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(沈陽建筑大學(xué)設(shè)計藝術(shù)學(xué)院,遼寧 沈陽 110168)
摘要:為了給飲水機提供合理的尺寸大小,實現(xiàn)高效舒適快捷的飲水方式,研究臺式飲水機設(shè)計的人機學(xué)因素,使其更加便于操縱,符合使用習(xí)慣,設(shè)計更人性化,以人的心理需求因素為主線,運用人機工程學(xué)、人體測量學(xué)知識,對傳統(tǒng)臺式飲水機的設(shè)計進行了數(shù)據(jù)分析與評價,得到了理想的飲水機設(shè)計尺寸,通過分析傳統(tǒng)臺式飲水機設(shè)計存在的不便,得出了能夠符合人性化設(shè)計要求的因素,為飲水機的設(shè)計與制造提供了具體依據(jù)。
關(guān)鍵詞 :臺式飲水機;人機學(xué);尺寸;人性化設(shè)計
1概述
1.1研究背景
興起于20世紀(jì)90年代的飲水機,在小家電領(lǐng)域的熱度隨著國人生活水平的質(zhì)量提高而逐年攀升。從整體市場走勢來看,臺式飲水機市場銷量呈逐年遞增趨勢,其時尚產(chǎn)品外型、最新技術(shù)吸引了消費者的眼球,逐漸成為小家電市場的主流產(chǎn)品??v觀整個飲水機市場,各個品牌都擁有自己獨特的品牌運作模式和產(chǎn)品宣傳重點,這也在一定程度上造成了市場衡量飲水機產(chǎn)品技術(shù)含量、質(zhì)量優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)不一致[1],其中產(chǎn)品尺寸設(shè)計上的問題尤為突出。
1.2研究對象
飲水機分為立式和臺式兩種類型,在辦公和生活中最常見的是圖1所示的臺式飲水機。
本文僅以臺式飲水機為例進行分析。臺式飲水機是將桶裝純凈水(或礦泉水)升溫或降溫并方便人們飲用的裝置,通常只有簡單的開關(guān)指示和水龍頭,桶裝機器上方放桶裝水,與桶裝水配套使用。
一般這種臺式飲水機造型尺寸為318 mm×318 mm×380 mm,可24 h滿足用戶泡茶、沖咖啡等調(diào)制飲品的需要,要把桶裝純凈水抬起來倒置于機身頂部,適合家庭及各種公共場所使用。
1.3現(xiàn)行桶裝飲水機問題
雖然飲水機基本能滿足人們的飲水需求,可在實際操作過程中使用者會感受到很多不便的地方。為準(zhǔn)確了解市場上臺式飲水機的不足,了解消費者的真正需求,首先采用問卷調(diào)查的方式,通過網(wǎng)絡(luò)平臺對學(xué)校和家庭臺式飲水機使用情況進行了調(diào)查。此次發(fā)出調(diào)查問卷80份,其中涵蓋了用戶最看重的飲水機功能、飲水機設(shè)計不合理的地方以及對飲水機設(shè)計的建議等內(nèi)容。調(diào)查結(jié)果顯示,80%的用戶最看重飲水機的高效快捷節(jié)能功能,70%的用戶認(rèn)為飲水機體積太大不方便安置,20%的用戶認(rèn)為接水位置不方便,68%的用戶認(rèn)為托盤尺寸太小,40%的用戶認(rèn)為按壓開關(guān)設(shè)計不合理。
經(jīng)過對調(diào)查結(jié)果的分析,筆者總結(jié)出了存在于臺式飲水機尺寸設(shè)計中的一些不合理之處,主要問題有以下幾點:
第一,飲水機機身的整體高度不合理。飲水機太低或太高都會造成用戶使用不便。過低會使用戶無法站著接水,過高會破壞飲水機與家具之間的和諧美觀,影響環(huán)境布局,浪費空間。
第二,飲水機冷熱開關(guān)設(shè)計不合理。(1) 冷熱開關(guān)距離地面位置太低。由于臺式飲水機操作開關(guān)位于下方,使用者都要彎著腰去按開關(guān)按鈕,根據(jù)出水速度,在接完一整瓶水的過程中,持續(xù)的彎腰動作會造成腰部脊椎的傷害。(2) 冷熱開關(guān)尺寸過小?,F(xiàn)行的桶裝飲水機開關(guān)主要就是按壓式,其最大寬度為2 cm,與拇指的受力面太小,人們在使用飲水機的過程中常要連續(xù)去按動開關(guān),接水時間長了會造成疲勞,不符合人機工程學(xué)原則。
第三,飲水機托盤尺寸不合理。托盤內(nèi)部空間過小,與水龍頭間距太小,無法滿足放置杯子的需要。面對常見的寬口馬克杯和偏長的保溫杯,托盤空間幾乎沒法完全放得下。其中馬克杯的長寬皆為10.5 cm,保溫杯高為20 cm,而托盤到水龍頭的高度距離太近,僅為11.5 cm;且托盤向內(nèi)延伸的寬度不夠,僅為6 cm左右,這樣的尺寸根本無法與現(xiàn)實使用的杯子相匹配,人們只能手拿著杯子接水,這樣不僅會造成使用者疲勞,也會耽誤工作效率(圖2)。
1.4研究目的及意義
由于消費者對飲水環(huán)境要求的不斷提高,市場上臺式飲水機在設(shè)計和尺寸上的不足越來越明顯,利用人體測量學(xué)的知識,對飲水機的尺寸做合理設(shè)計,這對實現(xiàn)高效、舒適、快捷的飲水方式起著至關(guān)重要的作用??梢钥闯?,臺式飲水機雖然很大程度上滿足了人們對于快捷方便的需求,卻忽視了一些人性化的設(shè)計。本文將以人機工程學(xué)為基礎(chǔ),從尺寸測量角度來分析臺式飲水機的不足,使臺式飲水機在市場上更加具有購買吸引力,能最大程度滿足消費者的使用需求。
2飲水機的尺寸分析
2.1飲水機機身尺寸分析
飲水機的尺寸選擇必須以人體測量學(xué)數(shù)據(jù)為依據(jù),才能更好地進行人性化設(shè)計。通過觀察發(fā)現(xiàn),在使用飲水機時人體和機身關(guān)系基本是固定不動的,也就是說飲水機機身設(shè)計研究屬于相對靜止的研究,可將形態(tài)測量作為主要測試項目,根據(jù)設(shè)計所需人體尺寸作為測點和測量項目。
GB/T10000—1988《中國成年人人體尺寸》是我國重要的人機工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),這里參考其男女立姿人體尺寸數(shù)據(jù)。我們發(fā)現(xiàn)使用飲水機時下半身和肩部是相對靜止的,由上臂、前臂運動進行操作,所以確定了主要測量尺寸為:1—身高、2—上臂長、3—前臂長、4—站姿肘高(圖3)。
為了清楚描述人體尺寸分布狀況,即對于每一項人體尺寸有多大數(shù)值的人所占的比例,這里采用百分位數(shù)來表示每一項人體尺寸,稱為人體百分位數(shù),如1百分位數(shù)、5百分位數(shù)、50百分位數(shù)、95百分位數(shù)常用符號P1、P5、P50、P95來表示[2]。由于消費者的高矮胖瘦各不相同,需根據(jù)功能特性分類選擇合適的人體尺寸百分位數(shù)作為產(chǎn)品設(shè)計依據(jù)。飲水機尺寸與使用者的身材關(guān)系并不大,則用50百分位數(shù)的人體尺寸P50作為產(chǎn)品設(shè)計依據(jù),如表1所示。
由表1可知,人體站姿肘高P50在1 024~960 mm的范圍內(nèi),飲水機作為辦公場所和生活環(huán)境的一部分,不宜設(shè)計得過大或過小。而市場上臺式飲水機最高也只是400 mm,大多數(shù)用戶會把飲水機放置在桌柜上以方便使用,根據(jù)我國一般床頭柜的高度600 mm,飲水機與柜子高度的總高度應(yīng)低于站姿肩高并高于站姿肘高。
男性P50上臂長+P50肘高=313+1 024=1 337 mm,女性P50上臂長+P50肘高=284+960=1 244 mm,因為這里男女的身體尺寸數(shù)據(jù)是在光腳情況下測量得出的,所以要考慮穿鞋和姿勢放松引起的身高變化。加上穿鞋后尺寸修正量為30 mm,姿勢修正量為-10 mm,所以飲水機與柜子整體尺寸應(yīng)在1 264~1 357 mm之間。再減去柜子高度,即飲水機高度在664~757 mm之間。
因為飲水機后方電源開關(guān)的可觸碰區(qū)域應(yīng)該在上臂長的范圍內(nèi),飲水機寬可以根據(jù)上臂長度來計算得出,所以飲水機寬度應(yīng)在284~313 mm之間。
2.2飲水機開關(guān)尺寸分析
在按壓飲水機開關(guān)時所使用的力稱為操縱力,操縱力與施力的人體部位、施力方向和指向、施力時人的姿勢、施力的位置等各因素有關(guān)[3]。手部的關(guān)節(jié)活動可分為腕關(guān)節(jié)活動和指關(guān)節(jié)活動兩種類型。
(1) 腕關(guān)節(jié)雖然可以向手心、手背方向轉(zhuǎn)動,但在接近70°的狀態(tài)下工作是十分勞累的,時間長了還容易致傷(圖4)。在站姿情況下長時間按壓開關(guān),冷熱水開關(guān)距離手部越遠(yuǎn),越容易使腕關(guān)節(jié)形成向上抬的狀態(tài)。當(dāng)手部略低于肘高時,手部由上向下的操縱力更大,腕關(guān)節(jié)都處在輕松活動的范圍之內(nèi)。
(2) 手指向下按壓開關(guān),這時的操縱力已經(jīng)對手部產(chǎn)生了影響,受力面積越小,所需操縱力越大,越容易感到疲勞;反之,開關(guān)表面越寬,操縱就越輕松。
所以,應(yīng)該避免手指和腕關(guān)節(jié)疲勞,對冷熱水開關(guān)按鈕進行人性化設(shè)計。
人站立時手部的最佳操作工作的高度應(yīng)該是手高略低于肘高,臺式飲水機按壓開關(guān)高度應(yīng)該以男女人體站姿肘高的P50作為依據(jù),也就是男性P50為1 024 mm,女性P50為960 mm。這里設(shè)穿鞋尺寸修正量為30 mm,放松后姿勢修正量為-10 cm,即男性P50=1 024+30-10=1 044 mm,女性P50=960+30-10=980 mm,所以飲水機冷熱水開關(guān)距離地面也應(yīng)在980~1 044 mm之間,這里考慮床頭柜高度600 mm,則飲水機冷熱水開關(guān)實際高度為380~444 mm之間,取兩數(shù)平均值412 mm。
飲水機冷熱水開關(guān)的寬度應(yīng)該能容得下大拇指的寬度,即不小于25 mm。
2.3飲水機托盤尺寸分析
作為放置水杯的托盤,在設(shè)計時應(yīng)注重結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、避免傾斜面,這樣才能保證接水過程的安全,避免熱水灑出燙傷使用者。托盤的尺寸要以生活常用的水杯為設(shè)計依據(jù),才能保證托盤有足夠的空間放置水杯,節(jié)省用手拿杯子接水的時間,從而為使用者提供一個更加方便舒適的飲水環(huán)境。
根據(jù)測量,普通馬克杯的尺寸高度為105 mm,太空杯高度為200 mm,這里取杯子高度的較大尺寸。飲水機托盤距離地面高度應(yīng)為按壓開關(guān)高度減去杯子高度,即412-200=212 mm。
飲水機托盤內(nèi)深應(yīng)該容得下大部分杯子,根據(jù)測量,馬克杯杯寬為105 mm,為使其他較窄的杯子都能適應(yīng)托盤的寬度,托盤內(nèi)深應(yīng)為106 mm。
3結(jié)論
通過對飲水機設(shè)計中存在的問題進行人機學(xué)分析,總結(jié)出了能做到符合人性化要求的設(shè)計因素:(1) 為避免持續(xù)彎腰動作,臺式飲水機的整體高度應(yīng)在664~757 mm之間;飲水機寬度應(yīng)在284~313 mm之間。(2) 飲水機的冷熱水開關(guān)距離地面高度應(yīng)在380~444 mm之間;飲水機冷熱水開關(guān)的寬度應(yīng)能容得下大拇指的寬度,即不小于25 mm。(3) 為使飲水機便于大部分水杯使用,飲水機托盤距離地面高度應(yīng)為212 mm,托盤內(nèi)深應(yīng)為106 mm。
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參考文獻(xiàn)]
[1]王磊.關(guān)于飲水機的市場調(diào)研報告[Z],2010.
[2]馬廣韜.人因工程學(xué)與設(shè)計應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2013.
[3]阮寶湘.工業(yè)設(shè)計人機工程[M].2版.北京:機械工業(yè)出版社,2010.