基于人際刷卡式電開水器設計

1、華北理工大學13機械一班小組成員： 周寬 趙鈺斐 張賀斌 趙亮 韓天樂 張向陽 閆勝慧目錄：目錄：1.1.產(chǎn)品定義產(chǎn)品定義2.2.針對人群針對人群3.3.現(xiàn)有刷卡式開水器分析現(xiàn)有刷卡式開水器分析4.4.改進過程改進過程5.5.設計過程設計過程6.6.產(chǎn)品綜述產(chǎn)品綜述7.7.產(chǎn)品存在缺陷產(chǎn)品存在缺陷 刷卡開水器，顧名思義，是指在開水器機身納入水控系統(tǒng)連接開水器的電腦板程序，通過”計時控制“或者”計流量控制“用戶取水消費，用戶通過IC射頻卡接觸或者非接觸開水器水控機能夠自主獲取開水的節(jié)能燒水設備，刷卡開水器主要應用于學校、醫(yī)院以及企業(yè)節(jié)水、節(jié)電管理等場合。針對人群 住校大學生使用人群特點：1.主要

2、使用范圍在宿舍。2.打水用具為學校統(tǒng)一規(guī)格3.2L標準壺和普通100ml-1L水杯。 現(xiàn)有刷卡式開水器分析功能分析：功能分析：1.刷卡接水，接滿水刷卡再停止接水。2.顯示器顯示卡的剩余金額。3.接滿3.2L暖水壺時，熱水器自動停止。尺寸分析：尺寸分析：水嘴高水嘴高總體高總體高刷卡區(qū)刷卡區(qū)高高寬寬箱厚箱厚托盤尺托盤尺寸寸90.512909133.431.433.4*27現(xiàn)有開水器的不足之處1.1. 貼卡區(qū)域顯示不明顯。貼卡區(qū)域顯示不明顯。2.2.僅顯示有無熱水，未顯示水溫。僅顯示有無熱水，未顯示水溫。3.3.顯示器高度較低，與人體視野顯示器高度較低，與人體視野不符。不符。 水壺放置區(qū)區(qū)域較大，藏

3、水壺放置區(qū)區(qū)域較大，藏污納垢的同時如果放置器污納垢的同時如果放置器皿與水龍頭對不齊，會導皿與水龍頭對不齊，會導致熱水外濺，造成燙傷。致熱水外濺，造成燙傷?，F(xiàn)有開水器的不足之處（1 1）水龍頭處缺少保護）水龍頭處缺少保護措施，易燙傷。措施，易燙傷。（2 2）使用無提手水杯時，）使用無提手水杯時，只能用手拿著，較為燙手。只能用手拿著，較為燙手。（3 3）外表面易臟，影響）外表面易臟，影響美觀。美觀。（4 4）接水時，現(xiàn)有產(chǎn)品）接水時，現(xiàn)有產(chǎn)品僅對僅對3.2L3.2L的水壺有自動停的水壺有自動停止功能，未對其他規(guī)格的止功能，未對其他規(guī)格的容器實現(xiàn)此功能。容器實現(xiàn)此功能。市場調(diào)研市面上的刷卡式開水器主

4、要有以下幾種類型：市場現(xiàn)有產(chǎn)品有兩個出水口，可以滿足兩人同時使用。但不適合大學宿舍使用，通常情況下一個水龍頭即可為若干學生供水，放置兩個水龍頭制造成本及維護費用會相應提高。且沒有支架設計和底部定位托盤設計。市場現(xiàn)有產(chǎn)品優(yōu)點：外形美觀，精致，可以懸掛于墻體，節(jié)省空間。缺點：適用于小型水壺，不適用于大型水壺，且水量較少，不適合學校等公共場所安裝使用。市場現(xiàn)有產(chǎn)品優(yōu)點：容量大，工藝簡單，制造成本低。缺點：沒有底座，放在有水的地面上容易漏電造成電擊事故且底部無法放水壺等大型器皿。改進方案針對現(xiàn)有及市場上產(chǎn)品的種種不合理設計，我們做出了基于人機工程學的如下改進。改進1 底部添加一個定位槽，方便容器對準水

5、龍頭底部添加一個定位槽，方便容器對準水龍頭,而且添加網(wǎng)狀結構，防止滴而且添加網(wǎng)狀結構，防止滴水濺射。水濺射。設計數(shù)據(jù)：設計數(shù)據(jù)： 經(jīng)調(diào)查，壺底座的直徑范圍為經(jīng)調(diào)查，壺底座的直徑范圍為160mm160mm，所以設計的槽內(nèi)半圓直徑在此基礎上加，所以設計的槽內(nèi)半圓直徑在此基礎上加2mm2mm預留空間，因為壺嘴有一定的范圍，也不會使得熱水濺出，最終直徑預留空間，因為壺嘴有一定的范圍，也不會使得熱水濺出，最終直徑162mm162mm。深度設計為深度設計為10mm10mm底盤底盤改進2 箱體上部設計為弧形，增大可視面積，弧形角度與人體最箱體上部設計為弧形，增大可視面積，弧形角度與人體最佳的視野相符，可以輕

6、松獲得到箱體上的顯示信息。佳的視野相符，可以輕松獲得到箱體上的顯示信息。上上箱體箱體數(shù)據(jù)設計：總體高以顯示器最高處為參考標準，顯示器數(shù)據(jù)設計：總體高以顯示器最高處為參考標準，顯示器參考數(shù)據(jù)為參考數(shù)據(jù)為人的水平視野和垂直視野人的水平視野和垂直視野即人站立時的即人站立時的自然視野為與水平方向向下自然視野為與水平方向向下1010。查表可知男女。查表可知男女p50p50平平均值為均值為15111511，又因為人與產(chǎn)品障礙距離（，又因為人與產(chǎn)品障礙距離（250250）+ +人習慣人習慣距離產(chǎn)品距離為（距離產(chǎn)品距離為（100100）=250+100=350=250+100=350，所以水溫顯示，所以水溫顯

7、示器高度為器高度為1511-3501511-350* *tan 10tan 10=1449=1449（單位均為（單位均為mmmm）。因）。因為要預留一定邊緣，所以總高設計為為要預留一定邊緣，所以總高設計為1460 mm1460 mm。改進3將貼卡區(qū)與數(shù)字顯示區(qū)分離，凸顯貼卡區(qū)將貼卡區(qū)與數(shù)字顯示區(qū)分離，凸顯貼卡區(qū)根據(jù)儀表盤上字符的高度與視距表可得在1m左右視距時，字符高度為8.6mm，為了照顧近視人群，字符高度定為12mm，并且顯示器為黑底紅字數(shù)字顯示器面積為90mm35mm，減少誤讀率。顯示器外表盤顏色為藍色，既能引起人的注意，也不過于搶眼。 貼卡區(qū)域標識為深藍色，并標有“貼卡區(qū)”（字符為紅色

8、，高度20mm，間距8mm，居中放置）貼卡區(qū)面積基于水卡整體向外擴大適宜距離，面積90mm60mm。86mm53mm刷卡區(qū)刷卡區(qū)改進4 水嘴處，原來設計易產(chǎn)生燙傷，現(xiàn)在把水龍頭改進為右圖所示形狀，既防止接觸燙傷，又易于觀察。數(shù)據(jù)為：數(shù)據(jù)為： 水龍頭高度水龍頭高度= =肘高肘高+(+(水壺水壺- -水壺手柄中心處高水壺手柄中心處高)+)+鞋高鞋高=899+400-=899+400-240240+20=1079mm+20=1079mm。（其中肘高取。（其中肘高取5%5%女性為女性為8 899mm99mm，水，水壺高為壺高為400mm400mm，手柄中心高為，手柄中心高為240mm240mm, ,鞋

9、高取鞋高取20mm20mm）。）。 水嘴水嘴設計方案與此同時，為了增加一些人性化的功能，我們做出了如下設計。設計11）前桿臂可以旋轉(zhuǎn)，最前方有托盤，底部有圓形槽，用于放置水杯。 為方便對準水嘴， 采用最大搖動尺寸正好對準中心，因此前臂長度為250mm。2）后桿臂固定于箱體一側(cè)，用以支撐整體水杯支架長度為適合水嘴位置設計成100mm。托盤托盤設計1添加一個活動支架，方便放置無提手水杯添加一個活動支架，方便放置無提手水杯 經(jīng)調(diào)查：經(jīng)調(diào)查：（1 1）常用水杯高度）常用水杯高度120mm210mm120mm210mm，因此距水嘴高度設計為，因此距水嘴高度設計為250mm250mm，這樣，這樣預留一定的

10、空間，以便拿取。預留一定的空間，以便拿取。（2 2）杯底直徑為）杯底直徑為60mm80mm60mm80mm，所以設計杯托槽直徑，所以設計杯托槽直徑82mm82mm，添加，添加2mm2mm預留預留空間，方便拿取?？臻g，方便拿取。托盤托盤設計2添加水量檔位按鈕添加水量檔位按鈕此設計實現(xiàn)了對不同規(guī)格的此設計實現(xiàn)了對不同規(guī)格的水壺自動停水功能，無需刷水壺自動停水功能，無需刷卡使其停水?？ㄊ蛊渫Ｋ?。按鈕設計：按鈕顏色隨水量按鈕設計：按鈕顏色隨水量增加而逐漸加深，便于使用增加而逐漸加深，便于使用者識別。者識別。水量檔位按鈕水量檔位按鈕檔位調(diào)節(jié)按鈕為方便操檔位調(diào)節(jié)按鈕為方便操作應低于肩高，取女性作應低于肩高

11、，取女性肩高肩高p5p5為為1195mm+1195mm+鞋高鞋高20mm20mm，所以按鍵高度應，所以按鍵高度應低于低于1215mm1215mm，取整為，取整為1210mm1210mm。設計3此顯示器采用數(shù)字顯示器，顯示此顯示器采用數(shù)字顯示器，顯示準確、簡單，采用淡綠色底色，準確、簡單，采用淡綠色底色，黑色字符，提高人的認讀速度和黑色字符，提高人的認讀速度和辨識度，不易產(chǎn)生視覺疲勞。辨識度，不易產(chǎn)生視覺疲勞。水溫顯示器水溫顯示器數(shù)據(jù)設計：顯示器參考數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)設計：顯示器參考數(shù)據(jù)為人的水人的水平視野和垂直視野平視野和垂直視野即人站立時的自然即人站立時的自然視野為與水平方向向下視野為與水平方向向下1010。查表可知。查表可知男女男女p50p50平均值為平均值為15111511，又因為人與產(chǎn)品，又因為人與產(chǎn)品障礙距離（障礙距離（250250）+ +人習慣距離產(chǎn)品距離人習慣距離產(chǎn)品距離為（為（100100）=250+100=350=250+100=350，所以水溫顯示，所以水溫顯示器高度為器高度為1511-3501511-350* *tan 10tan 10=1449=1449（單（單位均為位均為mmmm）。）。整體綜上所述，最終產(chǎn)綜上所述，最終產(chǎn)品尺寸如右圖所示：品尺寸如右圖所示：為增加美觀，外觀為增加美觀，外觀采用白色為底采用白色為底 的花紋，清新淡雅，的花紋，清新淡雅，