周子龍　李為慶　徐鳳芹

摘要：為了提高自助販賣終端的易用性，文章針對現(xiàn)階段市場自助販賣機(jī)的取物口進(jìn)行人機(jī)工程設(shè)計(jì)分析，對其位置、結(jié)構(gòu)及操作方式等方面存在的問題做了改進(jìn)，采取機(jī)械托運(yùn)裝置托運(yùn)貨物的方式，并將取物口位置和結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，從而提高自助終端取物操作的便利性。

關(guān)鍵詞：自助終端;“U”型貨柜;人機(jī)工程;機(jī)械臂托運(yùn);取物口位置

中圖分類號：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編碼：1672-7053（2019）08-0151-02

自動售貨機(jī)是無人自動售貨，集光、機(jī)、電一體化的商業(yè)自動化設(shè)備。自動售貨機(jī)不受場地限制，方便快捷，目前很多城市的公共場所都放置有自動售貨機(jī)。自助售貨終端相對超市、百貨購物中心等流通渠道，人工費(fèi)用、場地的局限性以及購物的便利性等因素的制約都有很大程度地緩解，這些采用現(xiàn)代電子技術(shù)、控制器（PLC）、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)等自動服務(wù)設(shè)施，因其實(shí)用、方便的特性越來越受消費(fèi)者和社會的認(rèn)可和歡迎。

近幾年，自動售貨機(jī)在外觀造型、內(nèi)部空間布局及付費(fèi)方式等方面有了很大地進(jìn)步，但在取物箱設(shè)計(jì)上還有很大的優(yōu)化空間，現(xiàn)階段市場上的自助售貨終端取物口主要是位于機(jī)器底部，通過向上翻轉(zhuǎn)來取出物品，一是造成取物不方便，需要彎腰拿出物品;二是物品出貨時(shí)容易造成損害，沒有達(dá)到現(xiàn)在對商品質(zhì)量越來越高的設(shè)計(jì)要求。

1自助販賣終端設(shè)計(jì)分析

1.1現(xiàn)有自助販賣終端結(jié)構(gòu)分析

現(xiàn)階段自助販賣機(jī)終端結(jié)構(gòu)包括箱體外觀、商品樣品展示、商品儲存部分以及商品驅(qū)動機(jī)構(gòu)等主要部分。

箱體正面分為商品展示窗、價(jià)格標(biāo)簽、付款方式及金額顯示等部分，是完成商品價(jià)格介紹、付款信息、取物等整個(gè)過程的部分。機(jī)器下部為退幣口和顧客取貨口。自動售貨機(jī)箱體必須堅(jiān)固防盜、高雅美觀、防雨通風(fēng)等。

商品樣品展示部分相當(dāng)于商店櫥窗或者柜臺，向顧客呈現(xiàn)完整的商品信息。由透明有機(jī)玻璃、樣品展示架、價(jià)格標(biāo)簽、選購按鈕和照明燈等組成。

商品貯存部分有可垂直排放各種同類產(chǎn)品的格架，商品貯存在格架上。

商品驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動技術(shù)根據(jù)售出商品類型的不同可分成三種。第一種為圓柱型商品如易拉罐、酒瓶等的電磁閥帶動翻板的驅(qū)動方式;第二種為六方體型商品如香煙、紙盒包裝品等的微電機(jī)帶動連桿平推的驅(qū)動方式;第三種為對薄形片狀商品如磁卡、票券等的微電機(jī)帶動捻拉機(jī)構(gòu)的驅(qū)動方式。

1.2現(xiàn)有自助販賣終端取物口存在的問題

目前，市場上的自助售賣終端為了追求儲物空間的最大化，必須控制其余部件所占的體積，傳統(tǒng)取物箱結(jié)構(gòu)由于防盜方式所限，高度較高并會占用自助售貨機(jī)內(nèi)部過多空間。這種使位于取物箱后部的防盜板向上翻轉(zhuǎn)來封閉取物箱上部開口的方式，雖然簡單可靠，但必須留出取物門與防盜板翻轉(zhuǎn)所需的高度空間，并不能滿足自助售貨終端的設(shè)計(jì)要求。所以，要優(yōu)化取物口的設(shè)計(jì)必須要優(yōu)化終端內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使其達(dá)到易用性需要。

2自助販賣機(jī)取物口的設(shè)計(jì)方法

在產(chǎn)品開發(fā)的階段可運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。人機(jī)工程學(xué)是研究人在工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)等諸方面因素，研究人——機(jī)器——環(huán)境系統(tǒng)中的交互作用著各個(gè)組成部分（效率、安全、健康、舒適等）在工作條件下、在家庭中、在閑暇時(shí)間內(nèi)如何達(dá)到最優(yōu)化的一門學(xué)科。該設(shè)計(jì)方法容易操作實(shí)現(xiàn)，通過查詢相關(guān)數(shù)據(jù)并計(jì)算得出適合人行為操作的方案。自助販賣機(jī)取物口的改良設(shè)計(jì)要求該設(shè)計(jì)與人體的尺寸、形狀及用力是否配合;是否順手和方便使用;是否能避免使用者操作時(shí)受到意外的傷害和錯(cuò)用時(shí)產(chǎn)生的危險(xiǎn)。通過人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)方法確定自助販賣機(jī)取物口改良的方向和數(shù)據(jù)，它能確定取物口的大小尺寸，取物口的位置。

3自助販賣終端取物口改良設(shè)計(jì)的流程

3.1設(shè)計(jì)思考

產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)從人、機(jī)、環(huán)境整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析思考，人——機(jī)——環(huán)境系統(tǒng)是指共處于同一時(shí)間和空間的，人與它們所處的周圍環(huán)境所構(gòu)成的系統(tǒng)。具體到自助販賣機(jī)取物口的設(shè)計(jì)中可進(jìn)行以下思考：

人：基于用戶行為習(xí)慣的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法的正確使用，針對不同人群的需求，提高人與產(chǎn)品的互動性，為企業(yè)塑造出更具競爭力和前瞻力的產(chǎn)品。

機(jī)：針對機(jī)器本身，其一，考慮用戶在各種情況下能夠輕松取到貨品;其二，在同樣體積下能夠儲存更多貨品，盡量避免造成售空的情況發(fā)生;其三，販賣機(jī)采取人性化的設(shè)計(jì)更能方便用戶操作。

環(huán)境：日常生活環(huán)境及自助終端擺放位置等。

得出方案：將自助販賣機(jī)內(nèi)部貨品傳輸裝置加以改造，增加機(jī)械手臂（機(jī)構(gòu)簡圖如圖1所示）、販賣機(jī)貨柜儲物箱采用“U”字型（“U”型貨柜簡易圖如圖2所示）以及紅外線自動感應(yīng)門（結(jié)構(gòu)如圖3所示）。在下單后出貨指令生成，中央主板控制機(jī)械手臂在“U”型貨柜箱內(nèi)進(jìn)行選取貨物，隨后通過紅外線感應(yīng)裝置，感應(yīng)成功后感應(yīng)門隨之打開，機(jī)械手臂伸出托盤至出口，方便用戶提取貨品。

取物口高度設(shè)計(jì)：取物口高度選擇人體第五十百分位的數(shù)據(jù)，這樣能適應(yīng)大多數(shù)人的操作。根據(jù)我國成人年身高主要尺寸得：男生平均身高為167.8cm，女生平均身高為157.0cm，設(shè)身高為H，人抬手得高度為0.766H，男生抬手高度為0.766H×167.8cm=128.5848cm，女生抬手高度為0.766H×157.0cm=120.262cm。選擇中間值，所以取物口的高度應(yīng)為124.3984cm。

取物口大?。喝∥锟诖笮「鶕?jù)市場餐盒大小決定，應(yīng)選取第五百分?jǐn)?shù)，現(xiàn)有市場餐盒數(shù)據(jù)：圓柱形：120mm×46mm，120mm×65mm，140mm×70mm，140mm×95mm;方形：157mm×120mm×50mm，177mm×128mm×57mm，根據(jù)第五百分?jǐn)?shù)，取物口大小應(yīng)為178mm×124mm×96mm。

3.2方案確定及深化

自助販賣終端取物口高度確定為124.40cm，取物口大小確定為178mm×124mm×96mm且此改良產(chǎn)品具有新型“U”型貨柜，能夠更有效化利用有限空間，從而儲存更多商品。而且貨柜中間的空間方便機(jī)械手臂活動，不會產(chǎn)生碰撞發(fā)生故障。機(jī)械手臂在靜止時(shí)處于收縮狀態(tài)，位于販賣機(jī)貨柜下方，采取鋁合金輕型鋼材料，使機(jī)械手臂更加輕便，方便日常工作而且不易損壞和保養(yǎng)維修。在用戶下單并由中央主板發(fā)出指令后，位于機(jī)械手臂內(nèi)的鏈條帶動齒輪使手臂伸長，露出托盤與夾手，通過機(jī)械手臂與柜體連接的滑塊帶動手臂移動，到達(dá)用戶所選取的商品面前，由商品背后的推板將商品推到手臂的托盤上并且被夾手輕夾固定，再由滑塊帶動機(jī)械手臂移至柜體右側(cè)，中央主板根據(jù)手臂的不同伸長量發(fā)出不同的指令，使托盤準(zhǔn)確到達(dá)紅外線掃描口，紅外線掃描成功后，會將商品信息實(shí)時(shí)同步到數(shù)據(jù)庫并在自動販賣機(jī)屏幕顯示器上提示“出貨成功，祝您用餐愉快”，接著感應(yīng)門在收到指令后自動打開并伸出托板，機(jī)械手臂托盤伸出，夾手張開，由托盤后的小推塊將商品推至出口托板上。在托板后半部分貼有減速帶，防止商品滑出托板造成損失。在出貨后，機(jī)械手臂接著移動使托盤退出托板到達(dá)待命位置，等待下一步指令，同時(shí)感應(yīng)門上紅外線感應(yīng)商品是否被用戶取走，感應(yīng)到取走后托板收回，感應(yīng)門關(guān)閉，至此商品出貨成功，用戶可以進(jìn)行下—件商品的選擇與購買。

3.3設(shè)計(jì)方案優(yōu)勢分析

常規(guī)自助販賣機(jī)出口設(shè)于機(jī)體下方，目的是為了能夠存儲更多商品，達(dá)到更多的利潤，但是位于下方的出口需要用戶進(jìn)行彎腰來取商品，給行為不方便的人帶來不適。

此改良方案采用新型“U”型結(jié)構(gòu)柜體，變線為面，取物口位于掃碼處下方，高度和大小采用人機(jī)工程數(shù)據(jù)，這樣既可以有效地利用空間，儲存更多商品，也符合人機(jī)工程學(xué)要求。

4結(jié)語

自助販賣機(jī)的存在是為了更方便地為消費(fèi)者提供服務(wù)，在設(shè)計(jì)中如何滿足消費(fèi)者的需求，是自動販賣機(jī)經(jīng)營的核心。自助終端的發(fā)展趨勢是功能愈加完善、種類豐富、消費(fèi)體驗(yàn)性良好。通過文章的初步研究，將自助販賣機(jī)的取物口從向上翻轉(zhuǎn)取物改良成由機(jī)械臂機(jī)構(gòu)將物品自動遞給消費(fèi)者，并采用自動感應(yīng)開門的方式，使購物、取物的易用性增強(qiáng)，提高了人們的購買效率。