从人机工程学的角度分析马桶的设计教学内容.doc

从人机工程学的角度分析马桶的设计精品文档从人机工程学的角度分析马桶的设计作者：张旭来源：文艺生活文海艺苑2014年第10期摘 要：文章从人体工程学的角度对马桶设计进行了数据化的分析，提出了设计中需要考虑的几个要点，从而提出一个粗略的设计原型。关键词：人体工程学；卫生陶瓷；座压中图分类号：J524 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2014）30-0267-01马桶是如厕过程中是最重要的工具，马桶的舒适性对整个厕所的舒适性影响巨大，所以，在设计过程中，十分有必要利用人机工程学原理，以人体尺寸、人体重量、坐姿以及体压等因素为根据进行设计。根据生理学，站立中的人体，踝关节、膝关节、还有臀部都有一些肌肉处于静态受力状态，当人们坐下时，这部分肌肉负荷就被解除了，为的是降低人体耗能，减轻血液负担，但这样增大了人体臀部的压力，所以“怎么坐”是马桶设计的关键。在马桶的设计理论上，我们可以参考汽车座椅的部分原理，汽车座椅应是处在工作状态的人最不易感到疲劳的形态。一、压力分布根据人机工程学原理，腰锥承受人上体的全部重量，同时承受人体运动的弯腰等活动产生腰曲变形。腰椎部分很容易受到损伤。因此，在座椅设计中， 要给予使用人员腰椎的依托感、贴和感和稳定感。马桶长时间使用会造成不舒适感，在造成这种不舒适感前，臀部所受的压力是不同的。坐骨粗壮，能承受比其周围肌肉更大的压力，大腿底部有大血管和神经系统，压力过大会影响血液循环和神经传导而导致腿部发麻。坐垫上的压力按照臀部不同部位不同压力的原则来分布，即坐骨处压力最大，向四周逐渐减小，至大腿部位时压力降至最低值。但是马桶作为座椅与传统座椅有一点不同在于：人在使用马桶时，承重部位并非坐骨，马桶的功能要求使得人体的坐骨位置必须处于悬空状态，承重的功能主要由大腿根部及两侧完成，这部分本身功能并非承重，与坐骨差别很大，所以很容易影响血液循环，造成下肢麻木，使人感到疲劳。二、座高马桶坐面前缘高度（简称坐高）的设计要点是：小腿基本水平，小腿垂直置放在地面上，使小腿的重量获得支撑；腘窝不收压；臀部边缘即腘窝后部的大腿获得支撑。中国成年男女“小腿加足高”50百分位数分别为：P（50男）=413mm P（50女）=382mm加上穿鞋修正量（男25mm，女20mm），穿裤修正量（-6mm），就可算出适合中国中等身材男子，女子的座高值（按比“小腿加足高”-10mm计算）。适合50百分位数身高男子的座高：413mm+（25-6）mm-10mm=422mm适合50百分位数身高女子的座高：382mm+（20-6）mm-10mm=386mm同样可查得男子95百分位数和女子5百分位数小腿加足高数值：P（95男）=448mm P（5女）=342mm从而可算出适合95百分位数身高男子的座高：448mm+（25-6）mm-10mm=457mm适合5百分位数身高女子的座高：342mm+（20-6）mm-10mm=346mm把这两个数据四舍五入为圆整的数值，就得到了一个工作椅基本数据，即中国男女通用座高尺寸的调节范围为350到460mm。高身材男子和低身材女子适宜的座高差值很大，达460mm-350=110mm之多。但是由于常见马桶座高不可调节，我们势必要进行有选择性的放弃，已知人们的身高分布成正态分布，平均身高的人占大多数，所以我们取350mm及460mm的平均值，也就是405mm。从脊柱形态，体压几方面综合来看，一般而言，椅座高比适宜值稍低一些，我们取400mm为最终尺寸。三、座宽已知，马桶的宽度不应小于臀宽。中国成年男女“臀宽”50百分位数分别为：P（50男）=321 P（50女）=344。考虑到穿裤修正量（6mm）。适合50百分位数臀宽男子的坐宽为：321mm+6mm=327mm。适合50百分位数臀宽女子的坐宽为：344mm+6mm=350mm。同时，女子95百分位数为最大坐姿臀宽为：382+6=388mm，取整390mm。所以，马桶宽度应该至少390mm。四、座面由生物力学分析，最舒适的坐姿是臀部稍离靠背向前移，使上体略向上后倾斜，保持上体与大腿间角在90-115度。同时，小腿向前伸，大腿与小腿应达到一定角度。因此，马桶的合理座面倾角，可取0-5度，常取3-4度。另外，根据厕所的微气候环境，调整座椅表面的温度特性，可以适当调节人体代谢，达到增加舒适性的目的：如提高马桶垫材料的呼吸能力，增加材料的透气性等。通过对已知的人体工学数据分析，我们能够得到一个大概的马桶设计原型，但是这也只是我们设计工作的一个方向。在实际情况下，还有更多复杂的情况需要考虑：比如马桶在家用环境下以及在公共场合环境下是具有明显差异的，公共厕所中的马桶最被人们关心的是它的卫生情况，设计出一款具有自清洁能力的马桶也是十分必要的；同时，常见马桶并非能够像座椅一样高度可调，这也是马桶设计的一个出发点。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除