人因工程课程设计-垃圾桶设计

1、人因工程学课程设计说明书 顺枫公寓与教学楼之间垃圾桶的分析与改进学生姓名： 黄路俊 专 业： 物流工程 班 级： 物流1302班 学 号： 1350940221 指导教师： 胡鸿 职称 副教授 完成时间： 2015年6 月 湖南工学院人因工程学课程设计任务书学院：安全与环境工程学院 专业：物流工程学 指导教师胡鸿学生姓名唐倩 黄路俊 周泽宇课题名称顺丰公寓与教学楼垃圾桶的分析与改进内容及任务1、 目标：该课程设计是在完成人因工程学课程理论教学以后所进行的重要实践教学环节。课程设计是理论和实践相结合的重要环节，也是培养学生实际动手能力的有效途径。人因工程课程设计是针对于人因工程专业课的特点而开展

2、的一门课程，是其专业课的不可或缺的良好补充和深化。其主旨是加深学生对人因工程知识的理解和掌握，同时广泛拓展学生对人因工程思想在生活、工作和管理中的应用，掌握一定的实践技能，能够应用人因工程基本理论解决现实问题。通过本次课程设计，使学生能更加系统掌握人因工程学的原理、方法和内容，通过对某一具体的人机环系统的分析评价和改进设计，提高人因工程学知识的应用能力，培养学生对人机环中的人因实际问题的独立思考和解决的能力，形成较为系统和科学的思维体系，为以后专业工作和设计打下良好的基础。2、 内容：本文主要是通过调查、实际测量等对湖南工学院新校区顺枫公寓与教学楼之间的垃圾桶进行一个人因工程学分析，对一些不符

3、合人因工程学的设计，提出相应的改善方案，使之更符合人因工程学的设计原理。 3、 要求：提交一份湖南工学院新校区顺枫公寓与教学楼之间的垃圾桶分析与改进设计说明书。要求语句通顺、层次清楚、推理逻辑性强，设计改进明确、可实施性强。报告要求用小四号宋体、A4纸型打印；图纸部分要求严格按照作图规范绘制（可出Auto CAD图，也可出手工图），采用国际统一标准符号和单位制，并打印。主要参考资料1 郭伏，杨学涵.人因工程学M.沈阳：东北大学出版社，20012 张力，廖可兵.安全人机工程学M.湖南：中国劳动社会保障出版社，20073 阮宝湘，邵祥华.工业设计人机工程M.上海：机械工业出版社，20054 丁玉兰

4、.人机工程学M.北京：北京理工大学出版社，2002 教研室意见 教研室主任：（签字）年 月 日摘 要本设计主要针对湖南工学院垃圾桶的不合理布局和不合理的垃圾桶设计等特点，结合本学期所学的人因工程学进行湖南工学院垃圾桶设计与布局改进。对湖工的垃圾箱现状评价包括垃圾箱大小，设置位置，容量分析。通过分析得到不符合设计规范之处，根据人体尺寸分析等进行改进，最终设计出一种垃圾桶，使其符合人因学并能够改善现状。关键词：校园；垃圾箱；人；环境；人因学；改进设计 ABSTRACTThisdesignismainlyaimedathunaninstituteoftechnologysunreasonablela

5、youtandunreasonablebindesigncharacteristics,combinedwiththepeoplewehavelearnedthissemesterforengineeringdesignandlayoutofhunaninstituteoftechnologytrashcanimprove.Forevaluationoflakeofthebinstatusincludingthebinsize,setposition,capacityanalysis.Doesnotconformtothedesignspecificationisobtainedbyanaly

6、sis,basedontheanalysisofhumanbodysize,etcwasimproved,thefinaldesignatrashcan,makeitaccordwithpeopletolearnandbeabletoimprovethesituation. Keywords:hunaninstituteoftechnologythebin;analysisofthestatusquo;improveddesign;humanfactorsengineering目 录1 前言11.1 研究的意义11.2 研究内容12 现状调研33 现状分析43.1 垃圾桶分析43.2 垃圾桶尺

7、寸的分析53.3 校园垃圾桶布局分析64 人机分析74.1 尺寸与外形设计84.1.1 垃圾桶的高度:84.1.2 垃圾桶的垃圾投入口:84.1.3 垃圾入口大小:84.1.4 垃圾箱的容量与外形:84.1.5 垃圾箱的功能与人性化设计:84.2 布局设计95 总结11参考文献121 前言1.1 研究的意义 校园作为一个学生学习和生活的地方，是很多学子心中理念的摇篮，是很多新式文明的发源地。而只有拥有一个好的生态环境才能让学子受到良好氛围的熏陶。现在在各个校园的竞争和计比中“和谐社会，绿色校园”己经成了一件重要的致胜法宝。如今，更多的学校正在为们造生态校园而努力，把校园生态环境建设与文化建设放

8、在同等地位。努力为每一位莘莘学子提供一个清洁、优美的学习生活环境已经成为了一个承诺，一个学校给社会，给广大师生的承诺。在2007年10月一2008年5月期间，中国环境管理干部学院对于学校垃圾进行了实地调查。调查结果显示教学区垃圾中可回收垃圾占75%以上，宿舍垃圾中可回收垃圾超过50%而湖南工学院新校区在校师生大约1.7万，学生人口约占1.5万人，如此大规模的人群每天的生活垃圾的处理将会是个很大的问题。如果做好垃圾的分类处理、资源的再刊用，将会大大减少垃圾处理的费用，同时提高校园的生态水平，为广大学生提供更好的学习与生活环境。为了贯彻绿色校园的构想，学校也采取了各种各样的举措，如加强环保教育、举

9、办环保低碳讲座、资源化，无害化政策、循环思路处理垃圾等。通过各种措施努力的建设垃圾分类收集处理系统，完善废旧物品回收体系。1.2 研究内容 (1)对校园垃圾箱进行实地考察，充分考虑人一机一环境的因素，对垃圾箱的种类及摆放进行优化设计。一方面，这将是对校园现有的校园垃圾箱的摆放和种类进行分析，使之与校园环境更好的相结合，另一方而，我们将采用人因工程学的相关知识和原理进行反复优化，力求建立一个人一垃圾箱一环境和谐、女全、舒适的美丽校园。 (2)我们在考虑垃圾箱的摆放及摆放点所须的种类时，我们会运用我们所学的人因工程学充分的考虑是否能方便的解决人们扔垃圾的问题，也会考虑人流量问题，对于人口流量大的地

10、方我们会考虑用不同类型的垃圾箱，以便不占用太多而积、又能解决人们的实际问题。即对于人口密度较大的地方（如：顺枫公寓、润泽公寓）我们会建议用垃圾房的形式让人们当做丢垃圾的地方，那些人口居住相对较少的地方，我们会考虑用摆放垃圾箱让人们方便的丢垃圾。垃圾箱的摆放也是因地制宜的，我们只有充分考虑到人一机一环境的相结合，我们才一可能更好的优化我们的校园垃圾箱摆放，从而建立一个安全、舒适、清洁的大学校园。(3) 在优化设计过程中，我们会充分考虑垃圾的种类，对于可回收和不可回收的垃圾，我们要采用不同的垃圾箱对其分类处理，对于液体和一些特殊的垃圾，我们会考虑用能满足需求的垃圾箱来装置。2 现状调研 学校的垃圾

11、箱随处可见，很方便学生日常丢弃垃圾，从而使我的研究也更加的方便。通过观察我发现校园内的垃圾箱有钢制喷塑垃圾桶、不锈钢垃圾桶、大红桶垃圾桶，这些桶式的垃圾桶有些扩大了垃圾桶的容量，然而这些设计中仍然存在一些问题，比如没有垃圾分类的标识和分类处理垃圾桶。不明显，加上学生环保意识有待加强，可回收与不可回收的垃圾都是混放在一起的;垃圾箱的布局也存在一些不合理的地方，有的路段垃圾为患，而有的垃圾桶却受到冷落。通过实践调查，同学们反应当走在路上时，一些垃圾不能随手在路边的垃圾桶丢弃，还要跑较远的地方才有垃圾桶，如此不免很多同学会觉得不方便，而且有些较大的垃圾不好塞进垃圾箱中，这些影都响垃圾的回收。另外我们

12、还考虑到，垃圾桶不仅要方便同学丢弃垃圾还要方便环卫工人将内腔取出和清理。对于以上方面我们将在下面内容中进行详细的分析和改善。3 现状分析3.1 垃圾桶分析 塑料垃圾桶如图1，该垃圾桶的优点为垃圾桶里有个塑料桶方便清洁工清理，颜色鲜明（目标明显），上面设有烟灰缸，还可以遮雨减少垃圾异味。而缺点是体积较小，可以存放的垃圾少，不可以把垃圾进行分类处理，丢垃圾时要弯腰。针对这种现象改善措施为增高垃圾箱的投入口，增大垃圾箱的体积，增加垃圾分类处理功能。 这款垃圾桶不是很符合人因工程学的尺寸，最主要的是它的垃圾开口的下边缘到底面的距离为500mm,还小于最低的650mm,所以对大多数人来说开口偏低。当人们

13、人垃圾时感觉别扭有些吃力。并且它的开口大小为231mm左右，其实偏大了，由人因工程学分析最佳的大小是120mm到160mm之间。从外表看颜色也过于单调，但结构材质还是较好，不易损坏，可以防雨防晒，耐用性较高。图1 塑料垃圾桶 分类垃圾桶如图2，这款垃圾桶应该是我们学校最高大上的一款了，这款垃圾桶设计还是比较合理的，垃圾开口的下边缘到底而的趾离为715mm左右，开口高度为245mm，根据人因工程学数据开口最佳为160mm到263mm，它能满足绝大部分的需求。且垃圾有可回收与不可回收的分类、废电池回收和灭烟孔，总体来说符合人因工程标准。图2 分类垃圾桶 塑料桶垃圾桶如图3 极为简单，多用于人流量小

14、的地方，根本没有分类，垃圾异味比较重，尺寸也太不合理，垃圾桶开口到底的趾离为480mm,小于最低的650mm,所以对大多数人来说开口偏低,且口径偏大,若布局不合理的话有些人就会把垃圾远距离投射,由于是桶所以不能避雨遮日，这样很不利于垃圾桶且极大的简短了垃圾桶的使用寿命。图3 塑料桶垃圾桶3.2 垃圾桶尺寸的分析 一个好的垃圾桶应该既要方便人们投入垃圾，又要方便环卫工人的清理，所以他的高度一般应该小于正常人立姿双手功能上举高度的一半。所以根据人因工程学人体尺寸的数据，垃圾桶的高度应在950-1080mm之间。 对于一个垃圾桶的垃圾投入口也要有一定的高度要求，首先垃圾桶投入垃圾口的上边缘高度应高于

15、多数人的手功能高度，因为如果投入垃圾口的上边缘高度过低的话会导致高个子的人投垃圾时需弯腰。其次垃圾桶投入垃圾口的下边缘高度应低于少数人的肘高，从而使个子偏矮的人不至于抬起手来丢垃圾。 对于垃圾桶的投入口本身也有一定的要求，首先投入垃圾口必须够高，可以使学生能够顺利的将垃圾投入到垃圾桶中。其次，垃圾桶投入垃圾口的高度不应过高过大，否则当学生投放垃圾时容易看到垃圾桶的里边，从而使人感到不舒服。且夏天时垃圾桶里边的垃圾容易变质，垃圾投入口偏大的话容易使桶内气味扩散。最后垃圾桶的开口不应过大，因为湖南地区降雨量普遍偏多，投入口过大容易被雨水侵入损坏垃圾桶内桶并加重垃圾桶内垃圾的清洁难度。在学校中的垃圾

16、一般为生活垃圾偏多而普通的食物垃圾对于垃圾桶投入口的要求不是太高，我们要考虑的主要是饮料瓶的投放。在学校的生活中尤其是夏天，很大一部分同学有买纯净水、买饮料的习惯，而装饮料的瓶子的投放就对垃圾桶的投放口有一定要求了。垃圾桶的开口高度需大于校园废弃饮料瓶的直径。据调查校园废弃饮料瓶的直径一般小于120mm,所以垃圾桶的开口高度可选为120mm，而垃圾桶投入口的开口宽度也应大于垃圾的投放尺寸，校园主要垃圾中废弃饮料瓶的高度最为突出，根据调查饮料瓶的高度一般小于300mm，所以可将垃圾桶垃圾投入口的宽度定位300mm。3.3 校园垃圾桶布局分析 作为大学生普遍其有良好的公民意识，有对垃圾进行分类的意

17、识，从分利用垃圾桶，维护校园环境。也存在少部分同学距离投掷，部分垃圾没有准确投入垃圾桶以及乱丢现象严重影响校园环境所以垃圾箱的布局也需要进行必要的调整如图4。 考虑到不同的路段人流量不同，垃圾箱的数量也需要据此进行必要的增减，防止有些垃圾箱因容量不够一而是垃圾溢出外面，破坏周围环境。另外垃圾箱的摆放位置也应使同学们在路上方便一丢弃，如果距离太长，也影响了垃圾的回收。图4垃圾乱丢现象4 人机分析 人因工程学研究的目的是优化产品与用户间的界面，要使垃圾桶与人之间达到最优化的配合，使人不需要有大幅度的改变姿势就可以顺利地将垃圾投入垃圾箱。与垃圾桶有关的人体尺寸有:肘高、立姿手功能高、立姿双手功能上举

18、高、手长、手宽，如下表1-表2和图5，考虑到工院男生比例偏重，所以在设计时以考虑男生尺寸为主。表1 人体尺寸表 单位/mm尺寸 男 女 5%50%95%5%50%95%立姿肘高954102410968999601023立姿手功能高680741801650704757立姿双手功能上举高186920032138174118601976手长165180197150165180手宽708090607080图5 人体结构尺寸图 表2 与设计有关的数据字母色调颜色数R红5YR黄红7Y黄13GY绿黄11G绿10BG蓝绿5B蓝15PG紫蓝11P紫2RP红紫4合计10834.1 尺寸与外形设计4.1.1 垃圾桶

19、的高度 垃圾箱的高度一般应小于正常人立姿双手上举功能高度的一半。所以垃圾箱的高度应在900mm-1080mm之间，我们取1080mm。4.1.2 垃圾桶的垃圾投入口 垃圾箱的垃圾投入口也主要以满足男生需求为主:上边缘不低于95%的手功能高(我们取900mm)，下边缘不高于5%的人肘高度（我们取780mm)。这样既可以使身材高的人不需蹲下，同时身材矮的人也不需要费力上举就可以投掷垃圾。4.1.3 垃圾入口大小 垃圾入口的开口高度要足够的大才能使学生顺利地投掷垃圾;同时也要避免开口过大，以免箱内垃圾太显露影响人的心情;另外开口过大垃圾箱口上方的挡板就不能有效遮挡雨水。学生日常丢弃的垃圾主要为垃圾袋

20、，饮料瓶等。根据调查饮料瓶的高度一般小于300mm，直径一般小于120mm，所以可将垃圾桶垃圾投入口的宽度定位300mm，高度可选为120mm。 4.1.4 垃圾箱的容量与外形 考虑到垃圾桶的容量问题，为了保证垃圾桶可容纳40-50L,所以可以将垃圾桶的直径设定为400mm。4.1.5 垃圾箱的功能与人性化设计 为了满足烟头的回收，可在垃圾桶的上边设计一个有盖的烟灰缸，保证烟头收集的同时防止雨水的浸入。根据人因工程学色彩对人的影响原理，垃圾箱体应为绿色。为了方便垃圾的回收，可以选用掀盖式，在垃圾桶桶盖的一侧设计，一个转轴，另一侧设计一个卡锁，回收垃圾时打开卡锁掀起桶盖可以很方便环卫工人对于桶内

21、垃圾的回收。所以总体上垃圾桶的设计如图6所示。如图6 设计后的垃圾桶结构尺寸三视图4.2 布局设计 每一路段的垃圾总量等于其日人流量与人均垃圾数量的乘积。不同路段的人流量与人均垃圾数量均不同，所以垃圾箱的数量分布也要针对不同道路情况考虑。 垃圾桶的位置摆放不仅要满足日垃圾总量的要求，同时也要方便学生弃垃圾，尽量与实际环境相适应。一般来讲，在各道路的路口都要设一只垃圾箱，从而让方便路口各方向的行人丢弃垃圾，提高了垃圾箱的利用率。 这次，我们主要对顺枫公寓与教学楼之间的区域的垃圾箱布局进行分析设计见图7中，箭头痕迹的大小代表平时校园人流量的多少，根据人流量和校园建筑布局，我在一些关键的地方标注了红色的小圆点，代表垃圾桶现在的摆放位置,黄色小圆圈代表改善后增加的垃圾桶位置。图7 改善后垃圾桶的布局图5 总结 至