謝宗歡，鄔同舟，安 芳，陳 爽

(1.河海大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江蘇常州 213022)

(2．河海大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)研究所，江蘇常州 213022)

(3．河海大學(xué) 理學(xué)院，江蘇 南京 211100)

電子存儲柜又名自助存儲柜、電子存包柜等，主要應(yīng)用在超市、圖書館、展覽館等處。其主要類型有條碼式電子存儲柜、指紋式電子存儲柜、非接觸IC電子存儲柜、聯(lián)網(wǎng)型非接觸IC卡電子存儲柜等［1］。電子存儲柜使用簡單、安全、可靠、人性化，能為用戶提供極大的方便。目前國內(nèi)已有一些電子存儲柜的專業(yè)生產(chǎn)廠家，其產(chǎn)品技術(shù)主要借鑒國外同類優(yōu)秀企業(yè)，功能相對完善，應(yīng)用也較廣泛。

電子存儲柜給人們的生活帶來了極大的方便，但是目前大多數(shù)設(shè)計(jì)是針對存儲系統(tǒng)技術(shù)［2］進(jìn)行的，在人機(jī)尺寸、人機(jī)交互色彩［3］等方面的研究很少。本文就河海大學(xué)圖書館中由某公司生產(chǎn)的電子存儲柜進(jìn)行人機(jī)工程分析，并提出相應(yīng)的改良方案。

1 產(chǎn)品尺寸及功能分析

1．1 產(chǎn)品使用方法

圖書館電子存儲柜使用分以下3個(gè)步驟:(1)按下存包鍵，系統(tǒng)生成條碼紙;(2)取下條碼紙，存包箱打開箱門，將包放入后關(guān)上箱門完成存包;(3)取包時(shí)，將條碼紙正面對準(zhǔn)條碼掃描口進(jìn)行掃描后，系統(tǒng)自動(dòng)打開對應(yīng)的箱門，取出包后關(guān)上箱門。

由此可以看出，電子存儲柜的使用過程涉及到了人體功能尺寸、人體視覺系統(tǒng)等方面的人機(jī)交互，本文將著眼于上述兩方面進(jìn)行人機(jī)工程分析與改良［4］。

1．2 產(chǎn)品尺寸

河海大學(xué)圖書館電子存儲柜的功能說明及尺寸如圖1所示。

圖1 河海大學(xué)圖書館電子存儲柜功能說明及尺寸圖

通過測量，電子存儲柜的總高h(yuǎn)=1 810mm，寬a=1 665mm，厚度b=435mm，提示音喇叭高度為1 660mm，顯示屏上下沿的高度分別為1 600mm和1 555mm，按鍵區(qū)上下沿的高度分別為1 510mm和1 410mm，條碼紙出口高度為1 270mm，條碼紙掃描口高度為1 070mm，廢棄條碼紙收納格口高度為910mm，每格存包箱的寬、高分別為295mm和265mm。

1．3 人體功能尺寸分析

電子存儲柜在校園里會(huì)被大部分學(xué)生使用，所以它的設(shè)計(jì)需要符合大多數(shù)人的使用要求。經(jīng)查丁玉蘭所編《人機(jī)工程學(xué)》一書中有關(guān)我國成年男女上肢功能尺寸表，得女性第五十百分位(P50)立姿雙手功能上舉高度為1 860mm，加上衣著修正量36mm，可知女性P50的立姿雙手功能上舉高為1 896mm，則最上層存包箱的下沿最大高度為1 896mm。通過測量得到圖書館電子存儲柜最上層存包箱的下沿高度為1 510mm，符合高度要求。

女性P50立姿狀態(tài)能較為隨意拿取的最低高度為586mm，低于此高度則需要蹲下拿取，不能給人舒適感。經(jīng)過測量圖書館電子存儲柜的最低存包箱的高度為55mm，不符合人機(jī)工程學(xué)關(guān)于舒適度的要求，需要改進(jìn)［5］。P50人體主要尺寸和立姿人體尺寸見表1。

表1 P50人體主要尺寸和立姿人體尺寸 單位:mm

女性P50肘部高度為960mm，加上衣著修正量36mm，得到女性P50的肘高為996mm。經(jīng)查丁玉蘭所編《人機(jī)工程學(xué)》一書中重要活動(dòng)范圍和身體各部舒適姿勢的調(diào)節(jié)范圍表得:前臂至上臂肘關(guān)節(jié)彎曲伸展的角度范圍為0°～145°，舒適調(diào)節(jié)范圍為85°～110°，上臂至軀干的前后彎曲伸展角度范圍為－40°～+140°，上臂和前臂彎曲配合使用時(shí)，上臂的舒適調(diào)節(jié)范圍為0°～40°。女性P50前臂長213mm，女性P50上臂長284mm，前臂垂直方向的最佳運(yùn)動(dòng)范圍為:996+213×tan(85°－90°)+284×tan0°=977mm 到 996+213×tan(110°－90°)+284×tan40°=1 312mm，即人體站立時(shí)手操作的最佳范圍為977mm～1 312mm。條碼紙出口高度為1 270mm，條碼紙掃描口高度為1 070mm，在最佳操作范圍內(nèi);廢棄條碼紙收納格口高度為910mm，存包按鍵位置高度為1 410mm，不在最佳操作范圍內(nèi)，需要改進(jìn)。

1．4 人體視覺系統(tǒng)分析

取男女P50立姿眼高的平均值為人體P50立姿眼高，即(P50男+P50女)/2。男P50立姿眼高為1 568mm，女P50立姿眼高為1 454mm，加上衣著修正量36mm，可知人體 P50的立姿眼高為1 547mm。人的最佳視角為水平線上25°到水平線下30°，據(jù)此顯示屏與按鍵區(qū)的最佳高度范圍為1 316mm至1 733mm。測量得顯示屏的上沿高度為1 600mm，按鍵區(qū)的下沿高度為1 410mm，處于最佳高度范圍內(nèi)，符合人機(jī)工程學(xué)要求。

在顯示屏與按鍵區(qū)配色方面［6］(如圖2所示)，顯示屏的顏色為與存儲柜整體顏色十分相近的深藍(lán)色，字符顏色為淺灰色，這樣的配色方案導(dǎo)致整個(gè)顯示屏在存儲柜上并不突出，讓人難以辨別，字符顏色也容易讓人看不清，不符合人機(jī)工程學(xué)要求，需要改進(jìn)。按鍵區(qū)用白色方框區(qū)別，白色與藍(lán)色是一種清晰配色(見表2)，能夠讓人很快認(rèn)出按鍵區(qū)位置。但是存包鍵、取包鍵底色為紅色，字體顏色為黑色，這樣的配色方案屬于模糊配色(見表3)，不利于人眼識別，容易造成誤操作，需要改進(jìn)。

圖2 顯示屏與按鍵區(qū)

表2 清晰配色方案

表3 模糊配色方案

2 產(chǎn)品人機(jī)改良設(shè)計(jì)

2．1 尺寸改良

為了讓大部分人能在不下蹲的姿勢下取到存儲柜最下層的包［7］，存儲柜最下層高度應(yīng)高于586mm，因此可以將原有存儲柜最下面兩層存儲箱去掉。在使用過程中，儲存柜下方空間也可用來臨時(shí)放置大件物品。

由前文可知，人體站立時(shí)手操作的最佳范圍為939mm～1 312mm，所以將條碼紙收納格口提高至940mm;將按鍵區(qū)的上沿高度調(diào)整為1 310mm;為了使操作區(qū)域更美觀舒適，將條碼紙出口與掃描口在最佳范圍內(nèi)進(jìn)行了調(diào)整。改良后尺寸如圖3所示。

圖3 改良后存儲柜尺寸

2．2 配色方案改良

在單色顯示屏上，白色、綠色、黃色、琥珀色對深灰色或黑色形成的顏色對比最適合于圖形和字符的識別。通常情況下使用白色、綠色等明快的顏色作為目標(biāo)色，而深灰色或黑色作為背景色［8］。因此，將顯示屏背景色改為深灰色，字體圖形顏色改為白色。

根據(jù)表2，將存包鍵的底色改為黃色，字體色為黑色;將取包鍵的底色改為紫色，字體色為白色。這樣有利于人眼識別區(qū)分。如圖4所示。

圖4 修改后配色方案

3 結(jié)束語

本文介紹了電子存儲柜的使用方法，并對其進(jìn)行了尺寸及配色方案的人機(jī)工程分析，發(fā)現(xiàn)了一些設(shè)計(jì)上的不足，對這些不足之處進(jìn)行了改良設(shè)計(jì)。

改良后的電子存儲柜更加符合人機(jī)工程學(xué)原理，極大地方便了人們的生活。

［1］ 呼曉靜．智能存包柜在圖書館的應(yīng)用［J］．公共圖書館，2010(1):47－49．

［2］ 丁力，李立春．電子自動(dòng)存包柜控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］．通信與廣播電視，2001(2):32 －36．

［3］ 丁玉蘭．人機(jī)工程學(xué)［M］．北京:北京理工大學(xué)出版社，2011．

［4］ 朱序璋．人機(jī)工程學(xué)［M］．西安:西安電子科技大學(xué)出版社，1999．

［5］ 萬毅．人性化家具功能尺寸設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究［D］．南京:南京林業(yè)大學(xué)，2005．

［6］ 左洪亮，呂文．基于人機(jī)工程學(xué)的作業(yè)空間色彩設(shè)計(jì)［J］．包裝工程，2005，26(1):121 －122．

［7］ 吳曉莉，劉君清，黃迎亞．輪椅人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析［J］．中國制造業(yè)信息化，2012，41(23):28 －30，34．

［8］ 王巍．色彩視覺現(xiàn)象的理論初探［J］．大眾文藝，2013(15):89．