人机工程学课程报告-小风扇UG三维造型-产品设计说明书

人机工程学课程报告-小风扇UG 三维造型-产品设计说明书

产品设计说明书

专业： XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 班级： XXXXXXXXXXX 姓名： XXXXXXXX

学号： XXXXXXXXX

作品：小风扇

完成时间：2013年 5 月 3 日

前言

随着生活水平的提高，空调成为与现代生活中联系最紧密的产品之一。可是实际上，虽说空调更加舒适，更加随心所欲，但是长时间使用会导致空调病的发生，同时免疫力降低。因此，相对于空调，电风扇使用起来相对比较安全，对人体健康无害。但是对于某些特定环境（如学生宿舍），原有的风扇安装不合理并且空间狭窄以至于不适合额外安装普通风扇，使得夏天酷热难耐。针对这一情况，我们需要在这种特殊环境下仍然能够方便使用的风扇。这种风扇充分利用了人机工程学原理，方便实用，符合人性化需求，适用于上述场合。

人机工程学是本世纪中叶发展起来的一门新兴学科，它研究人和机器及环境的相互作用，把人的因素作为产品设计的重要条件和原则，使设计出来的机器操作简便、省力、安全、可靠、高效、舒适。

随着现代的社会科学技术突飞猛进，社会也在不断进步，人们对生活的要求也不仅仅在吃饱穿暖上了，人们开始注意到生活质量，从而对生活的环境有了更新的要求。人们要求产品要更加的人性化，这就使得人机工程学在我们的生活中大规模的运用。人机工程在生活中可以说是无处不在，从桌椅板凳到锅碗瓢盆，从行车走路到穿着打扮，都离不开人性化的设计。人机工程学使得我们有了更好的的生活环境。

关键词：电风扇人机工程学人性化

1.立项说明

a．产品概述

电风扇是人们用于散热的一种电器。但市场上大多数风扇不能适应有些特殊环境（空间狭小、不适合安装等），如学生宿舍。为了解决这一问题，需要设计出了一种能够满足要求的小风扇。

该小风扇从人机工程学的设计角度出发，最大限度地考虑人们的实际需求，在外观设计上改变了底座的结构，使其可以夹在其他家具或者物体上，同时引入遥控功能，使操作更加简单方便。

b．现有产品的不足

一、体积、质量大，移动较困难。

二、不能或不宜安装在狭小的环境，环境适应性差。

三、大多数不能遥控，使用不方便。

四、转动方式单一，作用范围小。

c．设计注意事项

（1）首先就是外观的设计。这设计主要是颜色的选取要适合于人的视觉特点。要注意各色调之间的对比。

（2）其次就是结构。结构设计要根据小风扇的应有功能而设计，要充分考虑人的因素进行合理的设计。

（3）选材也是很重要的。不能只因为外观来选材还要考虑一些其他因素，例如一些身体容易接触的地方一定要不能划伤使用者。

（4）小风扇的显示屏顶部一般也不应高于坐姿的眼睛水平视线，否则容易加重用户颈部肌肉和脊椎的负担，并容易造成使用者的视力下降。

d．设计目标

主要从小风扇的造型入手，重点从小风扇的舒适性和方便性展开设计，力求使小风扇符合人机要求。通过对市场上现有的风扇的尺寸进行了详细的调查，查阅了人机标准，最终的设计能够让用户使用方便舒适，而且小风扇在造型上也达到了很好的统一结合。

e．设计方式

三维建模、渲染、装配图、爆炸图、工程图的绘制均是借由软件UG NX 8.0完成。

2.人机工程学分析

a．小风扇能在水平方向和竖直方向自由旋转，其中水平方向旋转角度极限为180度，竖直方向旋转角度极限约为60度（向上15度，向下45度），小风扇竖直高度约为300mm。

以2m范围为例可以达到的桌面以上的高度为2000×sin15°+300=818mm，通过查阅参考文献[1]知道，我国男性95%百分位男性身高为1775mm，

坐高为0.523×1775=928mm，

通过查阅参考文献 [2]做出人机分析，确定产品主要尺寸如下：

桌面高度不宜过高也不能太低，因此需要选用中身材百分位（50％）来计算桌面的高度。

桌面高度：1678×7/17＋30（功能修正量）＋50（心理修正量）=770mm；

则95%我国百分位男性超出一般桌面高度为928-770=158mm，远低于小风扇能达到的高度。

因此，小风扇通过旋转能够送风的区域很广，几乎能满足所有人的需求。

b．小风扇除了保留了传统的手动调节之外，还运用了红外线遥控技术，在6m的范围内均能用遥控器自由控制，尤其方便老人和伤员使用。小风扇在水平方向设有不转、60度角旋转、120度角旋转、180度旋转四个档位，在竖直方向设有0度、15度、30度、45度、60度五个送风方向，能满足各类人群的各种不同需求。

另外，小风扇和遥控器上的液晶显示屏都是使用的LED液晶显示屏，省电无辐射。遥控器上与手接触的地方采用符合人手的曲线，使操作中与人打交道最多的部位变得舒适，提高操作的质量。遥控器大致尺寸为15×43×70mm,

尺寸较小，能满足绝大多数人的使用需求。

c．小风扇底座和支撑座之间使用弹簧连接，使其可以夹持在物体上以达到固定位置的目的。因此，小风扇对环境适应性很好，可以适用于各种普通风扇不能安装或者不宜安装的环境中。

d．小风扇设计尺寸约为144×130×300mm，体积仅为普通风扇的1/15到1/5,因此，小风扇能适用于各种狭窄的场合，再加上各零部件主要是由塑料制成，其重量很轻，使其小巧轻便，大大增加了它的灵活性和环境适应能力。另外，小风扇还具有低噪音，小振动的特性。

e.风扇外观设计中主要采用中间色调的灰色、白色和冷色调的蓝色，能使人们在炎炎夏日感受到一份凉爽。

总的来说，小风扇充分运用了人机工程学原理，体现了以人为本的原则，在操作简便、省力、安全、可靠、高效、舒适各个方面都有比较突出的表现。

3.三维建模设计过程

小风扇的三维建模过程大致由零部件三维图形绘制、渲染、装配、爆炸四个步骤组成。装配完成后包含有29个组件，独立组件22个。因零部件较多，在此不一一详细介绍建模过程，仅挑选部分零部件的部分过程及心得作简单介绍。

a．底座（总体效果图如下）

这里主要介绍中间两个倾斜挡板和蓝色塑料垫的建模过程：倾斜挡板：首先新建一个与水平面呈85°夹角的平面，在此平面上创建草图，经过拉伸命令和镜像命令可以得到两块倾斜的板，但是值得注意的是由于开始新建的平面不是竖直的，因此拉伸后会有一条缝隙，这时候可以通过偏置面的操作来将两个面相交起来。

塑料垫：先通过草图、直线、艺术样条构建如下的截面，通过拉伸命令（拉伸长度不要太长，但需要通过体对称轴）拉伸出半边实体，再通过镜像即可得到塑料垫的形状。

b．弹簧

首先设置参数插入螺旋线，根据设计尺寸及位置插入两个点，用艺术样条曲线连接点和螺旋线（注意要让艺术样条和螺旋线相切），以艺术样条曲线为边