基于人機(jī)工程學(xué)的“咪噠mini K”自助唱歌機(jī)人機(jī)分析及改進(jìn)設(shè)計(jì)

曹小璐，劉栩辰，師 鴻，陳明澤

(1．蘭州理工大學(xué) 設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州730000;2．酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 土木工程學(xué)院，甘肅 酒泉735000;3．蘭州理工大學(xué) 計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院，甘肅 蘭州730000)

迷你自助唱歌機(jī)相比于傳統(tǒng)的KTV，單次消費(fèi)時(shí)間短，充分利用用戶碎片化時(shí)間且支付快捷，但在人機(jī)交互設(shè)計(jì)中仍然存在諸多問(wèn)題和不合理的設(shè)計(jì)，給用戶帶來(lái)了較大的不便，比如，讓用戶很頭疼的耳機(jī)線話筒線相互纏繞的問(wèn)題，以及投幣時(shí)夠不著投幣口的問(wèn)題，這些問(wèn)題都需要我們進(jìn)一步進(jìn)行系統(tǒng)化的人機(jī)分析和改進(jìn)[1-2]。自助唱歌機(jī)室內(nèi)結(jié)構(gòu)的宜人性包括室內(nèi)結(jié)構(gòu)的合理性和人性化兩個(gè)方面，其設(shè)計(jì)都要以人體工程學(xué)為基礎(chǔ)[3]。自助唱歌機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)該依照使用者的身高、坐高、唱歌習(xí)慣及自助唱吧內(nèi)空間結(jié)構(gòu)、輔助設(shè)施等要求結(jié)合人因?qū)W原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。現(xiàn)以蘭州中心六樓的迷你自助唱歌機(jī)“咪噠mini K”為研究對(duì)象進(jìn)行一系列的人機(jī)工程學(xué)研究并且在分析完成的基礎(chǔ)上提出合理化改進(jìn)意見(jiàn)。

1 現(xiàn)有迷你自助唱歌機(jī)人機(jī)分析（單位：mm）

1.1 整體分析

“咪噠mini K”自助唱歌機(jī)整體設(shè)計(jì)為占地僅2 平方米左右，形似電話亭的獨(dú)立系統(tǒng)，內(nèi)部由歌詞顯示屏、觸摸操作屏、手動(dòng)操作臺(tái)、投幣箱、耳機(jī)、麥克風(fēng)、置屋桌、高腳凳八個(gè)模塊組成，如圖1 所示，結(jié)構(gòu)完整，操作性強(qiáng)，人機(jī)交互系統(tǒng)較多。外部整體尺寸為：長(zhǎng)：1600，寬1050，高1905。一般放置在商場(chǎng)的電玩城等人流量比較大的地方。

圖1 咪噠mini K

歌詞顯示屏高度屬于成年男女通用Ⅲ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)，故選取的百分位數(shù)為P50，根據(jù)《人機(jī)工程設(shè)計(jì)》人體尺寸表，P50 男性的坐姿眼高尺寸為798，P50 女性的坐姿眼高尺寸為739，加上椅面的高度760，得用戶眼睛距地面高度為(798+739)/2+760=1528.5。經(jīng)測(cè)量，歌詞顯示屏最底端距地面高度為1290，歌詞顯示屏豎直方向上長(zhǎng)度為470，根據(jù)人眼在豎直方向上的最佳視野區(qū)域，假設(shè)人眼到顯示屏的距離為500，可得人眼在豎直方向上能看到的最佳長(zhǎng)度為：500*(tan25°+tan30°)=521.8，470<521.8，所以整個(gè)顯示屏豎直方向上都在人體最佳眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)，又500*(tan25°+tan5°)=277，即人體坐著時(shí)的自然視線剛好落在歌詞顯示屏中下方，用戶可以迅速地獲取歌詞信息，故歌詞顯示屏高度設(shè)計(jì)符合人機(jī)原理。

1.2 顯示屏長(zhǎng)度分析

經(jīng)測(cè)量，兩個(gè)顯示屏屏長(zhǎng)均為770，用戶到機(jī)器的距離是可以自由調(diào)節(jié)的，但必須使高腳凳與機(jī)器之間還留有一定的容腿空間，在保證容腿空間一定的情況下，假設(shè)人眼到顯示屏的距離為500，人眼在水平面上的視野是雙眼視覺(jué)區(qū)域從左到右大約62°范圍的區(qū)域，則人眼能看到的顯示屏最大長(zhǎng)度=2*500*tan62°=1880，而770<1880，所以當(dāng)人眼與顯示屏的距離大于等于500 時(shí)，顯示屏一直處在人體雙眼視野范圍內(nèi)，用戶可以比較輕松地閱覽顯示屏上的內(nèi)容，即顯示屏在長(zhǎng)度上的設(shè)計(jì)是符合人機(jī)原理的。

1.3 操作臺(tái)分析

操作臺(tái)上設(shè)有調(diào)節(jié)話筒音量、耳機(jī)音量和效果音量的三個(gè)旋鈕，便于用戶調(diào)整適合自己的音量。經(jīng)測(cè)量，操作臺(tái)距地面高度為805，而高腳凳椅面距地面高為760，操作臺(tái)距底座高度屬于成年男女通用Ⅲ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)，故選取的百分位數(shù)為P50，根據(jù)《人機(jī)工程設(shè)計(jì)》人體尺寸表，P50男的人體坐姿肩高為598，臂長(zhǎng)為550，P50 女的人體坐姿肩高為556，臂長(zhǎng)為497，故人的肩膀距地面高度為(556+598)/2+760=1337，(550+497)/2=523.5，1377-523.5=853.5，805<853.5 則操作臺(tái)的實(shí)際高度低于坐姿時(shí)人體手臂能夠著地的最低高度，故操作臺(tái)的設(shè)計(jì)不符合人機(jī)原理。

1.4 投幣口分析

投幣口位于操作臺(tái)下方，方便部分不常使用手機(jī)支付的用戶使用。調(diào)查數(shù)據(jù)表明，一般情況下，用戶進(jìn)入唱吧先坐上高腳凳，再點(diǎn)歌，然后投幣付費(fèi)。經(jīng)測(cè)量，投幣口距地面高度為580，高腳凳高760，投幣口高度屬于成年男女通用Ⅲ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)，選取的百分位數(shù)為P50，根據(jù)《人機(jī)工程設(shè)計(jì)》人體尺寸數(shù)據(jù)，人體坐姿肘高P50 男為：263，P50 女為：251;則人體肘部距地面高度為(263+251)/2+760=1017，即人體肘高遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于投幣口高度，假設(shè)高腳凳到機(jī)器的距離為一定，坐在高腳凳上的用戶在彎腰前傾的情況下勉強(qiáng)可以碰到投幣口，但重心前傾會(huì)導(dǎo)致身體平衡不穩(wěn)定，用戶容易摔下去，非常危險(xiǎn)，且即使手能觸到投幣口，位于投幣口上方的操作臺(tái)會(huì)擋住用戶的視線，使得用戶的整個(gè)投幣操作非常困難。故投幣口的設(shè)計(jì)不符合人機(jī)原理。

2 迷你自助唱歌機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案

2.1 改進(jìn)設(shè)計(jì)說(shuō)明

此次改進(jìn)設(shè)計(jì)主要針對(duì)用戶在使用自助唱吧中遇到的問(wèn)題進(jìn)行改良。此次改進(jìn)設(shè)計(jì)主要針對(duì)迷你自助唱歌機(jī)的投幣口高度及位置、操作臺(tái)的運(yùn)行方式、置屋桌的便捷度展開(kāi)研究。投幣口：通常，用戶進(jìn)入唱吧先坐上高腳凳，再點(diǎn)歌，然后投幣付費(fèi)，故將投幣口設(shè)計(jì)在觸屏顯示屏和操作臺(tái)的兩端，用戶點(diǎn)完歌之后可直接進(jìn)行投幣支付，將投幣口設(shè)計(jì)在操作套與顯示屏兩端，提高了產(chǎn)品的共用性;操作臺(tái)：將操作臺(tái)設(shè)計(jì)為活動(dòng)式的，使用時(shí)在其上方按壓使下方凸出來(lái)，用戶進(jìn)行操作，使用之后，用戶可按壓下方，使凸出來(lái)的部分進(jìn)去，凹進(jìn)去的上方出來(lái)，這樣就避免了用戶坐到高腳凳上時(shí)膝蓋撞到操作臺(tái);另外，在位于自助唱歌機(jī)主機(jī)兩側(cè)的掛耳機(jī)架處設(shè)置了掛衣架，冬天的時(shí)候，用戶穿著比較厚，進(jìn)入唱吧后通常會(huì)把外衣脫下，用戶可以將衣服掛起來(lái)，其位置與耳機(jī)架位置相鄰，可以避免用戶離開(kāi)時(shí)忘記帶走自己的衣物。

2.2 迷你自助唱歌機(jī)改進(jìn)效果展示及設(shè)計(jì)分析（單位：mm）

自助唱歌機(jī)整體設(shè)計(jì)大體保留了原有自助唱歌機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，整體由歌詞顯示屏、觸屏操作屏、操作臺(tái)、投幣口、話筒架、耳機(jī)、置物架等組成，主要改進(jìn)設(shè)計(jì)集中在投幣口位置、操作臺(tái)的使用、置物架三處，改進(jìn)后的迷你自助唱歌機(jī)效果圖，如圖2 所示。

圖2 改進(jìn)后效果圖

唱吧內(nèi)高腳凳椅面距底座高度屬于成年男女通用Ⅲ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)，合理的高度能使用戶快速地坐上去。改進(jìn)設(shè)計(jì)的高腳凳椅面距底座高為730，根據(jù)《人機(jī)工程設(shè)計(jì)》人體尺寸表，人的會(huì)陰高：P50 女為732，P50 男為790，則(732+790)/2=761，而730<760，所以此設(shè)計(jì)符合人機(jī)工程學(xué)。

投幣口距底座高度：投幣口距底座高度屬于成年男女通用Ⅲ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)，合理的高度能使用戶得到一個(gè)較為舒適的操作動(dòng)作。一般情況下，用戶進(jìn)入唱吧先坐上高腳凳，再點(diǎn)歌，然后投幣付費(fèi)。在投幣口的設(shè)計(jì)上，坐在高腳凳上的人需要伸手去投幣口，改進(jìn)后的高腳凳椅面高730，而人的坐姿肘高：P50 男為263，P50 女為251，故(251+263)/2=257，所以人體手肘距底座高度為730+257=987，而改進(jìn)設(shè)計(jì)的投幣口距底座高為980，980<987，所以此設(shè)計(jì)符合人機(jī)工程學(xué)。

投幣口位置：在投幣口位置的設(shè)計(jì)上，考慮了用戶一般在點(diǎn)歌之后才開(kāi)始進(jìn)行投幣付費(fèi)，故將投幣口設(shè)計(jì)在操作臺(tái)旁邊，用戶點(diǎn)完歌之后可快速地投幣完成付費(fèi)操作。又考慮了產(chǎn)品的共用性和部分用戶是左撇子的情況，所以此改進(jìn)設(shè)計(jì)了兩個(gè)投幣口放置在顯示屏兩端。

操作臺(tái)距底座高度：操作臺(tái)高度屬于成年男女通用Ⅲ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)。在操作臺(tái)的設(shè)計(jì)上，用戶是坐在高腳凳上進(jìn)行操作的，改進(jìn)后的高腳凳椅面高73，而人的坐姿肘高：P50 男為263，P50 女為251，故(251+263)/2=257，人體手肘距底座高度，即操作臺(tái)距底座高度上限值為：730+257=987;人體前臂長(zhǎng)：P50 男為：237，P50 女為：213，則(213+237)/2=225，即操作臺(tái)距底座高度下限值為987-225=762，762<930<987，故操作臺(tái)距底座高度的設(shè)計(jì)符合人機(jī)工程學(xué)。

操作臺(tái)運(yùn)行方式：原有操作臺(tái)是凸出來(lái)的傾斜臺(tái)，用戶坐到高腳凳上時(shí)膝蓋恰好到操作臺(tái)，容易撞腿，故將操作臺(tái)設(shè)計(jì)為活動(dòng)式的，使用時(shí)在其上方按壓使下方凸出來(lái)，用戶進(jìn)行操作，使用之后，用戶可按壓下方，使凸出來(lái)的部分進(jìn)去，凹進(jìn)去的上方出來(lái)。

掛鉤位置：改進(jìn)后的自助唱吧內(nèi)增加了可以掛置衣服、包包的掛鉤設(shè)計(jì)，掛鉤設(shè)計(jì)在放置耳機(jī)的耳機(jī)架旁邊。其位置顯眼，且與耳機(jī)架位置相鄰，可以避免用戶忘記帶走自己的衣物。

掛鉤距底座高度：掛鉤高度屬于ⅡB 型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)，掛置衣物等有兩種情況：

(1)站著掛：人體身高：P10 女為1503，加上穿鞋修正量20，根據(jù)設(shè)備及用具的高度與身高的關(guān)系得：可隨意取放東西的隔板高度(上限)H=7/6*，身高=7/6*1523=1776，而1600<1776，所以此設(shè)計(jì)符合人機(jī)工程學(xué)。

(2)坐在高腳凳上掛：P10 女人體坐姿肩高為526，臂長(zhǎng)為608(假設(shè)人體手臂傾斜的最大角度為45°)，加上椅面距底座高730，得用戶舉起手時(shí)手距底座的最大高度為526+608*sin45°+73=1773，而1600<1773，所以此設(shè)計(jì)符合人機(jī)工程學(xué)。

綜上所述，兩種情況均符合人機(jī)工程學(xué)，故掛鉤的設(shè)計(jì)符合人機(jī)原理。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文運(yùn)用問(wèn)卷調(diào)查和實(shí)地測(cè)量等科學(xué)手段，以蘭州中心六樓的迷你自助唱歌機(jī)“咪噠mini K”為分析對(duì)象，對(duì)現(xiàn)有的迷你自助唱歌機(jī)的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了人機(jī)學(xué)分析與改進(jìn)，根據(jù)功能需求和使用特點(diǎn)，對(duì)迷你自助唱歌機(jī)的投幣口、操作臺(tái)、置物架、顯示屏等進(jìn)行了合理的改進(jìn)設(shè)計(jì)，使得迷你自助唱歌機(jī)使用更加便捷和舒適。設(shè)計(jì)產(chǎn)品的過(guò)程中應(yīng)充分考慮用戶的用戶體驗(yàn)，以及所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品和它所處的環(huán)境的協(xié)調(diào)性及統(tǒng)一性，提高產(chǎn)品與人之間的和諧關(guān)系，盡量滿足舒適和安全的使用要求，以實(shí)現(xiàn)以人為本的人性化設(shè)計(jì)思想，具有一定的理論與實(shí)際意義。