垃圾箱的人因工程分析与设计

1、南京工程学院人因工程课程大作业设 计 题 目：校园垃圾箱的人因分析与设计 学 生 姓 名： 学 号： 专 业： 工业工程 班 级： 工程101 指 导 教 师： 马 成 绩： 2012年11 月9 日目录前言1人因工程学大作业任务书2第一章 大作业内容简介31大作业的意义32大作业设计内容3第二章 大作业设计过程51校园垃圾箱的宜人性分析52改进分析6第三章 改进设计91 尺寸设计92布局设计10第四章 未来垃圾箱的发展趋势13第五章 小结14参考文献15前言 人因工程学（Human Factors Engineering）又称“人类工程学”（human engineering）是研究研究人、

2、机器、环境之间相互联系、相互作用的学科，有自己独特的理论体系，同时有机融合了“人体科学”、“工程科学”和“环境科学”同时又吸取了其他众多学科的理论、思想方法和研究手段，是一门现代交叉边缘学科。该学科在自身的发展过程中，逐步打破了各学科的界限，并不断完善自身的概念体系、理论体系、研究方法以及标准规范。随着现代科技的迅速发展以及经济的快速增长，以及人们对生活质量的要求日益提高，人因工程已受到越来越普遍的重视，并在制造业、服务业、产品设计、公共及生活空间、计算机软硬件、航空航天系统、医疗系统、交通、电信、残障人士辅助设备、军事武器等方面广泛地应用。人因工程学的设计是“以人为本”，即以“人-机-环境系

3、统”的优化为原则。无论是以科学技术为主的设计，还是以文化艺术为主的设计，最终都出发幷归宿于人的需求。因此，人因工程学对各种门类的设计都是普适、有用和重要的。 人因工程学偏重于应用研究，对于当今大学生，学习了解本门课程有着很大的必要性，而此次大作业设计正是对所学知识的有效运用，理论课后通过完成一次具体的课程设计，使我们能真正感受到实际中的人因工程问题，从而寻求最佳的解决方案，同时也对我们以后的工作学习有着重大影响。 人因工程大作业任务书专业 工业工程 班级 工程101 设计者 学号 1、 设计题目： 校园公共垃圾箱设计及布局的人因学分析 二、主要内容此次作业中，我重点对学校主要路段及教室、食堂等

4、地的垃圾箱进行了研究和分析，并发现其中不合理的地方，运用人因工程的知识进行改进，首先为了消除不合理处，对一些地方垃圾箱的结构设计及摆放位置进行了一些改进，另外在细节方面也从人因工程的角度予以考虑。三、设计任务及要求完成大作业课题任务分析及资料消化（至少查询5份参考资料）完成大作业课题设计完成大作业说明书 四、设计方法及骤题目分析：课题总体把握，结合实际研究垃圾箱的一些人因工程设计并对不合理之处进行一一分析，构造出改进的基本思路，形成初步的改进方案。现状分析，学校现有的一些垃圾箱进行功能分析和相关尺寸的测量，设计符合更符合实际情况的垃圾箱，结合人因工程中的人体测量学进行二次设计。收集资料，为改进

5、寻求可靠的依据。全面以各思路为分析对象，完善细节。 五、编写大作业说明书大作业说明书要求：文字叙述清楚，使用统一规定的格式，分析问题透彻、简洁明了，理论正确，设计内容正确、数据来源可靠、正确。大作业设计说明书正文要求10页以上。附参考资料名称说明。设计期限：2012年10月1日 至 2011年10月20日颁发日期：2012年10月1日第一章 大作业内容简介1大作业的意义通过此次大作业对学校垃圾箱的观察和分析，运用所学知识发现其中在设计上所体现的人因学，并就学校目前垃圾箱的结构设计及布局情况总结一些存在的问题，并进行改进，从而方便学生丢掷垃圾和环卫工人清理，对学校环境有一定的改进。2大作业设计内

6、容人因工程学的研究以唯物辩证法为指导，正确地制定技术路线，采取科学合理的具体研究方法，并对研究结果做出客观的科学结论。虽然包括理论和应用研究两个方面，但学科研究的总趋势还是侧重应用。所以学习理论课之余我们更应该积极投身到实际生产生活中来，从人因工程的角度去体会周围自己所熟悉的设施布局等环境所散发的人文光芒。大到学校的整体布局，教学楼宿舍楼的设计，小到教室桌椅的设计，楼道的宽度，卫生间的数量等都是特别关注了学校学生的自身因素，从而使我们周围的环境不仅舒适安全而且赏心悦目。此次的课程设计正是要求我们以一种独特的角度去观察、了解、分析自己周围的环境，学会运用人因工程学的专业知识研究其中的每一个细节，

7、发散思维，思考一些有待改进的设计。经过观察筛选，我决定以研究学校的垃圾箱为主要方向来进行此次的课程设计，内容主要包括对垃圾箱的结构分析设计和布局的研究。小小垃圾箱作为同学们平时不以为意的细节却也无时无刻不牵动着我们的日常生活，影响着学校的整体环境。学校的垃圾箱随处可见，很方便学生日常丢弃垃圾，从而使我的研究也更加的方便。通过观察我发现校园内的垃圾箱总体上保持了一致，均为钢木方型分类垃圾箱。这种双桶式的垃圾箱扩大了垃圾箱的容量对垃圾的分类处理提供了方便。然而，这些设计中仍然存在一些问题，比如由于垃圾分类的标识不明显，加上学生环保意识有待加强，可回收与不可回收的垃圾都是混放在一起的；垃圾箱的布局也

8、存在一些不合理的地方，有的路段垃圾为患，而有的垃圾箱却受到冷落。通过实践调查，同学们反应当走在路上时，一些垃圾不能随手在路边的垃圾桶丢弃，还要跑较远的地方才有垃圾桶，如此不免很多同学会觉得不方便，而且有些较大的垃圾不好塞进垃圾箱中，这些影都响垃圾的回收。另外我还考虑到，垃圾箱不仅要方便同学丢弃垃圾还要方便环卫工人将内腔取出和清理。对于以上方面我将在下面内容中进行详细的分析和改善。 第二章 大作业设计过程大作业涉及到垃圾箱的结构设计及校园布局。1校园垃圾箱的宜人性分析如下图1-1目前校园内统一使用的垃圾箱图1-1 校园垃圾箱由上图我们可以看到学校垃圾箱为钢木方形垃圾箱，从结构上垃圾箱，有两个内腔

9、便于垃圾分类放置，顶部的挡板也有效阻止了雨水的淋入，从而防止垃圾箱内垃圾发霉变质。垃圾箱的整个箱体可以旋转，以此方便了清洁工人将铁皮内腔取出。布局方面，学校各个路段均匀分布了这一类型的垃圾箱，从而便于学生随时随地丢放垃圾。整体从外观设计上虽然简单却富于特色，作为校园文化的一部分，与学校环境和谐的融为一体，体现了大学的文化气息。一些细节处如图1-2 图1-2 细节图 当然垃圾箱作为我们日常生活不可或缺的一部分还是重在它的实用性价值。从以上两幅图中我们可以看到垃圾箱的周围居然也散落了好多垃圾，而且发现两个垃圾分类箱内的垃圾也并未按分类要求投放。垃圾箱的箱体上的回收标志也已经几乎无法辨认了。虽然学校

10、道路上摆放了好多垃圾箱，我们走在校园还是会看到好多随意丢弃的垃圾，这一问题对于学校的卫生环境是一件不容小觑的事，良好的校园环境不仅让人漫步校园，心旷神怡，同时也能无意中引导每一个学生自觉去爱护、保护周围环境！做好垃圾的回收与清理显得尤为重要。此次课程设计，我对以上问题进行了详细的研究和分析。2改进分析（1） 对垃圾箱的尺寸进行局部调整 垃圾箱高度及开口大小的不合理也是导致垃圾丢不进而使垃圾箱外也散布不少垃圾的原因。同时垃圾箱的容量也有必要进行扩充。 （2）垃圾箱的结构 学校垃圾箱机构主要为两个分类回收的内腔与顶部放烟头的凹槽，另外还可以设计一个简易的收废电池的内腔如图2-1中垃圾箱中间的废电池

11、回收孔。 图2-1 珍珠泉垃圾箱（3）垃圾箱的布局也需要进行必要的调整 考虑到不同的路段人流量不同，垃圾箱的数量也需要据此进行必要的增减，防止有些垃圾箱因容量不够而是垃圾溢出外面，破坏周围环境。另外垃圾箱的摆放位置也应使同学们在路上方便丢弃，如果距离太长，也影响了垃圾的回收。如图2-2，为物理实验中心旁边的一个交叉口，由于学生去经管楼或者信息楼会经过这里，上下课时人A向的人流量会比较大，B方向相对少很多，我们可以注意到处的路边有摆放了一个垃圾桶，而且此处路段较宽，走在路上大家就会发现如果想去处丢垃圾就要改变原来行走方向，还要再走大概5、6米的样子才能到达目的地。这样就不能很好地促成一个激励，垃

12、圾箱也不能方便的进行利用。如果将其放置到右侧路边或其他某处，则同学们在上课路上就能很方便甚至不许太刻意就能将垃圾掷入箱内。图2-2 校园某路段第三章 改进设计1尺寸设计 人因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，使人不需要有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，如下表一。考虑到本校男生比例偏重，所以在设计时以考虑男生尺寸为主。表一与垃圾箱有关的人体尺寸表尺寸男女5%50%95%5%50%95%立姿肘高954102410968999601023立姿手功能高68074180

13、1650704757立姿双手功能上举高186920032138174118601976手长165180197150165180手宽708090607080 （1）垃圾箱的高度 ：垃圾箱的高度一般应小于正常人立姿双手上举功能高度的一半。所以垃圾箱的高度应在9001060mm之间，（2）垃圾箱的垃圾投入口： 垃圾箱的垃圾投入口也主要以满足男生需求为主：上边缘不低于95%的手功能高，下边缘不高于5%的人肘高度。这样既可以使身材高的人不需蹲下，同时身材矮的人也不需要费力上举就可以投掷垃圾。 （3）垃圾入口大小： 垃圾入口的开口高度要足够的大才能使学生顺利地投掷垃圾；同时也要避免开口过大，以免箱内垃圾太

14、显露影响人的主观感受；另外开口过大垃圾箱口上方的挡板就不能有效遮挡雨水。学生日常丢弃的垃圾主要为垃圾袋，饮料瓶等。考虑瓶子的高度一般为200mm，直径一般为160mm，加上考虑倾斜角度垃圾箱开口宜为150mm左右。 如图2-2设计后的垃圾桶结构尺寸。 图 3-12布局设计 每一路段的垃圾总量等于其日人流量与人均垃圾数量的乘积。不同路段的人流量与人均垃圾数量均不同，所以垃圾箱的数量分布也要针对不同道路情况考虑。 垃圾箱的位置摆放不仅要满足日垃圾总量的要求，同时也要方便学生丢弃垃圾，尽量与实际环境相适应。参考纽约市对垃圾箱设置的规定，一般来讲，在各道路的路口都要设一只垃圾箱，从而让方便路口各方向的

15、行人丢弃垃圾，提高了垃圾箱的利用率。 这次大作业，我主要对北区宿舍、食堂、实验楼附近的垃圾箱布局进行分析设计图 3-2 垃圾箱分布图 见上图中，红色痕迹代表平时校园人流量较多的道路，绿色表示人流量相对较少的道路。根据人流量和校园建筑布局，我在一些关键的地方标注了黄色的点，代表垃圾箱的摆放位置。例如图中A点处在宿舍楼的出口位置人流很大，而且也易滞留，所以有必要放置垃圾箱，避免宿舍楼前会有垃圾散落；B点在二食堂前后门两侧，考虑到同学们用餐完毕最可能携带垃圾未及时丢掉，则需在食堂门口台阶旁边摆放垃圾箱；再如C点一般在一些重要路段的交叉口处，这些地方日人流量最大，而且街道狭隘，如实验楼旁边的4个交叉口

16、C1、C2、C3、C4，这条路主要为去经管楼上课的学生而且距离食堂较近，垃圾量较大，所以有必要多设几个垃圾箱，同时C5、C6处的垃圾箱靠近超市和宿舍，垃圾箱的利用率也较高。另外根据学生走路的习惯，我也考虑了垃圾箱放置的位置细节，就如图中C3处，大部分学生会从C7处走至C3处，因此在C3处即道路右侧放置垃圾箱比在道路左侧更方便学生就近使用。同样道理C4处岔路较多，而且路段宽，比起将垃圾箱放在其对面路边要更人性化。 第四章 未来垃圾桶的发展趋势伦敦为2012年奥运会推出了一款智能垃圾桶，被安放在了伦敦市街头和奥林匹克体育中心。这款智能垃圾桶外壳十分坚固，两侧配置有LCD显示屏，能滚动播出热点新闻、

17、天气预报、股市行情以及与奥运会相关的各种资讯。在垃圾填满之后，垃圾桶会向卫生清理部门发送信息，通知清洁人员及时处理。同时它还是一个无线网络基站，可以为附近的手机用户提供无线网络信号。它所需要的电能则由顶部的太阳能电池板提供。这款智能垃圾桶，还具有自动报警功能，能为需要帮助的路人提供紧急报警服务。英国警察和情报部门甚至计划用这款智能垃圾桶来承担奥运会的社会治安、反恐等任务。其每个单价约为1880美元。预计不久的将来，在其他地方，尤其是一些国际化都市的金融区，将能看到它们的“倩影”。图4-1 伦敦垃圾桶第五章 小结垃圾箱的现在越来越引起社会的普遍关注，北京广州等大城市也先后举办过关于垃圾箱的设计比

18、赛。至此已完成大作业的课程设计，我对垃圾箱也有了更多更全面的了解。学习了人因工程之后，我学会了以一种独特的角度来看待周围的环境，本以为小小的垃圾箱结构简单，考虑的内容也不会太复杂，通过这次分析设计发现优秀的垃圾箱不仅在外表上新颖美观，在其实用中更要达到宜人的结构设计。在我们日常生活的环境中，经过长期的磨合相处就会发现其中还存在好多需要改进的方面，这都是人因学需要考虑的方面。从实际生活与生产实践中不断总结为理论知识，继而广泛应用我们客观环境中，人因工程学在不断的总结与实践中使是人们的生活更加舒适便捷。在这次关于垃圾箱的分析改进中，虽然论文到此小结，但是在了解了有关垃圾箱的各个方面的知识后，感觉仍旧有好多方面需要进一步考虑和分析，比如在垃圾箱的布局上也应满足不同地段对垃圾箱功能的不同需求。每一次的分析和改进我都对人因工程有了更深层次的了解，同时发现自己在知识上的欠