目录
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设计调研 ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 2 1.1 1.2 1.3 2
课题现状 ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2 存在问题 ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2 课题研究意义与目的 ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2
设计分析................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 3 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11
现有宿舍组合式床铺数据 ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 3 床宽问题分析 ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 3 床长问题分析 ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 3 组合式床铺的安全问题分析 ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 4 桌面作业面积问题分析 ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 4 书桌台面高度问题分析 ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 4 书架问题分析 ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 4 作业环境光 ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 5 爬梯问题分析 ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 5 椅子问题分析 ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 6 衣柜问题分析 ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 6
3 设计方案................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 6 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
床的设计方案 ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 6 书桌的设计方案 ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 7 衣柜的设计方案 ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 7 椅子的设计方案 ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 8 爬梯的设计方案 ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 7
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1 设计调研
1.1 课题现状
通过调查发现，我校学生用床为组合式床铺，上面是用来休息的床，下面是书桌、书架、衣柜以及配套的椅子。对于一般的组合床铺，学校一般是根据宿舍的大小和设计规范来选选择，不同尺寸的组合式床铺。床铺的设计者一般只会根据大体的的环境来进行设计，满足基本的功能。
1.2 存在问题
设计者在设计的时候大部分的关注点在于“物”。而对于学生的生活习惯、学习工作方式没有具体了解，导致存在许多不符合人机工程学的设计理念。然而，这些不符合学生习惯的设计方法会给同学在生活，学习及工作中带来很大的不方便和困扰，从而降低了学生的工作学习效率，有些不合理的设计更会影响学生们的身体健康。
1、现在电子设备离不开我们的生活，使用电子设备最烦恼的问题就是没电了。目前只有在床下才有充电插座。要想在床上充电就必须接上插板才可以达到充电的需求。这不仅麻烦，更可能出现安全问题。
2、大部分同学在入学的时候，都会选择购买床上小书桌。公共空间需要隐私，会选择购买床帘。 3、顶层书架距离太远，坐姿时不能拿到上面的书，有时候书太大了放不下。 4、爬床上去的爬梯太窄，爬上去脚不舒服，选择的材料在天气冷的时候太凉。 5、书桌光线不足，影响学习工作。
6、衣柜的的杆子设置的位置不太合理，造成空间浪费；衣柜内部光线昏暗，拿取衣服不方便。 7、衣柜柜顶与床板之间有间隙，容易积累灰尘。 8、椅子太硬，坐久了不舒服，靠背的舒适感也不佳。 1.3 课题研究意义与目的
意义：让我们更好了解产品设计的流程，会利用所学的知识去完成我们的设计。完善组合式床铺设计，有利于我们的日常生活，提高学习工作效率，有利于身心健康。 目的：以我校C6女生宿舍的组合式床铺为研究对象，进行一系列的人机工程学研究、分析，并且在分析完成的基础上提出合理化的改进意见。
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2 设计分析
2.1 现有宿舍组合式床铺数据
床长190cm，床宽80cm，衣橱高170cm，衣橱深58.5cm，桌面长120cm，桌面宽58.7cm，一层书架高33cm深25.8cm，二层书架高29cm深25.8cm，三层书架高29cm深25.8cm，书架统长58.7cm，容腿空间高750cm、长60cm。
2.2 床宽问题分析
1、人处于将要入睡状态床宽需要约50cm。小于50cm时，翻身次数减少约30%，睡眠深度受到明显影响。 2、床宽和翻身次数及睡眠深度有关，窄床比宽床翻身次数减少。 3、通常床宽为人仰卧时肩宽的2.5~3倍。
4、即床宽=2.5-3w，中国成年男性w=43cm，女性w=41cm。 5、单人床最小宽度不小于80cm。目前床宽=80cm，符合人机工程。 2.3 床长问题分析
1、床的长度指两头床屏或床架内的距离，考虑人躺下后的身长外， 还须包含放置枕头和被子等的空间。 2、床长L=hX1.05+a+β
h:平均身高
a:头前留空量β:脚后留空量 (a、β一般取75mm)
3、国标GB3328-82规定，成人床床面净长为1920mm。 4、满足男性大百分位尺寸，得出以下数据，
男子身高P99=1814mm<目前床长=1900mm，所以目前床长符合绝大多数人的身高需求，还有有一定的空余，不会有心理不适。
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图1
2.4 组合式床铺的安全问题分析
1、我校都是上床下桌的组合式床铺，所以都是睡在上铺，存在安全问题。为防止掉下来，上层床铺必须安装安全栏，长度不短于床长的二分之一，高度不低120mm。 2、上下床采用爬梯，下床时容易导致视线盲区，踩空楼梯，发生安全事故。 2.5 桌面作业面积问题分析
测量数据：桌子长度的为120cm，宽58.7cm根据控制台的作业页面控制区域见下图，
图2
人的手眼协调区域宽度为59. 7-19=40. 7cm，长度在人体正中矢状面左右各7.6cm~53.5cm，所以现有组合式床铺的桌面设计长120cm、宽58.7cm超过了人眼协调区域，不符合人机工程学设计原理，这样设计让使用者在使用过程中由于各个物品摆放问题，使用起来会频繁出现的单手工作，眼睛注意力随工作的变化而左右上下移动，这样不仅会出现效率不高，还会引起使用者的操作疲劳。
2.6 书桌台面高度问题分析
作业面高度：作业面高度对作业效率及肩、颈、背及臂部的疲劳影响很大。一般小臂保持水平或者稍向下倾斜最佳。单手作业一般在肘下5~10cm最佳。 容腿空间：对于书桌的高度设计，应该采用大尺寸设计，最小功能尺寸=人体分位数+功能修正量。 2.7 书架问题分析
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测量数据：一层书架高33cm深25.8cm，二层书架高29cm深25.8cm，三层书架高29cm深25.8cm，书架统长58.7cm。
书架的深度：常用大书的宽度+功能修正量=（230+30）mm=260mm；书架高度：常用大书高度+功能修正量=（300+50）mm=350mm。 坐姿拿书范围
由此可见，书架的尺寸设计不太符合人机工程。 2.8 作业环境光
下面的书桌横向与上面的床平行，桌子的宽度58.7cm<床的宽度80cm。而宿舍的光源一般设置在宿舍中间，这样在我们学习工作的时候，上面的床和身体就会挡住光源，不符合作业环境的光照条件。
2.9 爬梯问题分析
手握式爬梯的尺寸：对手掌而言，圆形横截面的把手具有最广泛的适应性，可以应用在各种场合。脚掌与横杆的接触面积越大，压强也就越小，硌疼感随之减轻。截面形状和尺寸可采用如图3所示的形式。
爬梯空间的尺寸：人在梯子上爬动时，身体向后拱起，肘部向两侧伸出。研究资料指出，身体后拱距登梯脚踏杆的截面离与身高是成比例关系的。身高1600mm的人爬梯时后拱距离约550mm，1900mm身高的人，这个距离达到700mm。
人体外形尺寸：资料表明，第一次蹬梯时脚踏距离地面男为0.206H、女为0.205H(H为身高)，这个距离还可适当降低一些，爬起来更省力。 横杠的间距：稍小于第一脚踏的高度值，使以后的爬梯比较省力。全梯平分为4级为宜。 爬梯宽度： 爬梯宽度与人的肩宽一致，能够发挥处双臂更大的力量，且比较舒适。
图3
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2.10 椅子问题分析
椅子尺寸数据：椅子倾斜角度4°，坐高，靠背高。
坐姿状态分析：坐姿有利于身体下部血液循环，减少下肢肌肉疲劳，有利于保持身体稳定；坐着工作可提高工作效率，减轻劳动强度。 坐姿与椎骨：坐姿时椎骨的椎间盘受到很大的压力，其中第三和第四腰椎所受的的压力最大，如图4所示。
腰椎间盘的相对内压力：人直立时第3腰椎和第4腰椎之间所承受的压力定位%，躺着时为24%，两种不同的坐姿分别140%和199%。如图5所示。 人体脊柱断面：脊柱活动时，椎骨1和椎骨4加给椎间盘的压力发生变化，椎间盘长期受压会导致腰痛，造成各种腰部疾病。 小结：1、座面的倾角会导致不同的锥间盘内压力以及背部肌肉负荷。
2、左面的倾角越大，在办公桌前工作时，身体会用力向前倾斜，因而引起椎间盘内压力和胸部/背部肌肉符合增大。 3、腰垫和扶手也可以减少锥间盘内压力。
4、靠背应有垫腰的凸缘，凸缘的顶点应在第3、4腰椎骨之间的部位，即顶点高于坐面后缘10~18mm。 5、垫腰有助于保持腰椎自然曲线，垫腰厚度以5cm左右。 2.11 衣柜问题分析
衣柜布局：上面为小隔间，下面是的可以挂衣服的空间。柜子深度为58.5cm，放在内部的衣服够不到。
3 设计方案
3.1 床的设计方案
人机工程：问题分析，单人床的床宽不能小于80cm，现有床宽为80cm，满足男性大百分位尺寸，得出以下数据，男子身高P99=1814mm<目前床长=1900mm，所以目前床长符合绝大多数人的身高需求，还有有一定的空余，不会有心理不适。床的尺寸符合人机。
人性化设计：1、多同学都有面临着床上无法给手机、电脑充电的问题，可以在床头附近假设一个充电插座。2、床上小书桌也是必备宿舍神器，可以放东西也可以学习，
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可以在床上加上一个小书桌的设计。3、宿舍是公共环境，用床帘可以创造一个小小的隐私空间。
相关尺寸：床宽90cm；床长190cm；床护栏高25cm；护栏长=190cm-15cm-42cm=133cm；部护栏间隙<=15.8cm（最大头宽女子盘P95百分位），取15cm；上床部位=（男子最大肩宽P50+女子最大肩宽P50÷2）=41.4cm，取42cm；床上书桌长=42cm宽=30cm。得到如图4图5所示尺寸图，以及图7所示完整尺寸。
图4 小书桌尺寸 图5 上床尺寸
3.2 书桌的设计方案
人机工程：1、桌面的作业面积稍微有点大 ，应该适当减少尺寸。2、桌面高度为75cm高度符合人机。3、书架修改一下的的尺寸，使其符合人机工程。 光照条件：在桌子的顶部加设一盏灯，提高桌面亮度，提供适宜的工作环境。 3.3 衣柜的设计方案
原始的的尺寸和布局，都比较合理。但是存在一个衣柜内部昏暗，拿取衣服时视线不好的的问题。在原来的基础上，增加一个衣柜灯，提供照明。
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3.4 椅子的设计方案
现有的椅子，在尺寸上都符合人机工程的尺寸。所以主要从材质的选择和造型上做一定的改良设计。 3.5 爬梯的设计方案
现有的爬梯设置在两个床的中间，要爬到床铺上面需要倾斜身体，既不方便也不安全。并且脚踏的形状是圆柱体，踩在上面脚步手里集中，有明显的不适感。所以，每一个床设置一个爬梯，并且将脚踏改成扁的，把材质换成塑胶，在上面开一些凹槽增大摩擦力。再根据上面的设计分析得出如图6所示爬梯尺寸，
图6 爬梯尺寸 图7 整体床铺尺寸
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