人因工程学课程设计基于人因工程学对男生宿舍门禁的分析设计和改进.docx
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人因工程学课程设计基于人因工程学对男生宿舍门禁的分析设计和改进
编号
课程设计报告书
题目基于人因工程学对男生宿舍门禁的分析、设计和改进
二级学院机械工程学院
专业工业工程
班级114120301
学生姓名陈超周舟任饶
学号11412030118,11412030119,11412030120
指导教师肖燕职称副教授
时间2017/05/01
摘要1
Abstract2
1背景3
2门禁现状分析3
2.1门禁尺寸现状如图3
2.2现状分析4
2.3现状总结6
3方案的设计7
4方案的实施8
4.1针对显示器A的分析、设计和改进8
4.2针对荧光指示灯C和刷卡感应区D的分析、设计和改进12
4.3针对感应器E的分析、设计和改进13
5改进后的门禁模型图13
参考文献17
摘要
本文运用人因工程学中的人的视觉特点和立姿人体尺寸的知识对男生宿舍门禁的显示器、荧光指示灯、刷卡感应区和感应器进行分析、设计和改进。
关键词:
宿舍门禁、人因工程学、设计改进
Abstract
Thispaperusesthethehumanvisualcharacteristicsofhumanfactorsengineeringandfromtheknowledgeofthehumanbodysizeofmaledormitorydoorofmonitors,fluorescentlights,chargeinductionareaandsensorisanalyzed,thedesignandimprovement.
Keywords:
dormitorydoorban,personbecauseofengineering,designimprovement
正文
1背景
学校寝室楼下的门禁是每个学生每天进出寝室大楼的必经之路,因此门禁的各种设置是否合理显得格外重要。
本文基于人因工程学的知识对门禁进行调查、分析、评价、改进与优化。
2门禁现状分析
2.1门禁尺寸现状如图1、图2、图3所示。
图1主视图
图2俯视图
图3左视图
2.2现状分析
分析步骤如下所示:
1)小组成员通过头脑风暴法,确定门禁可能存在以下不合理的设计,如表1所示。
表1
陈超
问题1:
问题2:
门禁出口设置过少;
门禁的显示器A不易引起人的注意;
周舟
问题3:
问题4:
门禁没有固定的进出口,导致出现‘撞车现象’;
门禁的刷卡区标识不易让人理解,存在错误配对现象;
任娆
问题5:
问题6:
门禁的两个刷卡区旁边都存在感应器,存在两边同时触发感应器,导致人还没通过关卡,门就已经关了的现象;
门禁通道的宽度不合理,不方便旅行箱通过;
2)依照表1制作问卷调查表进行随机抽样调查,如图4所示。
图4
3)根据问卷调查结果,有效填卷人次为180次,经过整理得图5。
4)根据图5的分析结果找出需要解决的问题分别是:
问题1、问题2、问题3和问题5。
针对各个问题,列出其对应需要改进的关键装置,如表2所示。
表2
问题编号
问题
问题对应门禁的关键装置
问题1
门禁出口设置过少;
整个门禁
问题2
门禁的显示器A不易引起人的注意;
显示器A
问题3
门禁没有固定的进出口,导致出现‘撞车现象’;
荧光指示灯、刷卡感应区
问题5
门禁的两个刷卡区旁边都存在感应器,存在两边同时触发感应器,导致人还没通过关卡,门就已经关了的现象;
感应器
2.3现状总结
门禁现有4个出口、5个门框、8个刷卡感应区(除最左、最右只有一个外,其余门框每个两端都有两个)、10个荧光指示灯(每个门框两端各有一个,指向门框对应的出口)16个感应器(每个门框除最左、最右两个门框只有朝向关卡的一面两端各有1个感应器外,其他门框每一个侧面都有两个感应器)和5个显示器(没人刷卡通过或刷卡错误时是红色的叉;有人刷卡正确时是一个绿色的箭头方向,箭头所指方向为刷卡人将要进入的方向),详图如图6所示。
经调查分析,门禁的显示器、荧光指示灯、感应器以及门禁出口的个数设置上都存在不合理的现象。
图6
3方案的设计
根据表2以及实际情况,小组成员针对4个问题各提出一种解决方法,如表3所示。
表3
问题编号
问题
解决的方法
问题1
门禁出口设置过少;
综合考虑设备利用率和成本问题,不增加门禁个数,但在上下课高峰时应适当调整进出口比例,应将静态荧光指示灯C变为动态指示灯,便于调整;
问题2
门禁的显示器A不易引起人的注意;
根据人的视觉特点和人体尺寸,合理调整显示器A的位置及颜色搭配;
问题3
门禁没有固定的进出口,导致出现‘撞车现象’;
根据人的视觉特点通过改进荧光指示灯C和刷卡感应区D的标识和颜色搭配,固定进出口;
问题5
门禁的两个刷卡区旁边都存在感应器,存在两边同时触发感应器,导致人还没通过关卡,门就已经关了的现象;
将感应器位置调整至关卡的上方和下方,感应器感应到关卡间没有“异物”后,再关闭关卡。
4方案的实施。
4.1针对显示器A的分析、设计和改进。
因为是男生宿舍,且为了满足大部分人的需求,选取男第5百分位数和第95百分数的人体尺寸进行分析、设计和改进。
1)根据表4、垂直面内视野图7和门禁左视图3,画出第5百分数和第95百分位数对应的眼高站在停留刷卡线B时的垂直视野模拟图,如图7、图8所示。
图7垂直面内视野
图8
图9
2)根据图8和图9,发现以下问题:
(1)当选取数据为第5百分位数的眼高时,根据图8可知,颜色鉴别界限与显示器A相交,不能完全辨别显示器区域内的颜色变化。
(2)当选取数据为第95百分位数的眼高时,根据图9可知,显示器A已经处于颜色辨别界限外,不能辨别显示器区域内的颜色变化。
(3)根据显示器A显示标识的颜色(没人刷卡通过或刷卡错误时是红色的叉;有人刷卡正确时是一个绿色的箭头方向,箭头所指方向为刷卡人将要进入的方向)和垂直面内色觉视野图10可知:
基于第5百分位数的眼高时,绿色的箭头不能观察到,红色的叉不能被完全观察到;基于第95百分位数的眼高时,两种颜色的标识都不能被观察到。
图10
3)显示器A的重新设计与改进。
(1)显示器A的颜色符合GB50034-2004的要求,因此不需要改进;
(2)显示器A的位置改进;
根据图8、图9与图10,再综合考虑第5百分位数人体尺寸和第95百分位数人体尺寸,确定显示器A的应安放的最佳区域F,如图11所示。
图11
由图11可知,显示器需要有支架支撑到一定高度才能到最佳区域F,结合门禁门框的实际长度和最优视野综合考虑得显示器的最佳位置,主视图如图12所示,左视图如图13所示。
图12主视图
图13左视图
(3)显示器A的标识改进。
显示器A原来的标识如图14所示。
显示器A的原来的显示方式为:
没人刷卡通过或刷卡错误时是红色的叉;有人刷卡正确时是一个绿色的箭头方向,箭头所指方向为刷卡人将要进入的方向。
图14
现将显示器A的显示方式改为:
当门框的一端的刷卡感应区有人刷卡时,对应的显示器A的那一面显示为红色的叉,显示器A的另外一面显示为绿色的箭头。
4.2针对荧光指示灯C和刷卡感应区D的分析、设计和改进
因为荧光指示灯的位置不易被注意,所以可以将其与刷卡感应器设置到一起。
将刷卡感应区的设置为圆形的感应区,将荧光指示灯也设计成箭头,包围在刷卡感应区的外围。
当允许门禁一端刷卡进入时,对应的一端的刷卡感应区外围的箭头为绿色;当禁止门禁一端刷卡进入时,对应的该端的刷卡感应区外围的箭头为红色,这样通过控制刷卡感应区外围的箭头颜色的变换就能根据实际情况调整出入口比例(出口:
门框正对大门的一端箭头为红色,背对大门的一端为绿色;入口:
正好与出口相反),新的刷卡感应区如图15所示。
‘
图15
4.3针对感应器E的分析、设计和改进。
因为感应区的位置太靠外,导致前面一个人还未完全通过门禁时,门禁就关闭了,所以将感应区设置在关卡的上下方,如果有人或者物体通过时,关卡就一直开着,当关卡前没有物体通过时,关卡才关闭,这样可以防止,关卡以为两边行人同时进入导致关卡关闭。
5改进后的门禁模型图
经过前面分别针对显示器A、荧光指示灯C、刷卡感应区D及感应器E的分析、设计和改进后,就得到了改善后的门禁模型图,如图16、图17和图18所示。
图16改善后门禁主视图
图17改善后门禁主视图
图18改善后门禁左视图
参考文献
[1]郭伏、钱省三.人因工程学.北京:
机械工程出版社,2007
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- 关 键 词:
- 工程学 课程设计 基于 男生宿舍 门禁 分析 设计 改进