学校学生用床及相关器物的人机工程学设计.docx

摘 要: 睡眠是生命中不可忽略的一个重要部分，舒适的床及相关器物不但能让我们拥有良好的睡眠，而且对于我们的身体也大有好处，现今的学生用床存在着各种缺陷，对学生的生活、学习产生了不可佰的影响，为此本论文将研究人体睡姿的生理特点和生理尺度，使设计的学生用床适合人的生理结构，使用舒适、安全。方法以“人的因素”为主线，运用人体测量学、人机工程学，通过对学生用床存在的缺陷进行研究和分析，进而探讨学生用床的人机系统设计，改良设计方法。关键词 学生用床及相关器物 人机工程目 录1、调查分析……………………………………………………32、床的长度的分析与改进………………………………………………43、床的宽度的分析与改进………………………………………………44、放置衣服位置的设计…………………………………………………55、改进床与天花板间的距离……………………………………………66、爬梯的改进……………………………………………………………77、防护栏的改进…………………………………………………………88、床上电源的改进………………………………………………………89、基于Autodesk Inventor软件的建模………………………………910、小结…………………………………………………………………1111、参与文献……………………………………………………………12正文1、调查分析 为了研究现在的床及其用具的缺陷，我对学校华山区的宿舍进行了抽样调查， 通过调查我了解到学校宿舍大多数是六人间，床铺均为下层是书桌，上层是床铺（如图1）。图1根据抽样调查结果，我得到了以下宿舍床位及其相关器具的缺陷：床的长度不足够，特别是冬天被子都放在床上时摆放位置不够，夏天摆放风扇时长度不够而造成脚容易碰到风扇。床的宽度不够，不能满足翻身的要求和人体睡姿的生理特点。床上缺少摆放衣服的地方。学生比较喜欢把手机放在床上当作闹钟使用，但是却缺少一个摆放手机的地方，有时睡觉的时候容易把手机压到身体下面而损坏手机，更对身体造成伤害。有时小物品会从床与墙之间的间隙中掉到地上。床与天花板的距离较少，容易碰到头，缺少提醒提示标语和防护措施。床爬梯竖直设计，爬上床去要花费一定的力气，对于力气少的女生，受伤的人和有生理障碍的人造成了极大的不便。防护栏其高度过低，被子和其他的床上用品容易掉下来。床上缺少使用电源，风扇等电器产品使用起来不方便。针对以上遇到的问题，我将用人机工程学中学到的知识对其进行分析和改进。2、床的长度的分析与改进据实地调查可知我校床长度均为1950mm，国际GB1000—88给出的男性（18~60岁）第99百分位为1814mm，女性（18~55岁）第99百分位为1697mm。按照男性第99百分位1814mm，考虑到功能修正量，如枕头及冬天棉被厚度的影响，可以再增加130mm，则床的最小功能尺寸为1814+130=1944mm。因此我校床的长度可以满足多数人的基本需求。但考虑到我们国家这些年的生活水平的提高，我国成年人的身高也有了普遍的增加，如果再加上心理修正量和夏天使用风扇时脚会碰到风扇等问题，我们可以再稍微增加一点床的长度，以使更多的同学满意，根据宿舍的实际测量，可增加5cm长度。3、床的宽度的分析与改进 我校床宽有稍微差异，宽度介于850mm和900mm之间，虽然达到了国标（如图2）中的800mm，但是我还是认为有点窄，这一方面与我国公民生活水平的提高、人民身体体格的提高有关，另一方面也与青少年睡觉时喜欢翻身有关。床的宽窄直接影响人睡眠的翻身活动.日本学者做的试验表明,睡窄床比睡阔床的翻身次数少.当宽为500mm的床时,人睡眠翻身次数要减少30%。一般我们以仰卧姿势作为床宽尺度确定的依据。单人床床宽，通常为仰卧时人肩宽的2-2.5倍,即单人床宽?=(2-2.5)W，而我国人体男性肩宽第95百分位为403mm，所以床宽设计成806~1007mm，适当增加床的宽度， 更能满足翻身的需要，也能增加同学们的睡眠满意度。床体设计的国家标准图24、放置衣服位置的设计 在夏天我们可以把衣服都放在椅子上然后上床睡觉去，但是在寒冷的冬天如果像夏天那样做，很多人都会很不乐意。如果把衣服直接放在床上与被子混在一起，不但会占用了空间，而且会因为人在睡觉时的翻身习惯而把衣服弄得东一件西一件的，当起床时还要去找衣服，这会让我们感到很苦恼，根据人情绪的吸引力法则这可能会影响一天下来的心情。为此应当在床上设计一个放置衣服的地方，其可以做到夏天可以折叠起来，冬天可以拉下来使用。如图3所示图3 折叠板固定点床头当不需要放置衣服时可以把折叠板向上拉，两个吊耳挂在两个固定点上，吊耳和固定点可都采用磁性材料来解决结构的问题，这既解决了放置衣服问题又节约了空间。同时由于宿舍床内侧离墙面有20~30mm