手持式产品设计人机因素研究

手持式产品设计人机因素研究

摘要:

现在的产品设计中越来越重视使用者的感官体验,本文通过对手持式日用产品的人机因素分析研究,试图为设计师在产品设计中提供关于人机因素和舒适性方面的设计参考。

关键词:

手持;产品设计;人机因素

1概述

在我们日常生活中接触的产品,大多都需要人通过手的行为动作来操作,对于此类产品(文章中称为手持式产品)的设计研究,如何能让手在接触产品后有的安全性和方便使用,这是首先要考虑的。通过对手持式产品的形态和使用方式进行分析,对手持式产品进行合理的设计,将会避免手因为不舒适的接触产品进行使用而造成的损伤,并能提高产品的使用性能和效率。

2手的人机尺寸分析研究

人在感知产品的信息后,由大脑进行分析,作出判断,然后操纵产品的运行。在现有的操作使用方式下,手的操作是主要的操纵方式。因此,手持式产品设计的人机因素,主要是指手的操纵特性,包括人体手的尺寸、肢体的施力与运动特性等。对于手操作产品时力和力的方向的把握,能使人在使用产品的过程中减少对生理上的损害并能提高使用效率。

2.1手的持握姿势与力量分析

手的握持姿势通常分为完全握持和不完全握持两种。如果手完全抓住物体就被认为是完全握持,其他的握持都被认为是不完全握持。手与物的各种持握方式体现在精准性、力量、行为动作效果各异的不同上。最常见的不完全握持姿势是连接方式1、连接方式2和连接方式3。完全持握方式是连接方式4和连接方式5。完全持握方式需要手与上臂完全使力。这些持握方式由产品的使用功能决定。

2.2减少力学压力

为了安全和避免损伤,产品的使用应确保作用力施加在手的不易受伤的部位上。这也是针对人触觉感受来考虑的。人的手部有一些区域为较敏感部位。如果将力施加在这些敏感的区域上(例如手掌心),必定会对使用者带来较为不舒适的触觉感受,并且手也容易受到伤害。因此在设计产品的持握方式时,要避免将作用力作用在这些区域内。3手持式产品中把柄设计的尺寸参数在设计一件手持式产品时,最重要的考虑因素之一就是产品与手之间的接触面,及产品的把柄。参照以上分析和人体尺寸数据,总结出以下几点关于产品的把柄设计参数:a.把柄的最小长度:100mm;b.需要握紧把柄时,把柄直径应是:30~50mm;c.为了精确操作而设计的把柄,其直径为10~16mm;d.需要分别抓紧两支不同的把柄时,两支把柄之间的距离应为:78~89mm;另外根据手部的生理构造,在操作需要持续使用时间的产品时,手腕弯曲容易对手臂内各肌肉的运作造成影响。因此我们在设计需要持续操作时间的产品的把柄时,应尽量避免手腕的弯曲,而可以通过弯曲把柄或改变把柄与产品之间的角度来实现操作。在设计工具的手柄时,有时为了舒适性的设计,往往采用符合手的形状的“舒适形式”,常常将手柄设计成带有V字形凹凸痕或波浪型的表面。而不是使用平直表面。但这种是并不科学的。因为不同人的手形状尺寸完全不同,大部分我们的设计并不是针对一个人进行的,这样会造成人在触摸到这些凹凸型表面的时候,反而会因为手的尺寸不同,给使用者带来不舒适的触觉感受。根据手的持握自身和力量分析以及产品作用给人的压力分析,总结出以下几点关于手持式产设计中的人机因素的建议:a.握持部分不应出现边棱和尖角;b.产品把柄的表面材料应能增强摩擦力;c.产品把柄不设凹凸槽,因其不可能与所有使用者的手型都匹配;d.把柄对人手的压力应避免作用在较脆弱敏感的部位(如手掌心);e.在使用过程中,要尽量不要让手腕持续弯曲,以减轻手腕疲劳;f.当外力作用在把柄上,应同时考虑推力、拉力和扭矩的同时作用;g.要根据手的持握姿势来确定把柄直径。

结束语

使用者在使用产品的过程中,产品的使用方便性和舒适性往往会给使用者带来最直观的对产品好坏的评价,因此我们在产品设计中,注重产品的人机因素分析,往往能为产品的造型或结构设计上提供最有效的帮助和参考,本文通过对手持式日用产品的人机因素分析,希望为设计师在设计产品时提供一些有价值的参考。

作者:周小舟 任鹏程 单位:攀枝花学院