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人机工程大作业 班级：04101102 学号：04101047 姓名：尹小亮摘要：本论文应用人机工程学的知识，对我们所熟悉的笔记本电脑、山地自行车、校园公用电话进行评析并作改善设计，通过自身经历，提出质疑，查找资料，解决问题，设计提案并加以总结。设计方案根据各方面影响因素来加以设计和制作。关键词：笔记本电脑 山地自行车 校园公用电话 人机工程学一、 笔记本电脑的评析与改善设计笔记本电脑的重量一般限制在3Kg以内，屏幕尺寸主流的重要有两种：14英寸和15英寸。且采用折叠型设计，方便用户手提和膝上使用。符合人们追求轻便、舒适的心理。笔记本 电脑屏幕长、宽比例现在主流为a:b=16:9的宽屏设计，更符合人体眼睛视野，用户可以获得更好的视觉体验。笔记本很便捷，但也存在一些问题。如：1.笔记本电脑键盘布局问题受电脑屏幕尺寸的限制，笔记本电脑键盘与标准键盘相比存在一定的问题，它的长度会比标准键盘短，这样会对手和手臂产生影响。当双手放在标准键（即F键和J键）上时，双手之间的距离为40mm。由于键盘是长方形的，键位都是直线排列的，在标准打字时，手腕向下弯曲并内旋，小臂会潜意识的夹紧，双手向内相向交叉角度小于50，肩膀内缩，小臂与大臂之间的角度大于90，双肘距离为380mm，大臂肌肉紧张，所以短时间内会导致肩颈部酸痛，手臂疲劳，从而影响整个输入过程的进行。由于笔记本电脑的键盘和屏幕之间的距离太近，用户打字时要倾斜头部，更容易给用户的健康导致损害，使用户颈椎病或腰肌损伤等疾病。2.电脑辐射问题笔记本虽然不像台式机辐射那样打，但还是存在辐射的。一份来自BTV科教观测对笔记本电脑辐射值大小进行测试。显示屏前紧贴着是1.00T（注：辐射在0.4T以上属于较强辐射，对人体有伤害），显示屏侧面紧贴着0.55T！显示屏中央，距离屏幕0.03米，辐射尚有0.55T。这不符合人机学对产品规定以人为本的观念。3.笔记本电脑对人眼有损害用户使用电脑时眼睛距屏幕很近，一般为40-70cm,这样长期观看电脑屏幕，容易引致眼睛不适及疲倦。使人患电脑视频终端综合征，根据临床调查显示，电脑终端机操作员罹患眼睛疲劳的发生率，约占70%左右4.结论：笔记本虽然在设计上有轻巧、便携等优点，但还存在许多的不符人机学的设计问题，比如：1)屏幕与键盘距离太近2）键盘布局有违人机学3)存在辐射问题4）会损害人眼，使人罹患眼病5.改善设计及建议：1）针对笔记本电脑屏幕距键盘太近问题，可以如下改善：使用笔记本电脑支架2)针对键盘布局问题，可如下改善:使用标准键盘，3）针对辐射问题，解决建议有：A.在电脑旁放上几盆仙人掌，可以有效地吸取辐射B.天天上午喝2至3杯的绿茶，吃橘子C.操作电脑时最佳在显示屏上安一块电脑专用滤色板以减轻辐射的危害D.注意室内通风E.多吃一些胡萝卜、豆芽、西红柿、瘦肉、动物肝等富含维生素A、C和蛋白质的食物，经常喝些绿茶等等F.长时间使用电脑的最佳工作4-6个小时休息一下4）针对对眼睛损害问题：A.使用电脑时保持良好坐姿B.长时间使用电脑工作的注意间歇工作二、山地自行车的评析与改善设计 随着我国经济经济的不断发展已经人民生活水平的提高，现代的社会越来越提倡绿色生活、健康生活。时下很多白领及老年退休人员甚至大学生都加入到骑友的行列中来，一方面他们可以感受祖国山川的美好，另一方面还可以强身健体。 生活水平的提高使我们对自行车的规定更高，目前骑友最多的是使用牛头抱车把的山地自行车，但是长时间的跋涉会碰到各种路况及突发事件，一件最让人头疼的事就是自行车车胎气局限性，野外环境中自行车没有气会导致非常大的不便。此外，在城市中，很多中学生上下学都是以自行车为代步工具，能有一辆山地自行车来上下学在男孩子眼中也是一件非常酷的事。但是由于城市中短距离骑行需要经常使用锁具，目前山地自行车的锁具一般都是挂在自行车车座下方，一方面不太美观，另一方面也会导致一些不必要的麻烦。 针对以上问题，结合人机工程学所学知识，可对山地自行车改善，考虑到美观的问题可将改善设施集中于牛头抱车把上。1.防盗问题的改善：由于山地自行车车把均为平直的车把，可以充足运用其内部空间。环形锁塞装在横管中，手柄通过搭扣与横管活动连接，需要将自行车锁定期，打开搭扣，将手柄连同环形锁从横管中取出，手柄此时充当锁舌，即可将自行车锁定，若有非配套钥匙的异物破坏锁芯时则防盗感应器启动警报器和强光灯，报警的同时用强光干扰盗贼视线。2.打气筒问题的改善： 微型打气筒塞装在横管中，通过螺纹与横管紧密结合，自行车需要充气时，将手柄连同打气筒从横管中拧出来，手柄此时充当打气筒的压柄，即可充气。3.导航问题的改善：可在自行车车把中间位置安顿一个指南针，此位置不仅不会浪费空间，尚有助于人们的观测；此外可在自行车车把中心安顿GPS定位系统，通过其终端可定位其位置。4.防撞安全设施的改善基于汽车安全气囊的启发，可在自行车指南针下方安装安全气囊，安全气囊可以在剧烈碰撞的情况下自动弹出从而起到安全防护作用，防止突发撞击事件对骑行者导致的伤害，同时，也可以手动使安全气囊弹出。三、 校园公用电话的评析与改善设计校园公用电话随处可见，在校园内造型独特、醒目易找，在一定范围内密度较大。其设计可以遮风、挡雨、防晒，给人和电话机以很好的保护，学生对它的使用比较频繁。通过对电话亭外壳、电话机以及使用者这三个方面进行调研，进行校园公用电话亭的人机工程学分析与改善。通过调研发现，国内校园公用电话亭既有一些很好的特性，又存在很多局限性，在某些方面不符合人机工程学的规定。国内校园公用电话有两种：一是201电话（重要是宿舍公寓内），二是IC电话。本文重要对IC公用电话亭进行人机学分析和改善。关于电话亭外部、内部以及使用者的研究分析，内容列表如下。分析方面电话亭外壳电话机使用者的宜人性分析内容高度容量材质色彩外观固定板按键话筒挂钩电话及位置显示屏使用状态使用习惯使用频率使用时间1.电话亭外壳分析a.高度国内目前的校园公用电话亭前沿的高度1980mm，根据GB/T10000-1988中国成年人人体尺寸上的数据，1754mm为我国男子身高的99百分位数，加上功能修正量和心理修正量以后得到的数据。b.遮罩面积电话亭的遮罩深度（最深处）是690mm，我国人体尺寸水平尺寸中成年男子最大肩宽99百分位的为486mm,现有的遮罩面积可以满足。电话亭对于电话机防护作用分析：电话机最低点距地面1360mm，顶棚边沿最高距地面1980mm,则电话机距离顶棚上边沿的距离是620mm,电话机离顶棚前端边沿的垂直距离是，可知当天照光线与地面的夹角是时，话机就会被照射到。由于当时的日照强度比较高，很容易对话机产生伤害。同时，话机很容易遭受雨雪的入侵，所以遮光罩是有必要对其进行改良设计。c.材质电话亭外壳材质采用半透明略带草绿色的塑料材质2.电话机分析关于电话机，我们对按键、话筒、电话机位置以及显示屏进行了重点分析。A.显示屏的人机学分析(1)目的 ：指在荧光屏上显示的图形、文字、符号等，它们在背景颜色的烘托下显示出来。目的亮度越高，余额已察觉。但是目的亮度超过34cd/m2时，视敏度不再继续有较大的改善，所以目的亮度不应调节超过此值。公用电话的荧光屏上是以灰白色为底色，黑色数字在正常情况下容易呈现出来。现有的公用电话上目的的亮度合理容易辨认。但是公用电话在显示屏的设计上仍存在着以下问题：它的荧光屏前加了一块玻璃挡板，作用是保护荧光屏不受损伤，但荧光屏和挡板之间的距离过大，玻璃挡板因时间长期透明度减少，使人们透过挡板看荧光屏时不太清楚。荧光屏位置过深，并且屏幕向上倾斜，这样身高较矮的人看起来就比较困难。夜晚校园公用电话亭周边没有光源，显示屏也没有自发光，因此在夜晚，荧光屏起不到作用，人们夜里使用电话很不方便。显示屏中间一部分人呢，约占屏幕的一半面积被用来作为公司的提醒，提醒的字写在玻璃挡板上，妨碍使用者阅读显示屏上的信息，增长了使用者的视觉承担。（2）目的的形状、大小、颜色 ：大部分选用绿色，其视觉辨别效率与白色目的相似，不易产生疲劳。 校园公用电话荧光屏的数字高度为12mm，宽度6mm，能很好地满足人们观看的需要。目的颜色为黑色，很容易辨识，符合人机学的规定。（3）余辉 ：指目的呈现结束后残留在屏面上的亮点。有助于看清目的的余辉是“最初亮度下降慢，以后下降越来越快”。 国内校园公用电话的余辉存在较大的问题。由于余辉的影响，显示屏显示的数字经常会出现混乱，人们难以辨识电话机显示的是什么，有待改善设计。（4）尺寸与视线：人眼的视线为x轴，上不超过15下不超过30 现有荧光屏的长度80mm，宽度30mm。屏面底端距地的高度。GB/T10000-1988中国成年人体尺寸给出的女性眼高的10百分位为1338mm，男子90百分位数为1664mm。使用电话机时，身体距电话机大约有综上所述，国内校园公用电话的显示屏需要改善。B.按键的人机学分析：现有按键尺寸：长度17mm、宽度10mm.、高度4mm、间距6mm/。按键的长度超过一般人的指宽，面积大于人手指的的施力范围，保证了人们在使用时手指的舒适度。而按键高出电话机平面4mm也增长了手指的触感，使人们容易辨识按键。其间距保证了人们在使用时不会产生误按。所以现有按键尺寸是合理的，从使用和辨识两方面保证了它的宜人性，但是在细节解决上值得进一步推敲。现有按键采用的是外凸弧形，会使人们在操作时手指感到不适。尽管打电话是小负荷的操作，但是也应当考虑这点。特别是现有的很多校园公用电话年久失修，其按键晦涩难按，必须用大力按压才干使按键起作用。在这种情况下，外凸弧形按键给人带来的不适感大大地加强了。C.话筒的人机学分析：话筒即是一种手握式工具，又是一种声音传输设备。因此对话筒的分析涉及手握式工具的人机学分析、听觉的人机学分析两个方面。(1) 从把手的角度考虑 手握式工具设计的一般原则：必须有效地实现预定的功能；应与操作者身体成适当的比例；操作力适宜，要适当考虑到性别和身体素质的差异；避免因操作姿势不良而引起疲劳；话筒与人手接触的地方属于手握式工具设计的部分。话筒的凹面，即手指部分的尺寸：长度90mm，宽度40mm，厚度为20mm。长度：手握部分的长度重要取决于手掌的宽度。掌宽一般在7197mm之间（女性5百分位数至男性95百分位数），因此手握部分合适的长度为100125mm，公用电话机的手握部分长度是90mm，数值偏小，不符合人机学的规定。宽度、厚度：宽度和厚度重要取决于手的长度。手长一般在150195mm之间（女性5百分位数至男性95百分位数）。而公用电话机的手握部分的周长约为120mm，远远小于5%女性的手长，符合人机学规定。综合来考虑，话筒的手握部分需要少许加长。把手的截面形状：对于着力抓握，把手与手掌的接触面积越大，则压力越小，因此圆形截面较好。为防止与手掌之间的相对活动，可采用椭圆形的把手为宜，同时应配合手掌抓握的弧线。（2）从听觉传示的角度考虑言语的清楚度：所谓言语的清楚度是人耳对通过它的语音中对的听到和理解的百分数。作为一个言语传示装置，其言语清楚度必须在75%以上。校园公用电话机的话筒的音质很清楚，符合人机学对听觉传示的规定。尺寸：听筒的大小为长54mm，宽50mm；话筒的大小为常50mm，宽50mm。听筒面积一般大于人耳面积，并且在传声方面不成问题，符合人机学规定，话筒亦是如此。3.使用的宜人性 一个良好的产品，是一个能让使用者感到舒适满意的产品。因此，我们对使用者的使用习惯及需求进行了调研分析。a.便捷性国内校园公用电话亭的分布情况基本为：1)教学区教学楼内不再各楼层过道里安装有201电话。2)宿舍周边成散点式排布3)学校功能区附近分布相对较少。国内校园公用电话亭的分布基本合理b.私密性公用电话亭要满足在公共场合的相对私密性。公共场合声音比较嘈杂，还应充足考虑使用者不被周边环境过度打扰。电话亭的挡板：电话亭的挡板和顶棚是连为一体，侧面的遮挡部分比较少。但基本满足电话亭对私密性的规定。c.心理空间校园公用电话的心理空间：涉及三方面:使用者对电话的心理适宜度；使用者对电话亭空间的心理适宜度，使用者对环境空间的心理适宜度。 1）个人心理空间 指围绕一个人并按其心理尺寸规定的空间。通常把心理空间的距离分为四个范围，即密切距离、个人距离、社交距离和公共距离。电话亭作为公共环境下私人交谈的空间，应保证公共距离大体与过路人间隔35m,。 由于国内部分高校的人行道路较窄，部分电话未能达成这一距离。 2）近身空间 近身空间是个体对周边环境的规定和反映，人们对身体正面近身空间的规定较大，侧面的空间规定较小。电话亭一般安放在人行道边上，由里侧、外侧。两个电话组合成一个电话亭点，相背而放，可使近距离的两个使用者之间的影响减到最小。电话分别面向人行道的两个方向，方便来往行人进入使用，这种摆放方法也符合近身空间侧面规定较小、正面规定较大的原则。电话亭一般位于路的中段，人流量较少，保证了使用者对环境空间的心理适宜度，以及使用者与别人的公共距离。d.舒适度 使用者长时间打电话时，需保持站立姿态。据对学校电话亭的使用观测分析，当使用者使用电话时间较长时，使用者会不时调整站立姿势，表白使用者已处在疲倦状态。尚有不少使用者会背过身靠在电话机上，使身体得到依靠。但由于电话机底端距地1400mm，电话机身长150mm，我国人体尺寸男性50百分位数的肩高是1367mm，可见这个姿势也不是很舒适的。女性50百分位数的肩高为1271mm,更无法依靠。总之，校园电话亭未能提供长时间通话的舒适条件。大街上的公用电话，重要满足人们临时使用的需求，一般通话时间不会过长。校园公用电话的情况稍有不同。学生集体住宿，电话的使用问题较大，经常产生冲突。据了解，有不少同学的通话时间在一个小时以上。当使用电话时间冲突时，就只有到校园里的公用电话亭去，同时，也有同学紧张自己长时间地使用电话会给宿舍同学导致不便，改而使用校园里的电话亭。e.光环境 校园公用电话的照明属于自然采光，由于有电话亭的遮罩，不会产生日光折射，眩光，晃眼等现象，在白天是非常适宜的。但是到了晚上，没有日光，校园公用电话亭没有任何光源，非常不合理。可见校园公用电话亭的光环境基本不符合人机学的规定。4.改善设计(1)为了保证良好的隔音效果和方便使用，校园电话亭最佳设计成封闭式或半封闭式，这样把产生噪声的机器设备封闭在一个小的空间，使它与周边环境隔开，以减少噪声对环境的影响，保证安全保密。(2)初期的室外电话亭采用木材或金属制造，设有玻璃窗。这种材料隔音性不好、笨重，不利于平常维护，并且使用寿命短。所以我们最佳采用塑胶或玻璃纤维，简朴耐用之余亦可减低成本。还可以采用优质型材，通过磷化和电泳镀锡漆的解决，防腐性强，隔音性能好。（3）公用电话亭需强、弱电分路进入，具有灯光照明系统.这样保证电话亭内的可视性好(4)打电话的时候常需要做一些记录，如电话号码、地址等等，很不方便。在电话机面板上，非功能区为按键右边的区域，大小，距地面高度为1400mm，与中档身材的男生的肩部、女生的嘴鼻部位大体齐平（已考虑鞋高修正量），对于短暂的书写也不适宜。电话亭的轮廓成圆弧形，内部又十分粗糙，更不适宜书写。总之使用者要做记录十分困难。短暂的记录书写是通话中常见的需求，因此建议增长一个符合人机学的书写台板。四.结论综上所述，对这次人机学的分析和改善中我有很多感触，我们身边的设计存在着诸多的问题，致使我们不得不思考究竟社会发展和文明进步体现在哪些方面。我觉得，一方面应当解决这些离人们平常生活最为贴近的公用设施的问题，才干说我们进入了一个精神文明的社会。作为未来工业设计师，我们更有责任让这个世界变得更加美好。