溫瑩

(西安工程大學 機電工程學院，陜西 西安 710048)

引言

據中國新聞網相關資料顯示，2016年接到報案的火災事故達到31.2萬余起，其中住宅火災傷亡人員1982人，傷亡情況占比75%[1]?，F代人機工程學將“人-機-環(huán)境”作為一個系統(tǒng)，在產品設計等領域應用廣泛。美國著名心理學家諾曼提出，多數人的行為是下意識的，是意識無法察覺感知的。因此，通過改變人機因素降低使用滅火器的下意識行為是十分必要的。

1 家用滅火器的人機工程學分析

與常見滅火器材相比，家用滅火器的運用環(huán)境為家庭，人員組成復雜，室內結構多樣。

1.1 現有家用滅火器弊端分析?，F有家用滅火器存在用戶的專業(yè)性差異及握持方式等問題。當家庭火災發(fā)生時，家庭用戶更多是未經過專業(yè)訓練的臨時消防員，會受到操作方式及心理狀態(tài)的限制。常見滅火器規(guī)格不一，而男女用戶手部號型均不相同，可操作性有待改善。

1.2 家用滅火器環(huán)境因素分析。常見家用滅火器用色多為紅黃黑，這組具有警示作用的配色，卻與家裝風格格格不入，導致家用滅火器存放位置普遍具有隱蔽性[2]。

1.3 用戶的心理狀態(tài)分析。人們在面對災情的交互過程中，會有向光、奔跑、從眾、躲避、驚慌、恐懼等基于人體本能的下意識行為[3]。因此，家用滅火器的握持應該充分考慮人們在災難發(fā)生時的下意識抓握方式，來盡量減少心理因素對肢體影響。

2 人機尺寸數據搜集及優(yōu)化

2.1 獲取握持尺寸數據。手部號型指手部尺寸，手長為“號”，手寬為“型”。該標準以18至60歲的成年男子和18至55歲的成年女子為測量范圍，以手長10mm，手寬5mm對覆蓋率不小于5%手部號型系列進行分檔[5]。數據摘錄如表1所示。

家用滅火器的材料擬選用氣溶膠，與干粉滅火器相比，同等情況下，氣溶膠滅火器的尺寸更小，且可以單手握持。當火災發(fā)生時受難者可以一手捂住口鼻，防止吸入燃燒產生的避免呼吸道感染等病癥[6]。

2.3 對數據進行修飾并建立握持模型。握持長度是由拇指長、中指長以及拇指根部到中指根部的距離組成的閉環(huán)長度決定[7]，即 L J=T+M +D。(T-拇指長；M-中指長；D-拇指根部到中指根部的距離)。

根據手長與身高的比值(0.109)，筆者將手部數據轉換成常用體征數據，以減少誤差[7]。由男女人體尺寸數據的50百分位數平均值得到男女平均數據[8]，結合握持周長公式：L J=0.123 H+0.0629，對摘錄數據進行整理，如表2所示。

3 家用滅火器造型設計

3.1 設計任務定性分析及規(guī)劃。家用滅火器可分為噴頭、瓶身、把手、保險環(huán)、開關以及彼其他部分。

3.2 確定關鍵尺寸與定量分析。確定具體尺寸時,首先從與人體接觸最多的握持把手部位的尺寸入手分析，握持部位的殼體材質選用硬質ABS塑料，內筒蓋與內筒中部直徑為42mm，內桶底部外直徑38mm，預留內部裝配空間左右兩側共10mm。家用滅火器的設計應符合通用性原則,假設家用滅火器把手的周長約等于人手握持周長L J，在計算滅火器握持部位直徑時，應滿足小尺寸設計，則有D≥D內+2Δx,且C≤N5平均，D=C/π。其中，C為把手周長，D為把手直徑，D內為內筒中部外直徑，Δx為裝配空間，預留10mm，N5平均為人體平均尺寸95百分位數。代入表2的相關數據，可得52mm≤D≤60mm。

家用滅火器的把手最小長度應滿足人體手寬的最小尺寸，最大尺寸也應該滿足人體手寬的最大尺寸。其計算公式為M5女≤L≤M95男。

L為家用滅火器握持部位的長度，變量M5女、M95男代入數據可得70mm ≤ L ≤ 89mm。

3.3 方案設計。從上文的定量分析及定性分析，家用滅火器的材質為硬質ABS塑料外殼，外涂熱敏涂層，感知溫度變化，協(xié)調家裝風格，把手采用磨砂材質。最終方案如圖1所示。

圖1 滅火器最終方案

4 結語

基于人機工程學的理念，筆者確定了滅火器握持部位造型尺寸，為類似造型設計提供相關參考。然而，由于家庭人員、家庭環(huán)境以及室內布局等各種不確定因素的存在，本文所得出數據的適用范圍會受到一定的限制。