人機(jī)工程論文

1、自動(dòng)售貨機(jī)人機(jī)學(xué)分析與設(shè)計(jì)XXXXX 大學(xué)，XXXXXX摘要：21世紀(jì)是一個(gè)充滿挑戰(zhàn)和創(chuàng)新的世紀(jì)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，面對(duì)日益增長(zhǎng)的物質(zhì) 文化生活，人們的購(gòu)物觀念也發(fā)生了改變。自動(dòng)售貨機(jī)作為一種無(wú)店鋪銷售方式在世界各 國(guó)已相當(dāng)普及，并逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚馁?gòu)物方式。而在使用過(guò)程中也出現(xiàn) 了一系列的問(wèn)題，例如人機(jī)界面問(wèn)題，人機(jī)尺寸問(wèn)題等。如何讓它用起來(lái)更方便呢？那就 需要用人機(jī)工程學(xué)的原理對(duì)它不斷的改進(jìn)和改良，以滿足人們對(duì)其使用的需求。關(guān)鍵詞：自動(dòng)售貨機(jī)；人機(jī)界面；人機(jī)尺寸；人機(jī)工程學(xué)1. 市場(chǎng)調(diào)研與分析帶著這個(gè)問(wèn)題，筆者利用周末，走訪了本市的幾個(gè)主要人流聚集區(qū)，包括南大街，人 民公園

2、，文化宮和火車站?？戳艘蝗Γl(fā)現(xiàn)本市的自動(dòng)售貨機(jī)都大同小異，品種款式單一, 基本是同一個(gè)模子里出來(lái)的。究其根本原因，都是同一家公司的。下面是在調(diào)研過(guò)程中拍的一張自動(dòng)售貨機(jī)整體效果圖（圖1-1 ）和一張局部數(shù)據(jù)測(cè)量圖（圖1-2）圖1-1圖1-2經(jīng)過(guò)調(diào)研后，發(fā)現(xiàn)實(shí)地調(diào)研的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足本次研究的需求。那么還得進(jìn)行網(wǎng)上 調(diào)研和文獻(xiàn)資料的收集。帶著這個(gè)嚴(yán)肅的問(wèn)題，我瀏覽了很多的網(wǎng)站并搜集了很多的圖片 和資料。上海作為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)金融中心，引領(lǐng)著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和物質(zhì)消費(fèi)的潮流。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2004年以后，自動(dòng)售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入快速增長(zhǎng)期，600億元的產(chǎn)值是個(gè)極大的誘惑。上海在今后23年內(nèi)自動(dòng)售貨機(jī)將達(dá)到12,0

3、00臺(tái)到15,000臺(tái)。上海是中國(guó)最 大的商業(yè)都市，2002年人均GDP達(dá)到5000美 元，并已取得2010年世博會(huì)的主辦權(quán)。初步 預(yù)計(jì)，今后2-3年內(nèi)上海自動(dòng)售貨機(jī)布機(jī)量將達(dá)到 12000-15000臺(tái)?？焖侔l(fā)展的經(jīng)濟(jì)和巨 大的國(guó)內(nèi)人口帶來(lái)的市場(chǎng)容量，使上海成為國(guó)內(nèi)外自動(dòng)售生產(chǎn)商的必爭(zhēng)之地，今后1-2年上海自動(dòng)售貨機(jī)市場(chǎng)必將進(jìn)入快速發(fā)展期。下面是一張從資料庫(kù)里搜集的我國(guó)從 2002年到2008年間自動(dòng)售貨機(jī)市場(chǎng)的產(chǎn)值表（表1-1 ）。我國(guó)自動(dòng)售貨機(jī)市場(chǎng)600億各年生產(chǎn)總值2002年-2004年為啟動(dòng)期2004年-2006年為發(fā)展期2006年-2008年為成熟期100億10億200220042

4、004200620062008表1-1從上面的圖表可以很明顯的看出，自動(dòng)售貨機(jī)的市場(chǎng)發(fā)展空間是很大的，以數(shù)倍的速度增長(zhǎng)著。針對(duì)上面的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，有權(quán)威人士對(duì)我國(guó)自動(dòng)售貨機(jī)市場(chǎng)發(fā)展空間數(shù)量做出了 預(yù)測(cè)：從2002年一一2004年為啟動(dòng)期，至少應(yīng)布機(jī)10萬(wàn)臺(tái)，年生產(chǎn)總值在10億元人民幣;2004年一一2006年為發(fā)展期，至少應(yīng)布機(jī) 50萬(wàn)臺(tái)，年生產(chǎn)總值應(yīng)達(dá)到100億元人民幣；2006年一一2008年為成熟期，將達(dá)到300萬(wàn)臺(tái)，年生產(chǎn)總值達(dá)到600億元之巨屆時(shí)我國(guó)的 自動(dòng)售貨機(jī)將發(fā)展成為一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)。這份資料所統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)是2008年以前的，那么現(xiàn)在即將要進(jìn)入 2011年了，自動(dòng)售貨 機(jī)市場(chǎng)是否繼續(xù)保

5、持快速的發(fā)展呢，達(dá)到布機(jī)多少才能飽和呢？帶著這個(gè)問(wèn)題我搜索了很 多的文獻(xiàn)資料，但遺憾的是，沒(méi)能找到具體的市場(chǎng)分析報(bào)告。就這問(wèn)題，我也做了自己的 預(yù)測(cè)，在地域遼闊，人口眾多的我國(guó)，未來(lái)的一二十年內(nèi)，自動(dòng)售貨機(jī)的市場(chǎng)還會(huì)繼續(xù)蓬 勃發(fā)展，直到達(dá)到市場(chǎng)飽和。綜合以上數(shù)據(jù)和資料，既然自動(dòng)售貨機(jī)市場(chǎng)如此誘人，快速的發(fā)展也必然會(huì)帶來(lái)問(wèn)題 的出現(xiàn)，用戶在使用的過(guò)程中也難免遇到種種問(wèn)題。那么該如何解決自動(dòng)售貨機(jī)與其用戶 需求之間的關(guān)系呢？帶著這個(gè)問(wèn)題，我在總結(jié)走訪用戶和實(shí)地調(diào)研后，針對(duì)用戶的需求， 對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的人機(jī)尺寸和人機(jī)界面進(jìn)行了優(yōu)化和改良設(shè)計(jì)。2. 方案優(yōu)化通過(guò)實(shí)地調(diào)研和網(wǎng)上的大量搜集資料，自動(dòng)售貨機(jī)主要

6、分為兩大類，按鈕式自動(dòng)售貨 機(jī)和觸屏式自動(dòng)售貨機(jī)。觸屏式比較少，普及率不高。在我的實(shí)地調(diào)研過(guò)程中，看到的全 是按鈕式自動(dòng)售貨機(jī)。所以，我主要針對(duì)按鈕式自動(dòng)售貨機(jī)而展開，進(jìn)行了方案的優(yōu)化設(shè) 計(jì)。下面這張圖是我綜合多方面因素的考慮，最終定型下來(lái)自己的設(shè)計(jì)，用電腦繪制的機(jī) 體尺寸圖（圖2-1，標(biāo)注單位：cm）。 圖2-1F面是我自己針對(duì)在操作過(guò)程中感覺(jué)不舒服的地方進(jìn)行的幾處優(yōu)化。首先考慮找零硬幣時(shí)我們會(huì)經(jīng)常遇到的問(wèn)題，由于出幣口比較小，在找零的過(guò)程中，硬幣會(huì)不經(jīng)意間而掉 落，圓形的硬幣容易滾動(dòng)，用戶往往得在周圍的地面仔細(xì)找，就算一眼發(fā)現(xiàn)，也得彎腰去 撿，這在無(wú)形中給用戶以不舒服感。那么怎樣解決這一問(wèn)

7、題呢？帶著這個(gè)問(wèn)題，我詢問(wèn)了 很多人的感受，根據(jù)他們的反饋而做了以下優(yōu)化，給出幣口的下方制作一個(gè)小盤，那么， 硬幣出來(lái)后直接掉進(jìn)盤里，然后用戶可以直接從盤里取出找零的硬幣，這樣方便多了，避 免了一直把手放在出幣口下而等待硬幣出來(lái)的過(guò)程中給手造成的壓力。下面附帶了一張渲 染的模型圖（圖2-3 ）。圖2-33. 對(duì)本設(shè)計(jì)的說(shuō)明分析對(duì)比上面的幾種方案，并最終選擇了這種方案。為什么要選則它呢？下面就針對(duì) 它展開，主要從以下幾個(gè)方面來(lái)對(duì)它進(jìn)行具體的分析與解剖。從人機(jī)工程學(xué)的角度對(duì)它的 機(jī)體大體尺寸，細(xì)節(jié)尺寸，操作裝置的設(shè)計(jì)與尺寸和圖標(biāo)界面的設(shè)計(jì)與尺寸來(lái)一一進(jìn)行詳 細(xì)的分析與說(shuō)明。3.1機(jī)體大尺寸分析在進(jìn)

8、行機(jī)體大尺寸分析之前，先就普通大眾的身高，上臂長(zhǎng)，眼高，肘高和手功能高等關(guān)鍵尺寸進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。下面附帶的幾張表的人體尺寸都是根據(jù)GB10000-88查詢所得的采用普遍適用的50%占姿人體尺寸:項(xiàng)目1性別男女身高 /mm16781570上臂長(zhǎng)/mm313284眼高/mm15681454肘高/mm1024960手功能高/mm741704表三-1-1此外，站姿下人頭部，手部活動(dòng)最佳范圍如下:項(xiàng)目數(shù)據(jù)頭部舒適俯角/°015視線休息水平范圍/ °015閱讀下限/°45視野上限（與豎直夾角）/ °5055表三-1-2各項(xiàng)修正尺寸，如表:項(xiàng)目數(shù)據(jù)身高修正量/mm30立姿眼

9、高修正量/mm2576 （較大為女性）肘部高度修正量/mm-76表三-1-3綜合上面的3張圖表的人體基本數(shù)據(jù)，結(jié)合自己實(shí)地調(diào)研測(cè)量的機(jī)體尺寸，下面我將 分別針對(duì)這幾點(diǎn)而提出自己的設(shè)計(jì)。對(duì)于機(jī)體大尺寸，我主要采用的是50%勺人體尺寸，為了售貨機(jī)能適用于較大多數(shù)人使 用。綜合總體布局（例如場(chǎng)地的限制等）和人機(jī)原理。最后根據(jù)公式：產(chǎn)品最佳功能尺寸=相應(yīng)百分位數(shù)的人體尺寸+功能修正量+心里修正量，由于男子身高的 50百分位數(shù)，取H50 男=1678mm功能修正量主要有穿鞋修正量（男 25mm,最小余裕量（設(shè)取 90mrh ,所以X 功能（心理）=25mm+90mm=115mm所以自動(dòng)售貨機(jī)的最佳功能尺

10、寸 G最佳=1678mm+115mm=1793考慮到各個(gè)年齡層的使用人群，并按照總體布局，最終確定售貨機(jī) 的外觀尺寸為：1860mm*940mm*800mft*寬*深）。機(jī)體底端離地面的高度為140mm這樣的 高度能夠讓支撐機(jī)體的四個(gè)腳有足夠的空間保證其設(shè)計(jì)強(qiáng)度，也是為了美觀。如果離地面 太低，首先不方便售貨機(jī)的移動(dòng)和支撐，其次也讓人覺(jué)得比較壓抑。3.2細(xì)節(jié)尺寸分析根據(jù)P50人群站立式的眼高（男：1678mm女：1570mm再考慮視野上下限角度，我 設(shè)計(jì)了顯示屏離地面高度為1610mm這一高度能給人一種舒適感。而不容易造成視疲勞。 再考慮人的肘高和上臂長(zhǎng)（男：肘高+上臂長(zhǎng)=1024+313=1

11、337mm女：肘高+上臂長(zhǎng)=960+284=1244m）再考慮肘高修正量，我選擇了按鍵盤離地面的高度為1350mm插紙幣口離地面高度為1200mm退幣鈕和出幣口離地面高度為1120mm把手鎖孔離地面高度為1040mm這些區(qū)域的布置剛好在人手的最佳活動(dòng)區(qū)域，操作起來(lái)不會(huì)感到別扭，而給人一 種舒適和安逸感。下面附帶了尺寸圖（圖 3-2-1）: legAIDb u I在儲(chǔ)物層的設(shè)計(jì)中，考慮所售的物品有大小尺寸之分，只要分為以下四大類，一、瓶 裝飲料（像冰紅茶，果粒橙，礦泉水等瓶裝飲料的瓶高在21cm左右），二、袋裝小吃（像方便面，鍋巴等的高度在15cm左右），三、灌裝飲料（像紅牛，王老吉等的灌高12

12、cm左右） 四、盒裝飲品（匯源盒裝果汁，特濃蘇牛奶等高度在16cm左右。針對(duì)不同類的物品高度相差大，所以在放物區(qū)的隔板間距也做了不同尺寸的調(diào)整，把隔板分成了五層，從上往下 依次：第一層高16cm適合放灌裝飲料和小袋裝食品；第二層高 22cm,適合放礦泉水；第 三層高17cm適合放高度適中的袋裝食品；第四層22cm適合放瓶裝飲料；第五層高18cm 適合盒裝牛奶等?？紤]到夏天熱，冷飲比較暢銷，所以留了兩層放瓶裝飲料。下面是隔板 的尺寸圖（圖3-2-2）：9圖3-2-2，標(biāo)注單位：cm在取物口的設(shè)計(jì)中，考慮到一般的取物倉(cāng)底是水平的，物體掉下去后，得伸手去里面夠，這樣給人一種不舒服感，所以我在這個(gè)問(wèn)題

13、上采用了傾斜（傾斜角10° ）的倉(cāng)底，在前面再給一定高度（4cm）的弧度，這樣物體掉下后會(huì)滾到倉(cāng)口，因?yàn)橛谢⌒蔚膿醢?，也?至于物體直接滑出來(lái)。這樣，用戶在取物時(shí)就輕松多了。下面是尺寸圖（圖3-2-3）:3.3操作裝置設(shè)計(jì)及尺寸分析針對(duì)操作裝置的尺寸和結(jié)構(gòu)，我主要從以下幾個(gè)地方入手。對(duì)按鍵盤，顯示屏，投幣 口，取物口和把手的具體尺寸和其結(jié)構(gòu)的合理性進(jìn)行了詳細(xì)的分析。說(shuō)到按鍵盤，考慮到 普通人手指的寬度和長(zhǎng)度，還有手的大小，查閱了相關(guān)的資料，根據(jù)操作修正量：上肢前 展操作，對(duì)于“前展長(zhǎng)”（后背到中指指尖的距離），在按按鈕時(shí)，-12mm在推滑板推鈕、 扳撥扳鈕開關(guān)時(shí)-25mm在取卡片、票

14、證時(shí)，-20mm根據(jù)資料，人的最佳視區(qū)在鉛垂方向 為視水平線下15°，在水平方向?yàn)?0°，這樣能使人在短時(shí)間內(nèi)辨認(rèn)清楚形體。我選擇了 20°的傾角，因?yàn)槿耸钦咀瞬僮髌聊唬僮鲄^(qū)高度為1120-1490mmF面是手控操縱器與人體尺度有關(guān)的尺寸參數(shù):名稱尺寸位移阻力F/N按鍵指尖操作：拇指按壓：Dmi n=12.5mmDmi n=18mm在范圍內(nèi)：x=3-12.5mm不在范圍內(nèi)：x=3-18mm指尖操作 285-11.35小指按壓：1.43-5.68表三-3-1考慮到人手尺度和不同人手的操作習(xí)慣差異，最終確定了按鍵的大小尺寸為:25mm*20mm長(zhǎng)*寬），整個(gè)按鍵盤

15、尺寸為：120mm*140mm長(zhǎng)*寬）。這樣的鍵盤設(shè)計(jì)，使得兩個(gè)鍵之間有一定的間隔，而不至于排列太密而給人壓迫感。下面是按鍵盤的渲染和尺寸圖（圖 3-3-1）：A5圖 3-3-15678'O 0OG對(duì)于投幣口的設(shè)計(jì)，有投紙幣的和投硬幣的。投紙幣的又有大小之分，不同面值的紙幣有不同的尺寸寬度，10元的紙幣寬度為70mm考慮了以上因素。所以我選則了投紙幣口為75mm 元硬幣的直徑為25mm厚度為2mn，我選擇了長(zhǎng)為30mn和寬為5mmt勺投硬幣口。它們所用的材料都選用了黑色有機(jī)塑料。下面是投幣口的渲染和尺寸圖（圖3-3-2 ）:3.4顯示圖標(biāo)設(shè)計(jì)及尺寸分析因?yàn)槲易龅氖前存I式自動(dòng)售貨機(jī)，沒(méi)有

16、觸摸屏。上面只有一個(gè)電子顯示屏，用來(lái)顯示 投入的錢幣數(shù)、投入金額不足和無(wú)足夠零錢，請(qǐng)用硬幣的操作提示。為了讓用戶能清楚的 操作，那么就必須有使用說(shuō)明的圖標(biāo)，見下圖（圖 3-4-1）：圖 3-4-1為了讓用戶能更方便的使用，那么在投幣口和取物口就得有提示圖標(biāo)，讓用戶能一目 了然。在我的設(shè)計(jì)中采用了藍(lán)色的顯示圖標(biāo)，藍(lán)色一般能較先引起人眼的注意，而藍(lán)白顏 色的對(duì)比較為強(qiáng)烈，使得指示標(biāo)志更加醒目。標(biāo)志旁的提示字體為黑體，黑體是比較莊重 的字體。字體顏色為藍(lán)色，字符與背景間的色彩明度差為蒙塞爾色系的2級(jí)以上。下面是幾個(gè)顯示圖標(biāo)（圖3-4-2，圖3-4-3，圖3-4-4，圖3-4-5）:圖 3-4-2請(qǐng)取物!圖344圖 3-4-3iAirTAzn圖 3-4-54. 設(shè)計(jì)小結(jié)分析整個(gè)設(shè)計(jì)，優(yōu)點(diǎn)是增加了很多小細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)，比如退幣口的小盤，取物倉(cāng)的傾斜 弧度，還有把手和鎖結(jié)合在了一起。這些看似細(xì)小的改變，它就可以使整個(gè)產(chǎn)品在使用過(guò) 程中更人性化，更符合用戶的心理需求，避免