徐州市城区多功能分类果皮箱改良设计 毕业设计论文.docx

图书分类号：密 级：毕业设计(论文)徐州市城区多功能分类果皮箱改良设计design of multifunction classification dustbin in xuzhou city 学生姓名学院名称机电工程学院专业名称工业设计指导教师年月日 徐州工程学院学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期： 年 月 日徐州工程学院学位论文版权协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日摘要本课题针对徐州市城区多功能分类果皮箱进行了调研，具体分析了徐州市城区多功能果皮箱的形态、功能、存在的不足，从人机工程学的角度出发对现有的分类果皮箱进行了分析，针对果皮箱内垃圾清理不方便、果皮箱入口过小、垃圾分类的问题进行了研究，设计出了一款使用方便、分类清晰、清理简单的多功能果皮箱。关键词 多功能分类果皮箱；人机工程学；垃圾分类abstractthis topic rubbed the multifunction dustbin in xuzhou city to carry on the investigation and study, analyses of xuzhou city multi-function chendu configuration, function, the existing problems, from the perspective of ergonomics of existing classification is analyzed, too small, garbage classification entrance studied the problem, the design gives a new use convenient, classification clear, clean convenient multifunction dustbin.keywords multifunction dustbin ergonomics garbage classification iii徐州工程学院毕业设计(论文)目 录摘要iiabstractiii1 绪论11.1 设计计划进度表11.2 设计的背景12 市场调查分析及设计目标32.1 徐州市城区多功能果皮箱市场调查32.1.1 垃圾投入口人机分析与垃圾箱有关的人体尺寸32.1.2 垃圾清理52.1.3 垃圾分类52.2 人的需求调查62.3 设计目标73设计构思及展开83.1 设计构思83.2 方案分析103.2.1 人机分析103.2.2 色彩分析123.2.3 材质分析123.2.4 模型制作124 方案确定144.1 排版效果图144.2 设计效果图164.3 设计说明16结论17致谢18参考文献19201 绪论1.1 设计计划进度表在本设计课题开始之前，制定了详细的设计计划进度表（见表1-1）。表1-1 设计计划进度表起 止 日 期工 作 内 容备 注11年第1、2周11年第3周11年第4周11年第5周11年第6、7周11年第8、9周11年第10、11周11年第12、13周11年第14周学生进行毕业实习，并提交实习报告；收集与毕业设计课题相关资料；提交开题报告；对调查内容进行整理，提交至少5个备选方案；与指导教师讨论，确定最终设计方案；完成模型制作；完成设计报告、将各种资料整理为展板；毕业设计相关资料最后修改与整理；提交毕业设计答辩材料；学院安排毕业设计答辩。需上交调研报告需上交实习报告1.2 设计的背景 为认真贯彻党的十六届四中全会和全省可持续发展工作会议精神，进一步树立和落实科学发展观，加快建设以人为本，全面、协调、可持续发展的新徐州,徐州市开始创建国家卫生城市，加大市政环卫基础设施建设力度。加大环卫设施建设投入，加强道路改造和河道专项整治，规划建设一批垃圾中转站，更新破损的垃圾桶，新设置一批果壳箱。1果皮箱属于公共设施的一部分。徐州市从2010年3月份开始在城区多处设置了新型的多功能分类果皮箱，前市区主干道全部为这种新型果皮箱，共设置约1500余只。2可是这些果皮箱的设计存在很多问题。问题举例：首先，由于其过小、过低的垃圾入口使得行人在丢垃圾的同时不得不弯下腰对准入口后才能将垃圾丢入果皮箱，这是不符合人机工程学的。其次徐州市城区多功能分类果皮箱还存在垃圾清理不方便的问题，由于其封闭式的设计，使得环卫工人在清理垃圾是必须将果皮箱的锁打开才能取出垃圾，之后还要锁上，费时费力。最后一个问题在于垃圾分类标识过于简单，虽然人们都能分辨出可回收垃圾与不可回收垃圾的标识，但是具体到哪些垃圾是可回收的，哪些是不可回收的时可能就不是人人都分得清的了，这也会给垃圾分类回收带来麻烦。所谓人机工程学，亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。3本课题就针对徐州市城区新推出的多功能分类果皮箱进行调研，运用人机工程学、设计心理学等的相关知识对其优缺点进行分析，同时结合使用环境提出新的设计目标，完成适合城市环境使用、功能结构合理的分类垃圾箱设计。2 市场调查分析及设计目标2.1 徐州市城区多功能果皮箱市场调查徐州市区多功能果皮箱分布广泛，人民路、和平路、矿业大学、彭城大学、火车站、市中心等都能看到其踪影，据市城管部门有关负责人介绍，市区主干道全部设置了这种新型果皮箱，共设置约1500余只。 通过测量这些多功能果皮箱长100cm，宽46cm，高190cm。其中垃圾投递口的高度为55cm处见图2-1。图2-1 徐州市城区多功能果皮箱尺寸图下面我们来做一下有关垃圾箱的人体工程学分析。2.1.1 垃圾投入口人机分析与垃圾箱有关的人体尺寸人机工程学研究的目的是优化产品与用户间的界面。要使垃圾箱与人之间达到最优化的配合，使人不需要大幅度的改变姿势就可以顺利地将垃圾投入垃圾箱。与垃圾箱有关的人体尺寸有：肘高、立姿手功能高、立姿双手功能上举高，手长、手宽等数据,见表2-1。 表2-1 与垃圾箱有关的人体尺寸尺寸男女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现有垃圾箱的垃圾投入口高度为50cm，尺寸大小为：17x12cm。从表2-1中得出，垃圾箱的垃圾投入口高度应该满足绝大多数人的使用需求：上边缘高不低于95%人的手功能高，下边缘高不高于5%人的肘高，查表得知，垃圾投入口高度应介于801954mm之间，这样才可使高个的人不需下蹲、矮个的人无需费力上举就可以使用垃圾箱。4现有的入口高度为55cm，是不能满足要求的。现有的垃圾投入口是一个倾斜45度的尺寸大小为17x12cm的矩形。对于常用的一次性快餐饮料杯，较大的直径为10cm，12cm的宽度显得较小；康师傅方便面纸筒直径为13.5cm，大瓶碳酸类饮料直径大于12cm的也很多；一些快餐食品的包装盒也都不能方便的扔进果皮箱，因此目前的垃圾投递口是不能满足需求的，见图2-2。图2-2 现有果皮箱投递口大小垃圾投入口的开口的宽度，应大于一般废弃物的尺寸。垃圾箱的开口应朝向路人经过最多的一侧，以便路人不用费神寻找开口而轻易把废弃物投入垃圾箱。因此，目前徐州市区多功能果皮箱的投递口设计是不符合人机工程学的。2.1.2 垃圾清理通过图片可以看出，在徐州市多功能果皮箱的两侧分别设置了不锈钢门，并锁住了，因此在垃圾清理时，由于其封闭式的设计，环卫工人在清理垃圾时每次都需要用钥匙打开箱体才能清理，之后还要锁好，这使得清理工作耗时耗力，很不方便，见图2-3。图2-3 现有果皮箱锁2.1.3 垃圾分类 虽然在果皮箱的两侧分别都标有可回收与不可回收的标识，但是其标识过于简单，并有具体指出一些具有代表性的可回收或者不可回收垃圾见图2-4，因此，在行人投递垃圾的过程中不可避免的会出现垃圾混淆的情况。图2-4 徐州市城区多功能果皮箱垃圾分类标识综上所述，现有分类果皮箱在看、垃圾清理、垃圾分类、人机工程学方面的不足见表2-2。表2-2 徐州市多功能果皮箱果皮箱徐州市城区多功能果皮箱垃圾清理需要将外壳打开才能清理垃圾很不方便垃圾分类垃圾分类标识过于简单人机工程学入口过低过小2.2 人的需求调查根据市场调查所发现的问题，设计了本调查问卷，从行人和环卫工人这两个直接使用垃圾箱的群体进行调研，进一步发现问题。行人调查问卷部分：1、请问您在使用徐州市多功能果皮箱时认为其入口设置（ ）a、合适 5% b、太低 30% c、又小又低 65%2、请问您在使用徐州市多功能果皮箱时认为其垃圾分类标识（ ）a、很清楚 22% b、不清楚 3% c、不够具体 75%3、请问您在使用徐州市多功能果皮箱时认为其尺寸（ ）a、合适 60% b、太大 27% c、太小 13%4、请问您在使用徐州市多功能果皮箱时认为其广告设置（ ）a、合适 32% b、多余 14% c喧宾夺主54%5、请问您在使用徐州市多功能果皮箱时认为其整体造型（ ）a、满意 46% b、还可以 26% c、不满意 28%6、请问您在使用徐州市多功能果皮箱时认为其灭烟板（ ）a、很好 13% b、挡住入口了 67% c、多余 20%7、请问您认为徐州市多功能果皮箱的广告功能（ ）a、很好 22% b、无可厚非 64% c、不好 14%环卫工人调查问卷部分：7、请问您在清理徐州市多功能果皮箱时认为其清理难度（ ）a、简单 1 b、还可以 3 c、繁琐 68、请问您认为徐州市多功能果皮箱的封闭式设计（ ）a、很好 2 b、不好 3 c、有待改进 59、请问您在回收垃圾时其箱中垃圾分类（ ）a、分清了 0 b、没分清 4 c一部分不清 6通过上面的调查问卷我们可以看出，徐州市多功能果皮箱在垃圾分类方面存在问题，由于其不够具体的垃圾分类标识并没有起到彻底的垃圾分类作用，行人在投递垃圾的过程中往往由于对垃圾分类概念模糊而投错垃圾。在垃圾清理方面通过对环卫工人的调查问卷可以看出，目前徐州市多功能果皮箱的设计不利于方便的清理垃圾，需要进一步改进。总的来说，分析了徐州市区多功能果皮箱后，在清洁清理、垃圾分类、人机工程学设计三个方面还要有所改进。2.3 设计目标产品实际上都是为人类生活和工作服务的工具，所以设计者必须根据人们生活中遇到的迫切需要解决的问题而进行设计。5根据调查分析，徐州市区多功能果皮箱，主要有三个方面需要改进，所以我根据这三个方面的问题要设计出一款能够完美的解决这些问题的果皮箱，同时保留目前徐州市区多功能果皮箱原有的功能，例如广告功能，但是应适当削减其版面，从外观上讲，要美观大方，符合徐州城市形象，从功能上讲，要方便使用，符合人机工程学原理，使行人在投放垃圾的时候更方便；增强垃圾分类的功能，在标识下增加具体垃圾图标，有利于垃圾的分类回收和再利用。在清洁方面，为了能使清洁工跟快捷方便的清理垃圾，将果皮箱整体固定，而是将其设计为主体固定，部分可移动，便于清洁。3 设计构思及展开3.1 设计构思设计方案草图见图3-1、3-2、3-3、3-4、3-5。图3-1 方案一设计草图 方案一见图3-1，此方案在解决垃圾清理这个问题方面没用创新，与普通的垃圾箱区别不大，并且没用垃圾分类功能，但是垃圾入口设计的更大更符合人机工程学。图3-2 方案二设计草图方案二见图3-2，在垃圾清理方面有所创新，内置抽屉式内桶，这样在清理时可以直接将垃圾倾倒入垃圾车，而不会如第三个方案一样使垃圾掉在地上再收集进垃圾车，提高了垃圾清理效率，但是这个方案同样没有垃圾分类功能。图3-3 方案三设计草图方案三见图3-3，有了垃圾分类功能，但是由于其底部是半圆形，使得垃圾箱的容量变小了。图3-4 方案四设计草图方案四见图3-4，是第二个方案的改良，增加了垃圾分类功能，但是其上下结构的垃圾分类模式必然使其不符合人机工程学，在行人投放垃圾的过程中在成不便图3-5方案五设计草图方案五见图3-5，结合了前四个方案的优点并且很好的回避了前四个方案的缺点，在垃圾清理方面继承了第二个方案的优点，同时不存在第四个方案的缺点；同时通过色彩、图案、文字的说明使垃圾分类更加具体。 3.2 方案分析3.2.1 人机分析在设计构思阶段要充分考虑产品形态结构的合理性、宜人性以及所表现出的均衡、稳定、秩序、轻巧等效果。6优秀的垃圾箱不仅要便于将垃圾投入，也要便于将内腔取出和清理。垃圾箱的高度一般，应小于正常人立姿双手上举功能高的一半。现有垃圾箱的高度一般在8001100mm之间，基本都满足要求。垃圾投入口的开口大小要足够大，以便路人能把垃圾顺利投入；又不应过大，以免人们因见到垃圾箱内的垃圾产生厌烦的心理；同时开口过大，雨水就容易溅入箱内，使箱内的垃圾腐烂而导致细菌增生，危害环境。街道上的垃圾箱存放的垃圾一般为瓶、罐、纸等类轻便的废品，所以开口的大小要大于瓶子的直径，同时要考虑需要一定的倾斜角度便于垃圾的投入。瓶子的直径一般小于100mm，加上考虑倾斜角度，垃圾箱开口的大小一般宜大于120mm。同时在设计垃圾回收方式时，果皮箱的箱体设计成旋转式的，为使操作方便且不破坏整体美观，正确的操作部位必须显而易见，而且还要向用户传达出正确的信息，7将把手安装在垃圾投递口，通过上述分析，先将多功能分类果皮箱的尺寸确定如下，见图3-6。图3-6 尺寸图3.2.2 色彩分析色彩是产品视觉设计的第一要素，好的产品色彩设计不但能够吸引人的目光，而且在展现产品设计艺术的同时，将设计师的情感通过色彩更为有效的传达给人们，增强人们对产品的印象。8用于在垃圾分类方面可回收垃圾与不可回收垃圾的色彩已有公论，因此在确定两个果皮箱体的时候采用绿色代表可回收垃圾，黄色代表其他垃圾，通过涂覆着色：采用浸图、喷涂、刷图等方法在金属表面涂覆有机图层，9使人们一目了然。3.2.3 材质分析果皮箱的材料在保证实用、寿命的同时也要考虑造价，不锈钢材料能很好的胜任，不锈钢（stainless steel）指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。10因此确定以不锈钢作为徐州市城区多功能果皮箱的材料。3.2.4 模型制作先确定模型的大小和比例，选择材料，用卡纸做，根据色彩方案，买了绿色、黄色和白色卡纸，白色做广告牌，用双面胶粘好。绿色和黄色分别做可回收和不可回收垃圾箱体，组成整体（见图3-7,3-8,3-9,3-10）。图3-7 模型照片一 图3-8模型照片二图3-9模型照片三 图3-10模型照片四4 方案确定4.1 排版效果图排版图见图4-1,4-2。图4-1 排版图一图4-2 排版图二4.2 设计效果图设计效果图见图4-3。图4-3 效果图4.3 设计说明这款多功能果皮箱在保留现徐州城区多功能果皮箱原有功能的前提下增强了垃圾分类的功能，绿色箱体收集可回收垃圾，黄色箱体收集其他垃圾，在箱体上印有可回收垃圾与不可回收垃圾的图标和文字。内置箱体使得垃圾清理与回收变得更方便，两个箱体与上面的广告箱之间通过轴承连接，可转动，将内侧转到外面时就可以拉出内置箱体，将箱内的垃圾取出，使得垃圾清理变得更方便高效。在果皮箱的垃圾入口设计方面，提高了入口的高度，以及增加的入口的大小，使行人在投放垃圾使更方便明确，更符合人机工程学。最后，作为一个拥有厚重历史文化的城市，在设计箱体使采用了方方正正的大形体，张扬“大风起兮云飞扬”和“力拔山兮气盖世”的雄伟气魄，大气磅礴，充分体现出徐州作为中心城市的城市文化。结论本方案成功的解决了目前徐州市区多功能分类果皮箱在垃圾清理、垃圾分类以及人机工程学方面存在的问题，提高了垃圾清理效率；体化了垃圾分类图标增强多功能分类果皮箱的垃圾分类能力；调整了垃圾投递口的高度和大小，使得多功能分类果皮箱更符合人机工程学。市场前景好，更适合在徐州