196 1244 1258 1284 俯卧姿体长 1820 1867 1892 1982 2076 2102 2152 俯卧姿体高 255 259 261 269 281 284 292 爬姿体长 1161 1182 1195 1229 1284 1296 1221 爬姿体高 677 694 704 728 772 782 802