基于人機(jī)工學(xué)的智能家用充電式電鉆設(shè)計(jì)

王新燕

摘要：隨著電動(dòng)工具日益走入消費(fèi)者日常生活，如何使產(chǎn)品適應(yīng)家庭中不同成員的人機(jī)尺寸以及如何保證缺乏專業(yè)知識(shí)的家庭成員能夠順利操作家用電鉆產(chǎn)品，一直是困擾該產(chǎn)品設(shè)計(jì)的難題。本課題通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研分析，在人機(jī)工學(xué)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性的通過(guò)新材料以及智能技術(shù)的運(yùn)用，將手柄包膠部分的凸起程度設(shè)計(jì)成可以通過(guò)電鉆尾部的屏幕操作來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足不同用戶在人機(jī)操作上的需求。

Abstract： As power tools move into everyday consumer life， there are two problems have been plaguing the product design. How to adapt the product to the size of the different members of the family？ How to ensure that the lack of professional knowledge of family members can successfully operate household electric drill products？ Through the market research and analysis， this subject creatively uses new materials and intelligent technology on the basis of ergonomics. By using the new materials and intelligent technology creatively， the plastic handle bag part of the raised level designed by drill tail screen operation to adjust， which can be meet the needs of different users in the man-machine operation on demand.

關(guān)鍵詞：人機(jī)工學(xué)；智能化；可調(diào)節(jié)；電鉆

Key words： ergonomics；intelligence；adjustable；electric drill

中圖分類號(hào)：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）36-0116-02

0 引言

隨著人們生活水平以及審美意識(shí)的日益提高，消費(fèi)者對(duì)于自有創(chuàng)造與藝術(shù)追求越來(lái)越重視，針對(duì)家庭用戶設(shè)計(jì)的電動(dòng)工具漸漸的走進(jìn)我們?nèi)粘Ｉ畹募彝?，成為生活中不可或缺的一員。任何工業(yè)工具一旦進(jìn)入家庭，就必然被賦予全新的外觀與功能，許多家用電動(dòng)工具不斷推出造型方面的設(shè)計(jì)，完善產(chǎn)品的可操作性以及安全性，以達(dá)到家庭用戶的心理以及生理上的消費(fèi)需求。

進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)和信息化時(shí)代，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的智能化與自動(dòng)化開(kāi)始進(jìn)入人們的生活中，智能化設(shè)計(jì)將部分專業(yè)工具的操作化繁為簡(jiǎn)，沒(méi)有專業(yè)知識(shí)也能順利完成操作，更便于普通用戶使用。本文中的智能家用充電式電鉆設(shè)計(jì)，可以使消費(fèi)者像操作智能手機(jī)一樣通過(guò)界面控制電鉆，可以更加直觀便捷的調(diào)節(jié)電鉆手柄的部分曲線，使手柄握起來(lái)更加適合用戶的手掌，增加操作的舒適性。同時(shí)，采用的充電式可以適用于各種工作環(huán)境，擺脫了尋找電源的困擾。

1 現(xiàn)有產(chǎn)品分析

一般來(lái)說(shuō)，電鉆最大的使用人群是把其作為工具使用的中青年男性，所以市場(chǎng)上現(xiàn)有的大部分電鉆產(chǎn)品的尺寸都是針對(duì)男性用戶來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。而在現(xiàn)代家庭中，許多的婦女、老人、甚至部分殘疾人也加入到了使用電動(dòng)工具的群體中，這就說(shuō)明電動(dòng)工具的使用群體已發(fā)生了較大的改變。但是現(xiàn)在女性以及青少年用戶，手掌較小，較大直徑的把柄導(dǎo)致其握力不足，使用起來(lái)存在一定的困難。

2 人機(jī)因素分析

課題研究的產(chǎn)品面向普通家庭用戶，故針對(duì)13歲以上的用戶進(jìn)行了手部尺寸測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果（表1），將最終電鉆產(chǎn)品的開(kāi)關(guān)設(shè)置為兩指半的規(guī)格，即高32.4mm，實(shí)驗(yàn)證明，這樣使用起來(lái)更加省力，安全性也更高。手柄部分的設(shè)計(jì)，采用了橫截面為橢圓的有機(jī)形態(tài)，以便于使用者的握持。同時(shí)，根據(jù)《手工具設(shè)計(jì)中的人體工程學(xué)原理》中建議：不同結(jié)構(gòu)形式的手柄，其最佳手柄跨度不同。手槍式手柄，一般以5～6cm為佳，直筒式手柄為4.06～6.10cm。對(duì)電鉆造型設(shè)計(jì)中的手柄直徑，廣大的電鉆使用者提出了明確要求：希望直徑較小。所以，本課題在設(shè)計(jì)手柄直徑時(shí)采用較小手柄直徑，這樣的工具重量輕也便于握持。一般情況下，電動(dòng)手工電鉆手柄為接近直筒式手柄或手槍式手柄的尺寸，設(shè)計(jì)時(shí)考慮寬度以4～6cm，直徑為2.5～4cm為宜（圖1）。

3 設(shè)計(jì)實(shí)例

課題研究的產(chǎn)品面向普通家庭用戶，這一類人群的特點(diǎn)是無(wú)相應(yīng)的電鉆專業(yè)知識(shí)，對(duì)于電鉆產(chǎn)品有很多不確定因素，所以要充分考慮到產(chǎn)品的易操作性，確保沒(méi)有使用經(jīng)驗(yàn)的用戶也能輕松自如的完成各項(xiàng)操作。同時(shí)，結(jié)合家庭用戶手掌的人機(jī)尺寸以及相關(guān)用戶需求，在市場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上展開(kāi)方案構(gòu)思，最終確定了基于人機(jī)工學(xué)的智能家用充電式電鉆的外觀造型設(shè)計(jì)方向：

3.1 主體設(shè)計(jì)

①整體造型選擇以有機(jī)曲線為主的流線型設(shè)計(jì)風(fēng)格，來(lái)減輕產(chǎn)品帶來(lái)的視覺(jué)重量，瞄準(zhǔn)軸部位體量飽滿，體現(xiàn)力量感；手柄部位線條以手掌曲線為參考，平滑簡(jiǎn)潔；

②添加水柱用以測(cè)試和保證電鉆是否保持在水平狀態(tài)；

③經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)反復(fù)測(cè)試，將電鉆的開(kāi)關(guān)按鈕做成兩指半的規(guī)格，這樣使用起來(lái)更加省力，安全性也更高；

④材質(zhì)選擇軟硬膠結(jié)合，增加手感舒適性，且能保證防滑；

⑤電鉆的設(shè)計(jì)色彩存在兩個(gè)時(shí)尚趨勢(shì)，一是整體色彩暖化趨勢(shì)，暖色具有引人注目、親和力強(qiáng)、前進(jìn)性等特點(diǎn)，二是雙色調(diào)和多色調(diào)化趨勢(shì)，一般采用的色彩搭配有，紅黑、藍(lán)黑、綠黑、黃黑等，即一種亮色搭配一種無(wú)彩色（黑白），這樣的搭配可以更好的利用色彩對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行功能的分區(qū)以及對(duì)消費(fèi)者進(jìn)行重要信息的提醒，故本課題中依然沿用了這一標(biāo)準(zhǔn)搭配。endprint

3.2 可調(diào)節(jié)手柄設(shè)計(jì)

該電鉆的市場(chǎng)目標(biāo)定位為家用型，這就決定了該產(chǎn)品的主要使用人群存在年齡跨度大、生理及心理因素差異大、知識(shí)結(jié)構(gòu)差距大等問(wèn)題。本課題在對(duì)不同年齡段男女手掌尺寸差異進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性的將形狀記憶合金（Shape Memory Alloys，簡(jiǎn)稱SMA）用在了電鉆手柄的包膠部分。SMA在加熱升溫后能完全消除其在較低溫度下發(fā)生的變形，恢復(fù)其變形前原始形狀。用戶可以通過(guò)點(diǎn)擊電鉆尾部的操作界面，選擇需要調(diào)整的部位，通過(guò)溫度升降控制和改變包膠部分的凸起程度，以增加摩擦度適應(yīng)人手的不同尺寸。鉆體后部的軟墊可以幫助使用者減輕電鉆工作時(shí)的沖擊力，同時(shí)起到保護(hù)操作界面的作用。（圖2）

3.3 充電底座設(shè)計(jì)

底座采用銀色作為主色，藍(lán)色作為輔色，搭配電鉆主體的藍(lán)黑配色，在增強(qiáng)整體感的同時(shí)，也通過(guò)色彩對(duì)產(chǎn)品主體與充電底座進(jìn)行了區(qū)域劃分；在底座的造型設(shè)計(jì)上，參考了市場(chǎng)上現(xiàn)有產(chǎn)品造型，同時(shí)通過(guò)將底座線條進(jìn)行簡(jiǎn)化以減弱視覺(jué)重量，融入曲線，使整體設(shè)計(jì)更加和諧；在底座周圍加入邊框，用來(lái)增加底座的穩(wěn)定性，造型也更加新穎；散熱采用扇葉方式，這樣可以最大程度的將充電時(shí)產(chǎn)生的余熱排出，有利于延長(zhǎng)底座以及電池的使用壽命。（圖3）

4 結(jié)語(yǔ)

電動(dòng)工具走入消費(fèi)者的日常生活，需要改變的不僅僅是造型、色彩等外觀因素，更需要結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)對(duì)產(chǎn)品的易操作性進(jìn)行改良升級(jí)，化繁為簡(jiǎn)，采用更加簡(jiǎn)潔直觀的方式將專業(yè)性的操作進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以便于更多的普通消費(fèi)者使用。近些年，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，各種新材料、新技術(shù)的出現(xiàn)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)注入了新的能量?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展使得智能化產(chǎn)品越來(lái)越多的出現(xiàn)在人們的日常生活，智能化產(chǎn)品使科學(xué)技術(shù)與消費(fèi)者需求進(jìn)行了創(chuàng)造性的整合。未來(lái)我國(guó)電動(dòng)工具的發(fā)展與創(chuàng)新，不但需要強(qiáng)化和完善產(chǎn)品功能，更要具有能夠體現(xiàn)時(shí)代特征的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)。

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