安全人机课程设计指导书学生.doc

安全工程专业安全人机工程学课程设计指导书一、课程设计的目的安全人机工程学是安全工程专业方向的专业基础课，是应用性、实践性十分强的学科。本课程（设计）是安全人机工程学理论课程的实践环节，目的是使学生在具体案例分析、设计中训练学生的人、机和环境系统的分析、设计能力，能够在产品创新设计的过程中运用安全人机工程学原理使产品既方便使用又适合人的舒适性要求。学生通过课程设计能够深刻理解安全人机工程学的应用价值，锻炼综合运用安全人机工程学的能力，在今后的分析、设计中能够充分考虑人的生理、心理、解剖等方面的因素，实现人-机-环境之间协调与产品使用过程中的安全、舒适、高效率。二、课程设计的基本要求：本课程（设计）要求学生在案例分析、设计中，锻炼在产品创新设计中对安全人机工程学的理论知识的综合运用能力。首先，学生应该能分析市场现有产品中人机界面设计的宜人性，发现设计上存在的使用不舒适、影响使用者安全健康，影响工作效率的提升的缺陷，能够据此提出改良设计方案。其次，对于市场的潜在需求，学生能够确定产品的功能需求，自觉运用安全人机工程学原理提出创新设计方案。在课程设计过程中，应保持严谨求实的科学态度。对图纸质量应高标准严要求，不仅要整洁干净，而且不应出现原则性的错误；设计计算过程方法要合理，计算应准确；手写说明书应字迹工整，打印说明书排版要规范，严禁抄袭或大肆拷贝网络上的内容；此外，在设计过程中应具有创新意识，提倡独立完成设计任务，同时应发扬相互合作、取长补短的优良作风。三、设计题目说明1、前文所称产品，不限于物品，还可以为建筑物、生活工作环境、生产生活设施。2、题目可以自拟，也可以参考如下：山东工商学院校园安全商学实验中心课程设计（改进型）学生宿舍#楼第#教学楼第#餐厅图书馆大学生活动中心地下通道餐厅座椅宿舍床铺实验室电脑桌椅某一建筑物（车站 码头 超市 医院）车间 设备设施物品加油站3.设计思路，从机宜人、人适机和安全、效率、舒适等角度展开。4.二人一组，自由结合（不分班级）5.其他院校的设计参考：人机工程学课程设计任务书一、设计题目： 我国普通列车硬卧车厢铺位的人机工程学设计二、设计背景： 随着人们生活水平的不断提高，人们对生活质量的要求也越来越高。铁路运输在各种交通工具运输中占有比较重要的地位，人们出行大多选择较为经济和舒适的硬卧车厢，如何对铺位进行设计以满足基本乘坐要求的基础上向舒适化、人性化发展，从而达到尽可能减少旅客出行的疲劳的目的。三、设计内容：根据国标中国成年人人体尺寸（GB10000-1988）和在产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则，结合我国普通列车硬卧车厢的实际情况，合理选择百分位数，进行硬卧车厢上中下三个铺位的高度、宽度、铺位间的净空高度、以及包厢内对面两铺位的距离、茶座高度和宽度、色彩匹配等项目的设计。设计流程图见图1-1。四、设计要求：1、收集我国普通列车硬卧车厢的车厢及铺位的几何尺寸；2、对有乘坐列车硬卧的乘客进行铺位舒适度调查，总结列车铺位的优缺点；统计人数不少于50人，且应有代表性，可以以问卷的形式进行，并对统计结果进行汇总，需给出调查问卷；3、选择合适的比例尺用A3图纸绘制车厢中铺位的布置图；4、选择合适的比例尺用A3图纸绘制座椅的加工图；5、有条件可用计算机绘图。图1-1 衣食住行是我们日常生活中不可缺少的。火车是我们出行最重要工具之一。至于舒适安全的旅行，才是我们追求的目标。故希望我们这次的设计能帮助提高火车的舒适度，是各位旅客有个愉快的旅行。一、 背景设计随着人们生活水平的提高，人们对生活质量的要求也越来越高。铁路运输在各种交通工具运输中有比较重要的地位，人们出行比较大多选择较为经济和舒适的硬卧车厢，如何对铺位进行设计以满足基本乘坐要求的基础上向舒适化、人性化发展，从而达到尽可能减少旅客出行的疲劳的目的。同时，这是我们学习了人机工程学之后，第一次运用知识。他为我们提供了理论联系实际的机会。我们将会本着为社会服务的责任心，将会把人机工程学的知识充分的应用到这次是设计之中。为铁路运输贡献我们的一份微薄的力量，使广大乘客拥有一个更安全、更舒适的旅行。同时也通过这次设计检验我们所学的知识。二、 设计内容1、现状分析：针对现阶段我国列车的硬卧理论资料，分析我国硬卧在安全人际学的不足与问题。同时进行问卷调查，分析广大乘客对硬卧的看法，吸取更广泛的建议。（1） 理论资料收集：如下表项目长度（mm）上铺到车顶的距离670上铺到中铺间的距离685中铺与下铺间的距离900下铺到火车地板的距离315床长1900床宽700对面两铺位的距离500餐桌的高715餐桌的宽450表1 附：我国普通列车硬卧的车厢的几何尺寸。通过网络和工具书的查找，我们找到YW25型和YW22型硬卧车厢尺寸。其中，YW25型硬卧车已经成为中国铁路硬卧的主力车型。这种车采用的是三层铺位。这显然是为了最大限度提高车厢内的利用率。在25型铁路硬卧车厢中，铺位的安排方式是靠车厢的一个侧壁安排11个敞开式和半封闭式的6人单元卧铺间，每个单元间内有两列靠两侧间壁分置上、中、下三层铺位。中、上层卧铺的旅客借助梯蹬上下。每节车厢的定员一般在66人20型硬卧的定员为60人。YW25型车厢空间尺寸参数如下：车体长度：25500mm 车体宽度：3104mm车厢宽度：4433mm 车厢高度：3305mm车厢高度：3104mm 车厢顶高度：821mm（圆弧形）去圆弧形顶高度：2434mm 包厢长度：1950mm通过对车厢尺寸机床铺间距离以及床铺尺寸的分析。YW25型列车硬卧主要存在以下一些问题：1、 上层和中层铺位间距离地板的高度过高，旅客上下铺的难度大，动作复杂，不方便，也不够安全。尤其不适合体质较差旅客乘坐。即便对于青年人来说，攀上离地板高度超过2米的上铺，也是一个要加倍小心的危险而困难的过程。2、 上层铺位上方的活动空间过小，乘客的上下起坐活动都比较困难。床铺上方净高不足0、65米的空间让人弯腰起坐都很困难，躺卧时，如果抬身弓背到脚底拿东西，甚至有窝脖致伤危险，同时人心里会感到压抑。3、 各层铺位空间是开放式的，不能为每个旅客单独提供独立和封闭的就寝空间，缺乏隐私和安全保障。在隐私性差的问题上，年轻女乘客的体会尤其明显。不久前，前经铁路部门曾经试着在部分列车上开设女性专用单元间措施，但可能是由于可操作性差，运营者无利可图等原因而很快就取消了。这种开放式铺位在安全防盗方面的缺陷也是非常让人头痛苦的。许多乘客在睡觉前不得不小心的把钱包和贵重财物压在枕下身下。即便如此，失窃的事情仍然时有发生。即使舍得花钱乘坐有门的软卧包厢，这种问题也还是不能彻底解决。因为，四人包厢内的人不一定都是相识亲友。所以，长期以来，能够拥有休闲、单独的单人卧铺空间，是无数旅行者可望而不可求的梦想。4、 上、中层铺位没有为旅客提供类似底层铺位边的可供站立或者搁脚地板空间，因而，上、下中层铺位的旅客要想站起来，只能先以杂技般的动作顺着不规则的梯蹬小心翼翼的爬下来，才能站到车厢地板上，很不方便。期间，下面的其他乘客也不得不小心的注意着他的姿态动作，准备应付意外情况，并且被迫享受着眼前晃动的脚丫的熏陶。5、 上、中层铺位构造不能为旅客提供舒适的坐姿环境。若希望像坐在座椅上那样做一会儿，只能先顺梯蹬爬下来后，在下层铺位上暂时借座，或者到走廊通道边仅有20cm宽的简易折叠凳上暂时搭坐一会儿，不仅自己麻烦，也影响其他人休息或走路。6、 各层铺位（尤其是中上层铺位）的布置方式使旅客在躺卧姿势下很难观察窗外景观。当有乘客看到窗外精彩景色而兴奋骚动时，在上铺的乘客往往只能尽可能低头伸颈，以求欣赏一下一掠而过的景色，但结果往往令其失望。即使是中铺、下铺的乘客，在保持正常躺卧姿态下也很难得到理想的面向窗外的观察视角。对于所谓的旅游专列来说，各层铺位上的乘客往往都很难兼顾卧休息和观察窗外美景的矛盾。7、 这种布局的铺位难以实现为每个铺位提供单独使用的独立的桌位。即使是相对而邻的两个下铺乘客，也只能共用一张小桌子。至于中上铺的乘客，就只能轮流共享走廊靠窗的一个袖珍小桌了。(2)、现有状况收集、分析通过对50位乘客的调查，大部分乘客都认为现阶段我国硬卧存在以上问题。现将调查统计结果如表2。表2 数据调查结果统计项目项目有没有没注意人数（人）比例人数（人）比例人数（人）比例有没有感到上层和中层铺位距离车厢地板过高255010201530有没有感觉上层铺位上方的活动空间过小408036714是否感到上中层没有可供站立的搁脚空间3366153024是否感到上中层铺位构造不能为旅客提供舒适的环境448812510是否感到中上层铺位没有独立桌面而不便173415301836其他问题及总结其中有24.6的乘客提出了其他相关意见通过调查，大约有89.6的乘客感到不舒适。这说明我国火车硬卧设计还存在很多不合理性。这主要是我国人口多需要提高利用率所造成的。车内空间过小，致使乘客行动不便、感到压抑是当前最主要的问题。针对这些问题，我们进行这次安全人机工程设计，以求解决以上问题。（3）、功能及操作分析1、铺位：分为上、中、下三铺：主要用于乘客在长途旅行过程中休息。它是由褥子、被子和枕头构成，是硬卧最主要的构件。其中三个铺位的距离将是我们设计的重点。2、餐桌：位于下铺相靠的火车面上。只有一个，用于房那个水杯及其他物品。由于上、中铺受空间限制，没有餐桌，给乘客带来了极大的不便。3、过道：用于乘客行走的走廊。4、过道上的餐桌：用于上、中铺乘客乘坐或就餐食用。它的设计将会与过道的设计相互联系。2、尺寸计划：（1）计测项目：该次设计主要是设计硬卧车三个铺位的高度、宽度、铺位间的净空高度，以及包厢内对面两铺位间的距离、茶座高度和宽度，色彩匹配等项目的设计。具体项目如下表3。表3 设计项目序号设计项目序号设计项目1上铺到车顶的距离11包厢的宽度2上铺到中铺的距离12走廊的宽度3中铺与下铺的距离13走廊上椅子的高度4下铺到火车厢面的距离14走廊上椅子的长度5铺位长15走廊上椅子的长度6铺位宽16走廊餐桌的长度7对面两铺的距离17走廊上餐桌的宽度8餐桌的高度18走廊上餐桌的高度9餐桌的宽度19护栏的高度10餐桌的长度20铺垫厚 注：下铺距地面高不小于150mm。在有限的空间内设计能够使人感到舒适并且安全的结构，是比较困难。我们的设计，改进车厢铺位的距离，尽量增大空间，提高空间利用率的同时，不至于影响乘客的舒适度。 （2）计测人群选择：由于火车硬卧主要用于我国普通人群，即主要是运用于1860岁的我国人民。根据国际中国成年人尺寸（GB100001988）来选择相应的修正量。选择修正量如下表4： 数据类型项目年龄范围百分位数尺寸值（cm）设计依据坐高18-60岁99979下、中、上床铺之间的距离设计依据坐深18-60岁99510椅子的深度设计依据小腿加足长18-60岁99463地至下铺之间的距离设计依据坐姿臀宽18-60岁99369椅子的宽度设计依据大腿长足长18-60岁99523272795床与床之间距离的设计依据以及走廊宽度的设计依据最大肩宽18-60岁99486床宽的是设计依据身高18-60岁991814床长的设计依据上臂长18-60岁99349走廊上桌子的长度设计依据前臂长18-60岁99268走廊上桌子设计依据和车厢内桌子深度依据表4以上表是各项设计的主要依据，而各设计项目的值的确立，还要考虑心里修正量和衣物修正量。衣物修正量选自教科书人机工程学教材P38表28。3、确立新方案（1）说明1、由于受到空间的限制，虽然选取依据99百分位，但并不能满足数据。故我们只能尽量扩大空间，但并不能满足百分位数据。2、为了提高车内空间，我们将车顶735mm的空间缩小到200mm，这样给我提供了更广阔的空间。车顶200mm的空间通过改造足够用于电线及其他装置使用。 3、将包厢的宽度由1900mm增加到2000mm。这样将会减少乘客人数，将会使一节车厢由11个包厢减少一个，但这样可以提高空间利用率的同时，是乘客感到更舒适。4、中铺设计为一个可以翻起的结构，当白天中铺乘客到车厢内坐时，可以将中铺翻起固定在侧壁上，这样上铺与下铺空间大大增大。满足了（公式）的最小量。5、在上或中铺之间设计挂钩或折叠式桌椅，用于暂时性的存放一下物品。（2）设计1、上铺：根据人体尺寸和火车的空间的限制，我们确定上铺空间的距离为900mm，由以前670mm提高到900mm，大大增加了上铺空间，可以满足大多数人活动。2、中铺：根据人体尺寸和火车空间的限制，我们确定中铺到上铺的距离为840mm，由以前685mm提高到840mm，同时将中铺设计为可以翻起的结构，大大增加了下铺与中铺的空间，不至使人感到压抑，白天时中上铺的乘客都可以到下铺或走廊上乘坐。3、下铺：下铺与中铺的距离确定为900mm，虽然未有改变，但由于中铺可以翻起，大大提高空间，即90084097925115满足人机工程学设计要求。4、床长：床的长度：s+f+p=1814+1+185=2000mm。5、床宽：床的宽度：1.5s+f=1.5486+13=742mm。圆整为750mm。6、对面两铺的距离：由于腿长和足长的百分位数和空间的限制，确定为700mm。7、餐桌的高度、宽度、长度：同上根据相关体数据，确定其高为900mm、500mm、800mm。8、走廊上椅子的高度、宽度、长度：同上确定为465mm、380mm、450mm。9、走廊上桌子的高度、宽度、长度：同上确定为900mm、300mm、700mm。10、下铺到火车厢面的距离:s+f=463+2=465mm。11、其他数据：护栏高度150mm，铺垫厚70mm，包厢宽度2200mm，走廊高度1104mm。整理列表如下表5项目长度（mm）车顶厚度200上铺到车顶的距离900上铺到中铺的距离840中铺到下铺的距离900下铺到火车厢面的距离465床长、宽2000、750对面两铺位的距离700餐桌的高、宽、长900、500、800走廊桌的高、宽、长900、300、700走廊椅的高、宽、长465、380、450包厢个数10个表5以上便是我们为火车硬卧所设计的尺寸。在原来的基础上，空间更大，会更舒适。同时保证了空间的利用率。（3）颜色匹配设计颜色的设计能使狭小的空间变得更大，排除乘客的压抑感。同时床铺颜色设计可以给人家温暖的感觉。总之，颜色搭配是一个十分重要的过程，它能使尺寸缺陷得到弥补，使人感到更安全舒适。1、车顶色彩：车顶采用天的浅蓝色。由于商铺空间较小，会使乘客感到压抑。我们空间的浅蓝色额可以使空间显得更大，同时车顶部辅以散光的白炽灯，使上铺空间明亮宽广，清除乘客的压抑感。2、铺位的色