关于雨伞的人机分析与设计(3)

2019-01-26 21:38

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图3-1 双手动作关联作业区域图

最后应考虑人的手常用作业范围。由上图可知:正常手的作业半径为39.4cm,但考虑到阴雨天气下,人的活动范围会不自觉地减少,为了减少雨伞的成本和增加雨伞的便携性。所以将手的作业半径应减少10cm,应在29.4cm。再加上功能修正量△f =1.3cm和心理修正量△p =5cm。所以手的操作半径应是R=34.7cm。

综上所述:应该综合考虑上述三个原因,第一人的立姿旋转半径是30.6cm,脚步活动范围半径是33.34cm,手的常用活动范围半径是44.4cm。简单叠加得:30.6cm+34.7cm+33.34cm=98.64cm。但这样是错误的,因为脚步活动范围和手的活动范围有重叠。因为手部活动范围完全能覆盖脚步活动范围,所以此处应取手部活动范围和人体立姿活动范围的相加,同时还要去除重复的修正量。即:30.6cm+34.7cm-1.3cm-5cm=59cm。

由上可得最佳面积应该在59cm×59cm×∏≈10936cm2。

根据建筑学原理,在伞顶的面积分配上,应以人的立姿旋转半径作为平顶的半径,以手的操作半径作为倾斜部分的半径。这样既能保证伞的面积和人身体不被打湿,又能是雨水及时下泻. 3.2.3伞布

关于伞布要考虑的是伞布的颜色及伞布的选材方面,在人机工程里主要考

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虑的伞布颜色匹配问题,在选材方面不做研究。

首先考虑的伞布颜色。

下面列表主要地区与国家对色彩的爱好与禁忌

表3-4 主要地区与国家对色彩的爱好与禁忌

洲别 国家与地区 爱好颜色 禁忌颜色 亚洲 中国 港澳地区 韩国 印度 日本 红、黄、绿 红绿黄及鲜艳颜色 红绿黄及鲜艳颜色 红绿黄橙蓝及鲜艳颜色 柔和色调 黑、白 黑、灰 黑 灰 黑白灰 黑 深灰及黑白相间 非洲 埃及 贝宁 利比亚 尼日利亚 其他 红、橙、绿、青绿、浅蓝、明显色 无明显爱好 绿 无明显爱好 明亮色 鲜明色 绿、蓝、黄 鲜明色 红、绿、蓝及鲜明色 红、白、蓝 绿 红、白、蓝 橙 无特别爱好 素静色 黄、绿、红 红、白、绿 鲜明色 暗灰色、紫色 红、黑 无 红、黑 黑 黑、蓝黑 黑、蓝黑 黑、蓝黑 无 无 无 黑 无 无 无 黒紫,褐紫相间 无 无 欧洲 德国 希腊 意大利 挪威 丹麦 奥地利 捷克 北美洲 荷兰 美国 加拿大 拉丁美洲 阿根廷 墨西哥 古巴 8

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从上表可知:大部分的国家和地区偏好于鲜明和鲜亮颜色,禁忌黑、灰、紫等暗淡颜色,而本设计产品主要在中国及周边国家和地区使用,应选择本区域的爱好颜色,如红、黄、绿、橙、蓝等鲜亮颜色。

其次还要考虑阴雨天气的辨别问题,色彩的冷暖感、轻重感、明暗感等感觉问题.

安全色(safety colours):传递安全信息含义的颜色,包括红、蓝、黄、绿四

种颜色; 对比色 (contrast colours): 使安全色更加醒目的反衬色,包括黑、白两种颜色。

图3-2 普通材料安全色与对比色的颜色范围图

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综上可得:应选择红、蓝、黄、绿等安全色,或者和对比色搭配比较明显的颜色。

3.3 伞柄的分析与设计

关于伞柄的作用主要是支撑伞顶,保持伞顶和人头顶的距离,是人的眼睛能够有足够的视野范围,并且能保持人的头不被雨伞碰到继而使得人在阴雨天气下心理平稳。考虑应从人头顶距伞顶的高度,人的视角范围两方面考虑。 伞柄的长度首先应从人的最佳手功能高,其次要考虑最佳视野范围,再次要考虑心理修正量和功能修正量,最后综合分析设计伞柄的长度。 3.3.1 人的最佳手功能高

人的举伞是以肘为基点的,加上人的手功能高,伞柄的长度就能满足伞柄的长度需求。下图是立姿弯臂时以肘为基点的力量分布。

由下图可知:人站立时最大的力量是在70°和100°两个角度。雨伞是举起的,用力量最大的角度举起雨伞可以有效缓解疲劳,避免由于长时间的举伞而是胳膊酸疼,所以选择70°作为最佳功能角度。有了最佳功能角度,还需要有胳膊的长度才能计算出最佳功能高(或者说是一般功能高)。

因为雨伞是一般通用型产品,适合绝大部分人使用,所以应选择第1个百分位作为参考数,故参数 Sa=20.6cm 。

所以以肘为基点的手最佳上举功能高H=20.6cm×sin20°≈7.05cm 。

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图3-3 立姿弯臂时的力量分布图

3.3.2 人的最佳视野范围

人的最佳视野是能够满足人的眼睛垂直和水平基本观测范围,下图是人的水平视野和垂直视野范围图 。

由下图可知:人的水平最佳视野范围是以人的两眼中间为分界点左右30°最佳垂直视野范围是以人眼的水平观测线为基准向上25°、向下30°。因为要满足人的垂直视野范围,伞的最低端边缘必须比人眼的水平观测线要高,所以此处主要考虑眼的垂直视野范围。

要满足人的垂直视野范围,主要是分析伞的最低端距人眼的水平线距离差。因为眼睛的向上最佳视野范围是25°,所以眼睛距伞的最低端近距离差H=伞的半径r×tan25°=59cm×tan25°≈27.5cm。

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