基于人机工程学简析马桶创新设计要点

李龙勇

（厦门铱科卫浴科技有限公司，福建 厦门 361000）

0 引言

马桶作为人们日常生活中必不可少的生活用品，科学合理的马桶设计可以切实凸显产品自身健康、安全及舒适的特点，增强人民群众的幸福感、安全感，实现生活品质的提升。近年来，人机工程学已经在卫生产品领域实现广泛的应用，用户对于马桶的需求也从产品本身的设计转为了自身的使用需求，马桶产品售后评价及口碑正成为相关企业核心竞争力的重要依据。有鉴于此，结合当前人们使用马桶的姿势及特点，有效依靠人机工程学创新马桶设计，是优化马桶设计思路，提升产品质量的重要前提，需要相关人员加大重视。

1 人机工程学发展和马桶设计的相关概述

1.1 人机工程学

人机工程学作为一项边缘学科，发展于本世纪六十年代，其借助人体测量、心理学以及生理学术等多项领域的研究成果及方式，结合人体行为特征、活动限度以及能力等多项数据，开展相关设备及所处环境的创新设计，以此提升用户所使用设备的安全性、实用性及健康性。人机工程学主要围绕人体、设备以及环境三方面为核心，具体而言就是解决机器设备或相关的机制结构与使用者之间的关系，该学术涉及人们生产生活的方方面面，尤其是卫生产品的涉及领域，将两者有机结合，能够不断优化马桶产品的设计方案及质量，为人们提供舒适、安全的产品服务。

1.2 马桶设计

马桶作为卫生产品，是当前家庭及公共卫生区域必不可少的基础设施，为进一步满足人民群众对于高品质生活的新要求，针对于马桶产品的设计模式正在不断优化完善，侧重突出产品人性化的特点，目前马桶的功能性质也已经由传统的马桶转变为智能马桶。相关领域及行业在开展马桶设计时主要需要遵循以下几个原则：第一，方面快捷。为用户提供使用简单、功能丰富的智能产品[1]。第二，清理全面，在用户使用清水功能时，能够将马桶清理干净。第三，外观设计。针对马桶的外形设计不能单一，讲究设计特点。但是不可忽视的是，目前部分设计产品仍然存在外形单一、不便于用户使用以及存在一定安全隐患的弊端。目前，较为常见的马桶有蹲便式马桶、坐便式马桶以及蹲坐一体式马桶，针对于马桶设计的创新一定要结合多个品牌的优势，补齐短板，为用户提供更加优质的产品。

2 马桶人机设计原则

2.1 有效

随着社会经济的高速发展，当前人们对于产品性能的要求越来越讲究实用性，作为居家产品也是卫生产品，科学合理的马桶设计是直接满足人们幸福感、安全感的关键因素，这就要求着相关设计人员必须及时优化马桶产品的设计方案，结合人体工程学的相关内容，切实增强马桶产品的实用性。对于马桶的设计思路而言，为追求产品的实用性需要保障用户在使用马桶的过程中能够保持正确的排便姿势，以此实现流畅进行排便，同时能够有效避免以往用户在使用马桶的过程中出现排便费力、周期较长的不足，为用户提供顺势便捷且省力的使用体验，这就需要开展设计前，要结合人体特征机构以及科学的排便姿势进行全面的分析，以此提升马桶产品的有效性[2]。

2.2 健康

作为卫生产品，针对于马桶的设计工作一定要保障其健康性。首先在用户使用清水功能时要保证排泄物不溅到人体，并且排泄物也要能够及时处理干净；其次冲水过程中，溅起的水花不能过多，防止对用户造成不便，甚至产生一定健康问题；最后，针对于马桶的消杀病毒工作要操作简练，尽量减少用户清理马桶卫生的时间周期，方便用户清理卫生，以此保证马桶产品的整洁、卫生。马桶产品保持良好的健康性不仅是为用户的安全健康提供保证，更是满足产品所处环境的卫生要求，是设计工作主要考虑的因素。

2.3 安全

安全性原则作为产品服务的核心因素，是提升产品质量，完善产品服务的重要参考依据，特别是像马桶这类必备卫生产品，提供良好的安全性，用户才能放心大胆地使用。针对于马桶安全性的要求主要分为两点，一方面，确保马桶平稳固定，用户在使用过程中不会出现摔倒以及撞击的情况，另一方面，操作方式相对简单便利，无论用户下蹲还是站起都能灵活自如[3]。这两点既是保障用户使用产品时安全性的必要保障，也是马桶产品设计最为核心的要求之一，作为马桶设计方案的基本准则，相关的设计工作一定要严格落实，确保用户能够安全使用。

2.4 舒适

马桶产品除了安全、健康、有效以外，最重要的就是自身的舒适性，基于马桶产品的使用功能以及使用特点，设计人员必须注重舒适性的体验，这时就可以积极结合人体工程学的理论基础，打造出舒适便捷的马桶产品，以此提升用户使用产品的体验感，确保设计产品能够兼具科学性及人性化的特点。具体而言，为提升马桶的舒适性，开展设计的过程中要注重马桶的制作选材工作，选择人体皮肤较为适用的制作材料，同时马桶的形状及各部分的全线也要严格围绕人体特征展开，保障与人体相接触的部分能够舒适，此外在功能性设计上，要确保高效便捷，使得用户能够快速掌握使用方法，以此实现马桶舒适性的提升[4]。

3 马桶创新设计

3.1 创新来源

结合现有的实验数据不难发现，相较于坐便来讲，蹲便在使用的过程中使用者更便于用力，同时排便时间较短，效率更高。在原因在于，处于蹲便姿势时人体内部的肛肠角会进一步扩大，能够呈现出较为通畅、垂直的排便通道，进而便于人们排便。基于人体肛肠角针对于肌肉用力的影响能够直接决定人体排便方式的健康性，所以开展马桶设计创新时需要围绕改变以往坐便使用过程中肛肠角的角度为出发点，打造出兼具实用性和健康性的蹲便器。具体而言，如何通过姿势改变，确保人体上半身及大腿之间生成挤压力，其参考来源可以选择生活中常见的一些座椅设计，一些设计独特的座椅其坐面会略微向前倾斜，同时在座椅下方会配备两个凸起的设计造型，用来支撑膝盖及小腿[5]。这时用户在使用的过程中就会保持直立自如的坐姿，一旦出现弯腰和弓背的情况身体会立刻感到不适。结合这类座椅设计结构，可以将座椅凸出的设计造型应用于创新马桶产品的承重设置，以此实现用户在排便过程中上半身及大腿之间产生必要的挤压力，使得排便过程更加高效便捷。

3.2 创意构思

针对于马桶产品创意构思阶段，一定有有效结合人体工程学进行构思，结合上述的创新来源，打造出一种能够保障人体前倾倚卧的蹲便马桶。具体而言，可以参考人体测量有关标准，通过相应的测量方式以及技术设计，再结合当前我国成年人的测量数据，制定出新型蹲便马桶的设计结构和大致形态。借助力学的相关公式开展针对新型马桶的人机测量工作，通过测量的实际结果，全面分析出马桶支撑区域的倾斜度对于人体压力的影响。依据先用的马桶结构及各部分使用功能，开展设计创新应当注重针对支撑装置以及脚踏设备进行展开，结合不同用户需求开展针对性人机设计，为用户提供科学合理的支撑，增强马桶的舒适性以及健康性，提供人性化产品服务。同时，产品的尺寸也需要采用人机工程学进行设计，主要围绕人体的重量、姿势、尺寸以及压力四个方面，关键是要确保人体的小腿能够保持基本水平[6]。参照当前我国成年人的人体尺寸数据可以在设计的过程中将支撑装备到马桶的距离设计为三百五十毫米左右，将支撑设备到脚踏设备的距离严格控制在人体小腿长度范围以内，以此保证新型马桶产品的设计满足人机工程学的要求，能够切实为用户提供兼具实用性及舒适性的产品服务。如图1所示：

图1 一种坐便器装置制造方法及图纸

3.3 创意设计

针对于马桶产品的设计创新应当严格规范从结构设计到母模建立各个流程，制定出科学合理的设计方案，相关设计人员可以结合人机工程学的原理，通过针对人们的体重、坐姿、压力以及尺寸为数据参考进而开展设计，关键是要确保人们使用马桶时小腿基本保持水平，同时结合当前我国成年人尺寸数据可以看出，成年男子的小腿加足部尺寸大致在四百一十三毫米，成年女子小腿加足部的尺寸大约在三百八十二毫米，以此可以大致估算出成年人平均小腿长度约为四百一十毫米，有鉴于此，在开展马桶创新设计时可以将支撑台与人体上端之间的距离控制在三百五十毫米左右，之后再保证支撑台的表面长于人体脚掌长度并小于小腿长度，这样就可以最大程度为用户在使用马桶时提供舒适性。具体而言，针对于马桶产品的结构设计，需要结合马桶的外观、内部配件以及相关标准要求，使用专用专业的绘图软件开展设计构思；针对于模具的结构设计，要科学考量现有的产品结构、出模方式，注浆、放浆的模式以及生产线等方面，选择先进成熟且适合人体使用的设计方案，针对于模具的加工方式，相关人员可以借助编程软件，采用计算机数控机械加工石膏块完成实验模具的制作；针对于配模阶段，模具师应当针对模具进行适当的匹配调整，增设定位小件；针对于马桶产品的试做环节，主要围绕模具的成型、模具干燥、模具的施釉再到火烧制造开展，针对于产品的检验工作，检测人员需要结合现有的标准要求开展适配工作，及时分析反馈数据信息；针对于标准模型的制作，相关人员需要将模具进行拆回修整，确保标准模型的光滑平整，最后再结合标准模开展母模的制作[7]。

4 结语

总而言之，切实将人机工程学融入马桶产品的设计过程中，采取科学合理的设计手段，遵循实用、安全及健康的原则，制作出人性化的马桶产品是卫生产品行业实现长远发展的必由之路。有效优化当前马桶产品自身使用方式的不足，通过建模造型以及参考现有的多项数据研究，开展科学缜密的设计工作，打造出便于人们使用、设计独特并且兼具有效性的马桶产品，以此满足人民群众的生活需求，为相关行业及市场未来的发展提供思路。