华北理工大学人机工程学课程设计答辩之基于人机工程学智能刷卡式电热水器优化设计-初稿

1、答辩人指导老师卡式电热水器的优化设计刷小组成员及分工基于人机工程学的研究背景研究分析优化过程设计过程问题讨论总结发现CONTANTS研究背景研究背景研究分析优化过程设计过程问题讨论总结发现“” 是指在电热水器机身纳入水控系统连接热水器的电脑板程序，通过“计时”或“计流量”控制向用户收费，用户通过IC射频卡接触或者非接触电热水器水控机能够自主获取热水的节能烧水设备，刷卡式电热水器主要应用于高校及企业节水、节电管理等场合。刷卡式电热水器：121、研究背景研究分析优化过程设计过程问题讨论总结发现服务人群：高校大学生主要特点：主要使用范围在宿舍区；接水器具为学校统一规格3.2L的暖壶和普通300-10

2、00ML水杯；2、研究分析研究背景研究分析优化过程设计过程问题讨论总结发现刷卡式电热水器人机分析1.刷卡接水，接满水刷卡再停止接水。2.显示器显示卡的剩余金额。3.接满3.2L暖水壶时，热水器自动停止。水嘴高总体高刷卡区高宽箱厚托盘尺寸90.5cm1290cm91cm33.4cm31.4cm33.427cm功能分析：尺寸分析：1.贴卡区域显示不明显。2.仅显示有无热水，未显示水温。3.显示器高度较低，与人体视野不符。1.水壶放置区区域较大，藏污纳垢的同时如果放置器皿与水龙头对不齐，会导致热水外溅，造成烫伤。现有电热水器的不足之处：研究背景研究分析优化过程设计过程问题讨论总结发现现有电热水器的不

3、足之处：研究背景研究分析优化过程设计过程问题讨论总结发现（1）水龙头处缺少保护措施，易烫伤。（2）使用无提手水杯时，只能用手拿着，较为烫手。（3）外表面易脏，影响美观。（4）接水时，现有产品仅对3.2L的水壶有自动停止功能，未对其他规格的容器实现此功能。研究背景研究分析优化过程设计过程问题讨论总结发现市场调研：市面上的刷卡式开水器主要有以下几种类型：研究背景研究分析优化过程设计过程问题讨论总结发现市场现有产品：有两个出水口，可以满足两人同时使用。但不适合大学宿舍使用，通常情况下一个水龙头即可为若干学生供水，放置两个水龙头制造成本及维护费用会相应提高。且没有支架设计和底部定位托盘设计。研究背景研

4、究分析优化过程设计过程问题讨论总结发现市场现有产品：优点：外形美观，精致，可以悬挂于墙体，节省空间。缺点：适用于小型水壶，不适用于大型水壶，且水量较少，不适合学校等公共场所安装使用。研究背景研究分析优化过程设计过程问题讨论总结发现市场现有产品：优点：容量大，工艺简单，制造成本低。缺点：没有底座，放在有水的地面上容易漏电造成电击事故且底部无法放水壶等大型器皿。优化过程研究背景研究分析优化过程设计过程问题讨论总结发现刷卡式电热水器的设计元素组成：优化之处箱体水温显示出水嘴底盘研究背景研究分析优化过程设计过程问题讨论总结发现刷卡区研究分析优化过程优化设计问题讨论研究背景总结发现优化方案针对现有及市场

5、上产品的多处不合理设计，我们做出了基于人机工程学的如下优化：研究分析优化过程优化设计问题讨论研究背景总结发现优化1 底部添加一个定位槽，方便接水容器对准出水嘴,而且添加网状结构，防止滴水飞溅。设计数据： 经调查统计，壶底座的直径范围为160mm，所以设计的槽内半圆直径在此基础上加2mm的预留空间，因为壶嘴有一定的范围，也不会使得热水溅出，最终直径为162mm，深度设计为10mm。底盘研究分析优化过程优化设计问题讨论研究背景总结发现优化2箱体 箱体上部设计为弧形，增大可视面积，弧形角度与人体最佳的视野相符，可以轻松获得到箱体上的显示信息。数据设计：总体高以显示器最高处为参考标准，显示器参考数据为

6、人的水平视野和垂直视野即人站立时的自然视野为与水平方向向下10。查表可知男女P50平均值为1511mm，又因为人与产品障碍距离250mm+人习惯距离产品距离为100mm=250+100=350mm，所以水温显示器高度为1511-350tan 10=1449mm。因为要预留一定边缘空间，所以总高设计为1460 mm。研究分析优化过程优化设计问题讨论研究背景总结发现优化3刷卡区将贴卡区与数字显示区分离开来，凸显出贴卡区。 由仪表盘上字符的高度与视距表得视距1mm左右、字符高度为8.6mm，为照顾近视人群，字符高度设定12mm，并且显示器为黑底红字，显示器面积为90mm35mm，为减少误读率。显示器

7、外表盘颜色为蓝色，既能引起人的注意，也不过于抢眼。 贴卡区域标识为深蓝色，并标有“贴卡区”（字符为红色，高度20mm，间距8mm，居中放置）贴卡区面积基于水卡整体向外扩大适宜距离，面积90mm60mm。研究分析优化过程优化设计问题讨论研究背景总结发现优化4出水嘴 出水嘴处，原来设计易产生烫伤，现在把出水嘴改进为右图所示形状，既防止接触烫伤，又易于观察。设计数据为：水龙头高度=肘高+(水壶-水壶手柄中心处高)+鞋高修正量=899+400-240+20=1079mm。（其中肘高取5%女性为899mm，水壶高为400mm，手柄中心高为240mm,鞋高修正量取20mm）。 设计过程研究分析优化过程优化

8、设计问题讨论研究背景总结发现设计方案与此同时，为了增加一些人性化的功能，我们做出了如下优化设计：研究分析优化过程设计过程问题讨论研究背景总结发现优化设计托盘11）前杆臂可以旋转，最前方有托盘，底部有圆形槽，用于放置水杯。 为方便对准水嘴，采用最大摇动尺寸正好对准出水嘴中心，因此前臂长度为250mm。2）后杆臂固定于箱体一侧，用以支撑整体水杯支架长度为适合水嘴位置设计成100mm。研究分析优化过程设计过程问题讨论研究背景总结发现优化设计添加一个活动支架，方便放置无提手接水器具 经统计调查：（1）常用水杯高度120mm210mm，因此距水嘴高度设计为250mm， 这样预留一定的空间，以便拿取。（2

9、）杯底直径为60mm80mm，所以设计杯托槽直径82mm，添加2mm预留空间，方便拿取。托盘1研究分析优化过程设计过程问题讨论研究背景总结发现优化设计水量档位调节按钮2添加水量档位调节按钮此设计实现了对不同规格 的水壶自动停水功能，无 需刷卡使其停止出水。档位调节按钮为方便操作应低于肩高，取女性肩高P5为1195mm+鞋高修正量20mm，所以按键高度应低于1215mm，取整为1210mm。研究分析优化过程设计过程问题讨论研究背景总结发现优化设计水温显示器3显示器采用数字显示器，显示准确、简单，采用淡绿色为底色，黑色字符，可提高人的认读速度和降低误读率，不易产生视觉疲劳等优点。数据设计：显示器参

10、考数据为人的水平视野和垂直视野即人站立时的自然视野为与水平方向向下10。查表可知男女p50平均值为1511，又因为人与产品障碍距离（250）+人习惯距离产品距离为（100）=250+100=350，所以水温显示器高度为1511-350*tan 10=1449（单位均为mm）。研究分析优化过程设计过程问题讨论研究背景总结发现整体优化整体 综上所述，最终产品尺寸如右图所示： 为增加美观性，外观采用白色为底的花纹，清新淡雅，增加使用者的感官舒适度。(单位：mm)研究分析优化过程设计过程问题讨论研究背景总结发现主要优化设计：优化底盘优化弧面箱体优化刷卡区优化改良出水嘴水量档位调节按钮水温显示器接水器具托盘问题讨论问题讨论研究结果研究背景研究方法TEXT 成本工艺适用性操作相对繁琐操作论文绪论论文总结设计存在的问题：制造成本较原产品较高制造工艺比较复杂产品存在一定的局限性，不适合所有场所总结发现问题讨论设计过程研究分析优化过程总结发现ABC特定场合所使用的产品要综合考虑使用人群特征，使用需求，产品外部造型