基于人機(jī)工程學(xué)-飲水機(jī)外形設(shè)計(jì)

目錄摘要 2緒論 91.1課題研究背景 91.2課題研究的目的與意義 101.3課題研究的主要內(nèi)容 10第二章立體式飲水機(jī)設(shè)計(jì)理論概述 112.1人體測量 112.1.1人體測量的姿勢 112.1.2人體測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)描述 112.1.3影響人體測量數(shù)據(jù)的因素 122.1.4人體測量方法 122.2色彩環(huán)境 142.3設(shè)計(jì)心理學(xué) 15第三章現(xiàn)行飲水機(jī)問題分析及設(shè)計(jì) 163.1現(xiàn)行飲水機(jī)調(diào)研分析 163.1.1整體高度不合理 173.1.2開關(guān)設(shè)計(jì)不合理 183.2現(xiàn)行飲水機(jī)數(shù)據(jù)分析 183.2.1現(xiàn)行飲水機(jī)專利分析 183.2.2現(xiàn)行飲水機(jī)具體數(shù)據(jù)介紹 203.2.3現(xiàn)行飲水機(jī)數(shù)據(jù)分析 213.3飲水機(jī)改善 223.3.1建立用戶模型 223.3.2故事版 253.3.3飲水機(jī)整體外形設(shè)計(jì) 273.3.2飲水機(jī)水龍頭及顯示部位設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 283.3.3飲水機(jī)下部儲水柜設(shè)計(jì) 293.4改善后飲水機(jī)的材料選取 303.4.1改善后飲水機(jī)外殼的材料選取 303.4.2改善后飲水機(jī)開關(guān)材料選取 303.4.3改善后飲水機(jī)水桶材料選取 303.4.4改善后飲水機(jī)出水桶內(nèi)進(jìn)水管材料選取 31總結(jié) 32參考文獻(xiàn) 33緒論1.1課題研究背景近年來在我國構(gòu)建和諧社會主義的推動(dòng)下，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會的進(jìn)步，“以人為本”的理念愈加受到人們的關(guān)注，人們對物質(zhì)質(zhì)量日益增長的要求，人們越來越懂得享受生活，越來越追求物質(zhì)的極盡主義，因此人機(jī)工程被廣泛用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和現(xiàn)場改進(jìn)等領(lǐng)域。飲水機(jī)是一個(gè)與我們生活日益相關(guān)的物品，其設(shè)計(jì)改進(jìn)的重要性和必要性可想而知。作為這個(gè)物品的使用人群，對每天的使用情況有著比較深入的了解，平時(shí)人們抱怨的問題或者是提出的問題，也成為了設(shè)計(jì)要針對的核心問題?！胺奖恪⒖旖?、舒適、效率”成為設(shè)計(jì)的核心。”1.2課題研究的目的與意義飲水機(jī)作為我們生活的必需品，研究的重要性不言而喻。此次課題研究的目的就是為使用者營造一個(gè)方便的，快捷的，高效的使用感覺，有助于提高使用者的工作效率。要想工作效率高，一方面必須有充分的休息，而保證工作時(shí)的精力；另一方面，水是每個(gè)人每天必須要飲用的，所以接水時(shí)的高效和快捷會帶動(dòng)人們工作的節(jié)奏。所以，一種“方便的、快捷的、高效的、舒適的”飲水機(jī)是必要的，也是必須的。1.3課題研究的主要內(nèi)容本次課題主要強(qiáng)調(diào)對普通立體式飲水機(jī)的外形研究與設(shè)計(jì)，包括對整體外形、開關(guān)的研究與設(shè)計(jì)，通過人機(jī)工程學(xué)的人體測量、色彩環(huán)境、心理學(xué)以及動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則等等專業(yè)學(xué)科知識對飲水機(jī)的不足進(jìn)行改進(jìn)與重新設(shè)計(jì)。第二章立體式飲水機(jī)設(shè)計(jì)理論概述人機(jī)工程學(xué)是一門新興的正在迅速發(fā)展的交叉學(xué)科，涉及多種學(xué)科，如生理學(xué)、心理學(xué)、解剖學(xué)、管理學(xué)、工程學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、勞動(dòng)科學(xué)、安全科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊。目前，人機(jī)工程在世界制造業(yè)、信息技術(shù)（IT）業(yè)、服務(wù)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用和飛速發(fā)展，在中國的發(fā)展也是方興未艾。與此同時(shí)，它還與我們的日常生活息息相關(guān)。本次飲水機(jī)外形設(shè)計(jì)改進(jìn)將大量用到人因工程學(xué)相關(guān)專業(yè)知識要點(diǎn)。2.1人體測量人體測量主要是研究人體的尺寸和特征，包括人的重心位置、身體各部分的尺寸、關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)范圍和力量特性等。人體測量數(shù)據(jù)是工作分析和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，可以為工業(yè)設(shè)計(jì)個(gè)工程設(shè)計(jì)提供參考數(shù)值，它著重與人體的物理測量，運(yùn)用合適的方法來滿足工程設(shè)計(jì)的需要[1]。2.1.1人體測量的姿勢對于一般測量要求，被測者姿勢主要分為以下兩種。立姿。被測者挺胸直立，頭部以眼耳平面定位，眼睛平視前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向體測，手指輕貼大腿側(cè)面，膝部自然伸直，左、右足后跟并攏，前端分開，使兩足大致成45度夾角，體重均勻分布于兩足。坐姿。被測者挺胸坐在被調(diào)節(jié)指腓骨頭高度的平面上，頭部以眼耳平面定位，眼睛平視前方，左右大腿大致平行，膝彎曲大致成直角，足平方在地面上，手放在大腿上。立姿測量時(shí)站立的地面或平臺以及坐姿測量時(shí)的椅平面應(yīng)是水平的、穩(wěn)固的、不可壓縮的。要求被測者脫鞋、裸體或穿著盡量少的內(nèi)衣（如只穿內(nèi)褲和汗背心）測量，在測量胸圍時(shí)，男性應(yīng)撩起汗背心，女性應(yīng)松開胸罩后進(jìn)行測量[1]。2.1.2人體測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)描述人體測量所涉及的是一個(gè)特定的群體而非個(gè)人，但群體中的個(gè)體之間存在著差異，某一個(gè)體的測量尺寸顯然不能作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。因此通常選擇測量群體中具有代表性的樣本，并對其測量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理并獲得所需的數(shù)據(jù)。人體測量的數(shù)據(jù)常以百分位數(shù)來表示人體尺寸等級，最常用的是以第5%、第50%、第95%百分位數(shù)表示。其中第5百分位數(shù)是指有5%的人群身體尺寸小于此值，而有95%的人群身體尺寸均大于此值；其余以此類推。除了上述三種常用的百分位數(shù)外，有些場合會使用其他百分位數(shù)。2.1.3影響人體測量數(shù)據(jù)的因素民族因素。每個(gè)民族都有自己的人體數(shù)據(jù)，不能套用其他民族的測量結(jié)果來設(shè)計(jì)本民族的設(shè)備。不同民族具有不同的人體尺寸，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)參考使用者民族的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。性別、年齡因素。統(tǒng)計(jì)資料顯示，男性的平均身高比女性高100mm。人的體型也隨著年齡的增長而變化。職業(yè)因素。由大量的勞動(dòng)科學(xué)和醫(yī)學(xué)調(diào)查中可知，不同職業(yè)的人在體型和人體尺寸上存在著較大的差異。區(qū)域因素。不同地域生活的人在人體尺寸上有所差別，例如，我國北方人群身高平均值大于南部人群身高平均值。2.1.4人體測量方法人體測量可分為兩類，靜態(tài)測量和動(dòng)態(tài)測量。靜態(tài)測量和動(dòng)態(tài)測量數(shù)據(jù)均包含人體構(gòu)造尺寸和功能尺寸。人體構(gòu)造尺寸研究人體在各種姿態(tài)下的參數(shù)，而功能尺寸則是任務(wù)導(dǎo)向的，研究任務(wù)狀態(tài)下的人體特性[1]。靜態(tài)測量。靜態(tài)測量在身體保持固定（靜止）位置時(shí)進(jìn)行，包括骨骼尺寸（關(guān)節(jié)之間，如肘部和腕部）或輪廓尺寸（如頭圍）。人體尺寸的靜態(tài)測量屬于傳統(tǒng)的測量方法，用途很廣。靜態(tài)測量數(shù)據(jù)是動(dòng)態(tài)測量的基礎(chǔ)，是設(shè)計(jì)人機(jī)系統(tǒng)不可缺少的參數(shù)。靜態(tài)人體測量主要有立姿、坐姿、跪姿、臥姿。動(dòng)態(tài)測量。動(dòng)態(tài)測量建立在靜態(tài)測量的基礎(chǔ)之上，是用來度量人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的一些參數(shù)。動(dòng)態(tài)測量的內(nèi)容包括活動(dòng)空間和伸展域的測量。要完成移向非常簡單的任務(wù)人體也需要某些部位運(yùn)動(dòng)，這就要求有足夠的空間，即活動(dòng)空間。人在勞動(dòng)或運(yùn)動(dòng)時(shí)，人體的空間位置與尺寸時(shí)刻在變化，這種變化就是動(dòng)態(tài)變化。動(dòng)態(tài)測量就是測定人體動(dòng)態(tài)變化的數(shù)值。人在各種狀況下工作時(shí)都需要有足夠的活動(dòng)空間，在工作中人常取站、坐、跪等作業(yè)姿勢。立姿時(shí)人的活動(dòng)空間不僅取決于身體的尺寸，而且也取決于保持身體平衡的微小平衡動(dòng)作和肌肉。人在站立并保持腳的站立面不變時(shí)，手臂的活動(dòng)空間用舒適伸展域來表示。伸展域可從立視圖和平面圖兩個(gè)方面來看，主要有通過肩部關(guān)節(jié)的正中矢狀面的垂直部分；通過關(guān)節(jié)橫斷面的水平部分；通過肩關(guān)節(jié)沿著冠狀縫平面的垂直部分。正常區(qū)域是指將上肢輕松地垂直于體側(cè)，曲肘，以肘關(guān)節(jié)為中心，前臂和手能自由到達(dá)的區(qū)域。最大區(qū)域是指完全伸展整個(gè)胳膊所能涉及的區(qū)域。由于腳的生理特征，腳的作業(yè)范圍不可能很大。腳的作業(yè)范圍是以腳在水平方向可能移動(dòng)的尺寸來確定的，腳的舒適作業(yè)范圍要由腳的出力、動(dòng)作頻率、操作姿勢、機(jī)械形式、作業(yè)內(nèi)容等綜合分析的結(jié)果來確定[1]2.2色彩環(huán)境色彩只是一種物理現(xiàn)象，本身是沒有靈魂的，但人們卻能感受到色彩的情感，這是因?yàn)槿藗冮L期生活在一個(gè)色彩的世界中，積累這許多視覺經(jīng)驗(yàn)，一旦這種視覺經(jīng)驗(yàn)與外來色彩刺激發(fā)生一定的呼應(yīng)時(shí)，人們就會從心理上引出某種情感或情緒。每一種色彩都有自己的獨(dú)特的表情特征。當(dāng)色彩的純度和明度發(fā)生變化，或者與不同的顏色搭配時(shí)，色彩的表情也隨之變化。因此，研究各種顏色的表情特征，就如同說出世界上每個(gè)人的性格特征那樣苦難，但還是可以從經(jīng)典的色彩性格特征中尋找有趣的意味[2]。表2.1克拉因色彩感情價(jià)值表[2]顏色客觀感覺生理感覺聯(lián)想心理感覺紅輝煌、激烈、豪華、跳躍熱、興奮、刺激、極端戰(zhàn)爭、血、大火、儀式、圓號、長號、小號、罌粟花威脅、警惕、熱情、勇敢、庸俗、氣勢、憤怒、野蠻、革命橙紅輝煌、豪華、跳躍煩惱、熱、興奮最高儀式、小號暴躁、誘惑、生命、氣勢橙輝煌、豪華、跳躍興奮（輕度）日落、秋、落葉、橙子向陽、高興、氣勢、愉快、歡樂橙黃閃耀、豪華溫暖、灼熱日出、日落、夏、路燈、金子高興、幸福、生命、保護(hù)、營養(yǎng)黃閃耀、高尚灼熱東方、硫磺、檸檬、水仙光明、希望、嫉妒、欺騙黃綠閃耀稍暖春、新苗、腐敗希望、不愉快、衰弱綠不穩(wěn)定涼快（輕度）植物、草原、海和平、理想、平靜、悠閑、道德、健全藍(lán)綠不穩(wěn)定、呼應(yīng)涼快湖、海、水池、玉石、玻璃、銅、埃及異國情調(diào)、迷惑、神秘、茫然藍(lán)靜、退縮寒冷、安靜、鎮(zhèn)靜藍(lán)天、遠(yuǎn)山、滑稽戲、靜靜的池水、眼睛、小提琴靈魂、天堂、真實(shí)、高尚、優(yōu)美、透明、憂郁、悲哀、流暢、回憶、冷淡紫藍(lán)靜、退縮、陰濕寒冷（輕度）、鎮(zhèn)靜液、教堂窗戶、海、豎琴天堂、莊嚴(yán)、高尚、公正、無情(續(xù))顏色客觀感覺生理感覺聯(lián)想心理感覺紫陰濕、退縮、離散稍暖、屈服葬禮、死、儀式、地丁花、大提琴、低音號華美、尊嚴(yán)、高尚、莊重、宗教、帝王、幽靈、豪紳、哀悼、神秘紫紅陰濕、沉重暖、跳動(dòng)的、抑制、屈服東方、牡丹、三色地丁花安逸、肉欲、濃艷、絢麗、華麗、傲慢、隱瞞玫瑰豪華、突出、激烈、耀眼、跳躍興奮、苦惱深紅禮服、薔薇、法衣安逸、虛榮、好色、喜悅、庸俗、粗野、輕率、熱鬧、愛好、華麗、唯物的2.3設(shè)計(jì)心理學(xué)隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展和各國經(jīng)濟(jì)貿(mào)易活動(dòng)的增加，產(chǎn)品在世界市場上的競爭愈演愈烈。產(chǎn)品的性能、質(zhì)量與價(jià)格，產(chǎn)品的附加值，產(chǎn)品的低能耗、低污染和可持續(xù)發(fā)展的程度等，都向產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。設(shè)計(jì)者究竟以怎樣的設(shè)計(jì)心理素質(zhì)，設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生怎樣面對未來，求得知識、能力與素質(zhì)的和諧與強(qiáng)化，設(shè)計(jì)心理學(xué)雖然無法提供解決這些問題的答案，但是可以提供獲取答案的方法[2第三章現(xiàn)行飲水機(jī)問題分析及設(shè)計(jì)3.1現(xiàn)行飲水機(jī)調(diào)研分析1、美的YR1206S溫?zé)嵝惋嬎畽C(jī)（價(jià)格：1200）功能：冷熱三重溫控制出水、自動(dòng)清除管路污染、大容量消毒柜、可拆卸“沸騰膽”。造型：立式造型（403*410*1130mm），使用玻璃鋼化封閉門，飲水機(jī)面板使用電子按鍵技術(shù)，出水口下有可拆卸接水盒、材質(zhì)：外觀顏色為黑色，塑料材質(zhì)；消毒柜面板與后置箱殼為不銹鋼材質(zhì)，表面使用拉絲工藝處理，整體光澤度良好，反射率較高。2、美的YR1318S冷熱型飲水機(jī)（價(jià)格：559）功能：冷熱雙溫出水、三重防干燒保護(hù)、門封可拆洗、大容量保潔柜、全過程空氣過濾。造型：立式造型（382*370*1068mm），使用一體化封閉門，飲水機(jī)出水口使用琴鍵式開關(guān)，出水口下有可拆卸接水盒、材質(zhì)：外觀一體化，顏色為銀色，塑料材質(zhì)；后置箱殼為不銹鋼材質(zhì)，表面使用啞光工藝處理，整體光澤度良好，反射率一般。3、美的YR1321S-W韓風(fēng)潮流溫?zé)嵝惋嬎畽C(jī)（價(jià)格：599）功能：冷熱雙溫出水、三重防干燒保護(hù)、大容量保潔柜、全過程納米抗菌過濾。造型：立式造型（274*304*1060mm），纖細(xì)造型，飲水機(jī)出水口使用炫彩推杯式開關(guān)，出水口下有可拆卸接水盒、材質(zhì)：外觀顏色采用黑白色系，顏色高白，清新時(shí)尚；外殼與后置箱殼均為塑料材質(zhì)，表面高亮高白，整體更高更窄，宛如活潑俊俏的小姑娘。3.1.1整體高度不合理根據(jù)調(diào)查顯示，現(xiàn)行飲水機(jī)的高度不合理，立體式飲水機(jī)應(yīng)考慮人體站姿時(shí)手的活動(dòng)區(qū)域。現(xiàn)行飲水機(jī)的水龍頭距地高度太低，大部分人接水時(shí)要彎腰去按開關(guān)。如下圖：圖3.1使用過程動(dòng)態(tài)圖圖3.2開關(guān)距地高度圖經(jīng)測量，開關(guān)距地高度為76.4cm，不符合人體雙手活動(dòng)的最佳范圍，使人接水時(shí)感到疲勞。3.1.2開關(guān)設(shè)計(jì)不合理每個(gè)人喝水的時(shí)候都要按開關(guān)，但是現(xiàn)行的飲水機(jī)開關(guān)無非就是兩種，一種是按鍵式，另外一種是按壓式。這兩種開關(guān)使人們在使用飲水機(jī)的同時(shí)，要費(fèi)不可忽略的力氣去按動(dòng)開關(guān)，接水時(shí)間長了會造成疲勞，不符合動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則。具體情況如下圖：圖3.3現(xiàn)行飲水機(jī)開關(guān)圖從圖3.1和圖3.2中可以看出，這兩種開關(guān)都是很費(fèi)力氣的。而且圖3.1.2的開關(guān)容易損壞，導(dǎo)致水龍頭漏水。3.2現(xiàn)行飲水機(jī)數(shù)據(jù)分析3.2.1現(xiàn)行飲水機(jī)專利分析由圖3.4可以看出，美的品牌飲水機(jī)及相關(guān)技術(shù)的申請量最大，為283件，占6大品牌總申請量的44.0%，其次是安吉爾和奇迪。從申請的類型來看，6大品牌飲水機(jī)及相關(guān)技術(shù)以外觀設(shè)計(jì)和實(shí)用新型為主，分別為338件和243件，發(fā)明專利申請量最少，僅為62件，占申請總量的9.6}.其中奇迪有發(fā)明專利申請34件，占到了總發(fā)明專利申請量的54.8。發(fā)明專利申請數(shù)量較少的原因可能是由于該領(lǐng)域技術(shù)更新?lián)Q代速度較快，因此不需要長達(dá)20年的保護(hù)期限，另外在審批過程中，發(fā)明專利申請的審查周期較實(shí)用新型和外觀設(shè)計(jì)要長，且申請費(fèi)用和維持費(fèi)用相對較高，這也是其比重相對較低的主要原因。圖3.4對實(shí)用新型專利、外觀專利、發(fā)明專利分析，大概得出其專利申請的方向，3.2.2現(xiàn)行飲水機(jī)具體數(shù)據(jù)介紹圖3.5機(jī)整體數(shù)據(jù)測量圖圖3.6飲水機(jī)各方面數(shù)據(jù)測量根據(jù)我對現(xiàn)行熱門飲水機(jī)尺寸的測量，得出以下數(shù)據(jù)：1、飲水機(jī)整體高93cm，長33cm，寬29cm。2、下柜高32cm，長23cm，深15cm。3、上方門高39cm，下方門高46cm，門厚3.7cm。4、開關(guān)距地高76cm，整個(gè)開關(guān)整體高6.5cm，兩開關(guān)間隔5.3cm。5、指示燈距離頂部高度為8cm。3.2.3現(xiàn)行飲水機(jī)數(shù)據(jù)分析圖3.7人體尺寸分析圖[7]表3.1中國成年人人體主要尺寸（單位：mm）[7]測量項(xiàng)目男性（18-60歲）女性（18-55歲）5%50%95%5%50%95%身高158316781775148415701659上臂長289313338262284302前臂長216237258193213234站姿肘高954102410968999601023由上述圖3.7和表3.1可知，現(xiàn)行飲水機(jī)整體高為93cm，而開關(guān)在頂部后方，這樣的設(shè)計(jì)不符合人體尺寸。應(yīng)該按照人體站姿肘高的50%，也就是在96cm—102.4cm之間。由測量數(shù)據(jù)知現(xiàn)行飲水機(jī)的開關(guān)距地高位73cm，而人站立時(shí)的最佳活動(dòng)高度應(yīng)該是站姿肘高，所以開關(guān)也應(yīng)該在96cm—102.4cm之間。而后方總開關(guān)的活動(dòng)區(qū)域應(yīng)該是上臂長的范圍內(nèi)，所以應(yīng)該在28.4cm—31.3cm之間，即飲水機(jī)寬度應(yīng)該在這個(gè)范圍內(nèi)。3.3飲水機(jī)改善3.3.1建立用戶模型（一）建立用戶的任務(wù)模型：行動(dòng)理論：意圖—計(jì)劃—實(shí)施—評價(jià)目的是調(diào)查了解用戶的價(jià)值觀念、目的、構(gòu)思的任務(wù)過程、操作使用過程等，以建立適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品概念，使設(shè)計(jì)的人機(jī)界面能夠把用戶行動(dòng)轉(zhuǎn)化成機(jī)器的行動(dòng)。1、飲水機(jī)的工作原理：飲水機(jī)是一款利用電能，通過內(nèi)部的制冷、制熱系統(tǒng)及凈化、消毒等系統(tǒng)來達(dá)到制備冷、熱水功能的，并且安全、快捷、健康的飲水電器產(chǎn)品。（1）、出水原理：飲水機(jī)內(nèi)部的水循環(huán)原理是通過負(fù)壓來實(shí)現(xiàn)的，水桶底部為密封，插入飲水機(jī)時(shí)，其內(nèi)部的壓力小于外界的大氣壓力，保證了桶內(nèi)的水不會流淌出來，當(dāng)用戶接水時(shí)，水罐內(nèi)水位下降，空氣由下面進(jìn)入桶內(nèi)，使得桶內(nèi)的水進(jìn)入水罐。（2）、加熱原理：制熱系統(tǒng)分為內(nèi)熱式和外熱式。內(nèi)熱式是通過不銹鋼電加熱管直接置于熱罐中對水進(jìn)行加熱，外熱式是通過加熱器在熱罐外部通電加熱，通過熱罐的不銹鋼進(jìn)行熱能傳遞，來加熱熱罐內(nèi)的水，外部有保溫層以減少熱量損失。對比之下，內(nèi)部加熱熱效率高、加熱快、耗電量小，但加熱管容易結(jié)垢，不易清洗；外部加熱熱損失大，加熱較慢，但結(jié)垢少?zèng)]有噪音。（3）、制冷原理：壓縮機(jī)制冷原理：壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管和蒸發(fā)器四個(gè)部件，他們之間用管道聯(lián)接，形成一個(gè)封閉系統(tǒng)，制冷劑在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，不斷地發(fā)生狀態(tài)變化，并與外界進(jìn)行能量交換，從而達(dá)到制冷的目的。（4）、電子制冷原理：電子制冷主要是通過電子制冷芯片達(dá)到制冷目的。電子冰膽中的制冷芯片包含著許多（常用的是255對）由P型和N型半導(dǎo)體元件連結(jié)成的電偶。通直流電之后半導(dǎo)體熱端放出熱量、冷端吸收熱量，產(chǎn)生溫差。然后將冷端與水罐接觸，吸收水的熱量，使水罐內(nèi)水溫持續(xù)下降，熱端通過直流風(fēng)扇散熱降溫，再通過熱敏傳感器來控制制冷芯片工作，達(dá)到控制水溫的目的。2、具體操作過程：將桶裝水上到飲水機(jī)的頂部。如果喝一般的水，直接把開關(guān)打開用杯子接水即可。如果喝加熱的水，插上電源（如果電源離的比較遠(yuǎn)的話，先找出插線板），然后按下加熱按鈕，等待幾分鐘，指示燈由紅變?yōu)榫G色時(shí)，水燒開，將相應(yīng)的熱水開關(guān)打開用杯子接水。如果喝制冷的水，操作步驟同（3），只不過是按下制冷按鈕，然后將相應(yīng)的冷水開關(guān)打開。操作完成后，先關(guān)上放水開關(guān)，關(guān)閉加熱（制冷）按鈕，再拔掉插頭。把飲水機(jī)電源線整理好。3、操作評價(jià)：（1）飲水機(jī)操作步驟較為簡單，沒有要記憶的操作命令和操作過程，大部分用戶不用專門學(xué)習(xí)就可以掌握。（2）操作過程比較安全，不會引起責(zé)任事故（3）只要不停電、有桶裝水就不會受周圍環(huán)境的影響。（4）以上操作過程中，等水燒開、制冷的中間過程比較令人煩躁，如果急著喝水，會影響操作者的心情。（5）飲水機(jī)用久以后，需要消毒，但消毒過程比較麻煩。（6）操作過程會出現(xiàn)的兩種意外：突然停電，飲水機(jī)加熱制冷過程會被中斷，此時(shí)只能喝一般水溫的水。水桶沒有水，再加熱制冷可能會燒斷電源線，發(fā)生意外。（7）對使用飲水機(jī)的總的評價(jià)：如果不出現(xiàn)意外，對人們?nèi)粘Ｉ顏碚f，很方便，很實(shí)用。4、使用飲水機(jī)能力因素的分析：通過觀察和訪談我覺得使用飲水機(jī)需具備的基本能力包括：1閱讀能力。能夠閱讀使用說明書。2理解能力。能夠理解說明書中各種符號和指示燈的表示意義。3操作能力。飲水機(jī)的使用主要在操作上，所以動(dòng)手操作能力是必須的能力，也是非常重要的能力。（二）建立用戶思維模型：調(diào)查用戶在操作前、操作中、操作后的知覺特性和認(rèn)知特性，設(shè)計(jì)符合用戶需要的信息。1知覺特性:知覺：是人對作用于感覺器官的客觀事物的各種屬性和各個(gè)部分的整體的反映。A知覺期待:(1)期待自帶電源的飲水機(jī)，這樣就可以不用電源。(2）期待加熱制冷無噪聲的飲水機(jī)。(3)期待飲水機(jī)放水時(shí)，能感應(yīng)杯子里的水量而自動(dòng)停止放水。(4)期待飲水機(jī)能用太陽能加熱，以便節(jié)能環(huán)保。(5)期待飲水機(jī)外殼堅(jiān)硬一點(diǎn)，防止裂開。(6)期待飲水機(jī)自帶濾水器，直接接自來水，經(jīng)過濾水器后能讓人引用，不用再買桶裝水。B、知覺錯(cuò)誤：飲水機(jī)上水桶為藍(lán)色，有時(shí)桶內(nèi)無水，誤以為有水，進(jìn)行加熱制冷?；蛘甙牙錈崴粹o看錯(cuò)。怎樣避免：使用飲水機(jī)前，仔細(xì)閱讀說明書，看清楚上面的指示燈表示的是什么意思，核實(shí)一下桶里面有沒有水。C、知覺內(nèi)容注意：在操作過程中，人們的注意力大部分集中在冷熱水的顯示燈上，或加熱制冷中存在的聲音上，但也存在分散注意力的干擾源，如電視、書本、同學(xué)的講話聲等。D、審美觀念：由于飲水機(jī)的功能主要是喝水，所以人們普遍希望它給人的整體感覺是潔凈美觀。2認(rèn)知特性：認(rèn)知：即“認(rèn)識知道”，指人的知覺、學(xué)習(xí)、思維、交流等腦力活動(dòng)觀察，記憶，思維，想象認(rèn)知。A一邊操作，一邊口述，不會影響正常操作。B操作過程比較簡單，出錯(cuò)后，直接糾正即可。C平時(shí)使用應(yīng)注意不要使飲水機(jī)插頭沾水，濕手不能操作機(jī)器。D等待水燒開或制冷的過程中，長時(shí)間的等待容易造成用戶心理情緒煩躁，產(chǎn)生的噪音也會使周圍休息的人反感。3、建立思維模型：A．用戶決定是否用飲水機(jī)前不會猶豫不決，不會考慮較長時(shí)間，直接就打開開關(guān)接水飲用，天氣比較冷或要沖泡咖啡之類時(shí)可能喝開水，天氣比較熱時(shí)喝冷水.B在操作過程中，燒水或制冷時(shí)，人們的注意力在顯示燈的顏色上，水燒開或制冷以后接水時(shí)，人的注意力在杯子里的水量上。C希望飲水機(jī)有柜子方便放茶杯，并可以對杯子進(jìn)行消毒。D飲水機(jī)的顯示燈能用鮮艷的顏色，并能準(zhǔn)確區(qū)分冷熱水的不同。E期待自帶電源的飲水機(jī)，這樣就可以不用電源線。F期待飲水機(jī)水燒開或制冷后能自動(dòng)斷電，用戶不用自己動(dòng)手。G期待無噪聲的飲水機(jī)。H希望飲水機(jī)放水待杯子滿時(shí)，自動(dòng)停止放水。I希望水燒開或制冷完成后有語音自動(dòng)提示功能，這樣就不用和時(shí)刻關(guān)注顯示燈的顏色。J希望飲水機(jī)帶輪子，能夠推動(dòng)，這樣電源插頭壞了就不用費(fèi)力把飲水機(jī)搬到另一個(gè)插頭邊上去。3.3.2故事版3.3.3飲水機(jī)整體外形設(shè)計(jì)現(xiàn)行飲水機(jī)的外形有以下缺點(diǎn)：尺寸不太合適，不符合最佳人體尺寸活動(dòng)區(qū)域；指示燈位置不是最優(yōu)；下部的消毒柜位置太低，使用時(shí)不方便；換水時(shí)要把水桶抬得很高，會造成疲勞。針對于這些缺點(diǎn)，我提出的改善意見是：高度應(yīng)該在96cm—102.4cm之間，參照的標(biāo)準(zhǔn)是成年人站姿肘高。寬度應(yīng)該在28.4cm—31.3cm之間，參照的標(biāo)準(zhǔn)是成年人站姿上臂長。這樣設(shè)計(jì)，使人們在使用飲水機(jī)時(shí)不會因?yàn)榘撮_關(guān)或者是接水而感到疲勞；指示燈的位置可以在飲水機(jī)的正面和頂部弄一個(gè)倒角過度，這樣的話不管是面對飲水機(jī)還是正在接水，都可以清楚的看到飲水機(jī)的狀態(tài)；下部的消毒柜使用率很高，放在最底下的話，每次都要蹲下拿杯子，所以我建議把消毒柜位置提高；每次換水都要把一個(gè)18kg左右的水桶抬到1.5m高的位置，會讓人感到很累，所以我建議把水桶下置，讓人們很輕松就可以把水桶換上。具體改善方案如下圖所示：圖3.8改善后飲水機(jī)整體圖改善后的飲水機(jī)的具體尺寸為：表3.2長（cm）寬(cm)高(cm)飲水機(jī)3330104指示區(qū)203012上柜333040下柜333064改善后的飲水機(jī)采用上下柜模式，按鈕式開關(guān)上邊的用于接水，離地高度為64cm，下柜的作為消毒柜使用。開關(guān)采用觸控開關(guān)，離地高度為96cm-104cm之間，開關(guān)位置范圍也在96cm-104cm之間，這樣可以很大程度的節(jié)省體力，而且，水龍頭開關(guān)的高度得以提升，使人們站著就可以接水，避免了彎腰引起的疲勞。另外，指示燈區(qū)和開關(guān)區(qū)采用嵌入式設(shè)計(jì)，這樣不管人們是面對它看還是接水時(shí)看，都可以很清楚的看到飲水機(jī)的狀態(tài)，既方便又美觀。柜子上的把手是根據(jù)人體手掌的寬度和厚度設(shè)計(jì)的，使人更輕松的開關(guān)門。3.3.2飲水機(jī)水龍頭及顯示部位設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)現(xiàn)行的飲水機(jī)的水龍頭和機(jī)體的連接不緊密，時(shí)間長了以后，會造成連接處漏水，而且水龍頭上的開關(guān)在使用時(shí)太費(fèi)力氣，不符合動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則。所以，我建議把水龍頭和機(jī)體一體化，把開關(guān)裝在顯示屏幕的下方，這樣的即避免了水龍頭和機(jī)體的連接處漏水的情況還避免了在接水時(shí)人們要彎腰的動(dòng)作。改善后的效果圖如下所示：圖3.9改善后飲水機(jī)上柜設(shè)計(jì)圖改善后的飲水機(jī)顯示部位采用方形模塊設(shè)計(jì)，水龍頭下方設(shè)置有小的蓄水槽，防止滴在杯子臺面上的水流在地上，使地面變滑，影響過路人。圖3.10改善后飲水機(jī)水龍頭設(shè)計(jì)圖3.3.3飲水機(jī)下部儲水柜設(shè)計(jì)在上述改善中，把飲水機(jī)的水桶下置，這樣可以省去好多力氣，可以讓送水的員工工作更加輕松。為了使飲水機(jī)能正常工作，所以要對下柜進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，具體設(shè)計(jì)方案如下圖所示：圖3.12飲水機(jī)儲水柜設(shè)計(jì)圖改善后的儲水柜的尺寸是參照改善后的水桶設(shè)計(jì)的，后壁上有一個(gè)六邊形凹槽，起到固定飲水機(jī)水桶的作用，中間一根是入水口，使用時(shí)是伸到桶里面。下方是一個(gè)鍥形的斜坡，外部厚度為1cm，內(nèi)部為0，這樣的設(shè)計(jì)可以讓水桶里面的水流干凈，不造成浪費(fèi)。3.4改善后飲水機(jī)的材料選取現(xiàn)行飲水機(jī)選取的材料一般分為兩種：1、塑料，也就是所謂的聚乙烯；2金屬合金。這兩種材料各有各的好處，用塑料制造飲水機(jī)外殼的話，成本比較低，而且重量比較輕，搬運(yùn)方便，但是質(zhì)量不是很好。塑料用了時(shí)間長了之后會老化，甚至是可以揮發(fā)出有毒物質(zhì)。飲水機(jī)作為日常飲用水的容器，用塑料制造的話，得不償失。而且塑料時(shí)間長了會變脆，很容易就破碎，所以不贊成使用塑料制造飲水機(jī)。用金屬合金制造飲水機(jī)克服了塑料的缺點(diǎn)，但是制造成本太高，而且重量很大，不利于搬運(yùn)。所以，本課題認(rèn)為不同的部位用不同的材料，這樣可以最大限度地節(jié)省成本而不失質(zhì)量。3.4.1改善后飲水機(jī)外殼的材料選取現(xiàn)行的飲水機(jī)外殼使用的塑料是不能回收的，也就是說等到報(bào)廢后只能當(dāng)作白色垃圾進(jìn)行焚燒處理，不盡污染環(huán)境還影響氣候。改善后，本課題建議使用可降解塑料。由于降解塑料在一定的條件下最終會轉(zhuǎn)化成對環(huán)境無害的產(chǎn)物，因此我們又稱其為“綠色塑料”。這些塑料有的可以通過吸收太陽光、通過光化學(xué)反應(yīng)而分解，人們稱其為“光降解塑料”；有的可以通過微生物作用而分解，人們稱其為“生物降解塑料”；有的則可以通過空氣中的光和氧氣的作用而分解，人們稱其為“化學(xué)降解塑料”。[8]這三種可降解塑料經(jīng)過對比，本課題建議使用“光降解塑料”，因?yàn)檫@種可降解塑料不會因?yàn)楹脱鯕饨佑|而提前發(fā)生降解反應(yīng)，也不會因?yàn)楹臀⑸锝佑|而發(fā)生降解。3.4.2改善后飲水機(jī)開關(guān)材料選取現(xiàn)行飲水機(jī)的開關(guān)是塑料制作出來的按壓式開關(guān)，用起來很費(fèi)力氣，經(jīng)過改善，采用觸摸控制開關(guān)，也就是安裝一個(gè)小型的觸摸屏，內(nèi)部是電子線路控制水龍頭的開關(guān)。觸摸屏可以采用現(xiàn)在手機(jī)上使用的小型觸摸屏，成本不是很高，這樣就可以使人很輕松的接水飲用。3.4.3改善后飲水機(jī)水桶材料選取改善