防护手套设计中的人机应用


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摘   要:在许多工作场所,有必要通过使用防护手套来保护工人的手。大量研究已确认了手套对手在不同方面的影响性能。然而,我们可以通过对防护手套的研究去发现手套的一些设计特征。

关键词:防护手套;设计;舒适;厚度;区域

中图分类号:X928.7        文献标识码:A        文章编号:1005-5312(2015)32-0271-01

在日常生活与工作中,使用防护手套是必不可少的。莫拉利达尔等人曾开发过两只与手不同区域不同厚度的不同原型棉手套,根据力的分布和对手掌的灵敏度测试,比较那些穿戴双层手套的人,发现我们的手有两个和四个特定的保护区域。这就是为什么有特定区域设计的防护手套被证明在握力上是优于双层手套的。

在防护手套的设计中我们主要考虑的是防护手套对手的保护或带来的不适感,相信较厚的手套可以提供更好的保护。虽然在设计中主要关注的是手套对手的保护而不是手在戴上手套时手套发挥的性能。但不可否认统一材料厚度的手套会导致手套显得笨拙,因而会使人戴手套操作时显得不适,也许还会带来其他的危险条件,比如握力或运动范围的损失,或统一的厚度减少感官的反馈和灵巧度。

曾经有人对此进行过研究,研究结果表示,在一个汽车厂里,只有42%的工人觉得戴手套舒适,并乐意使用他们的防护手套和防护设备;相反,如果设计不当,工人经常会因为舒适度不够而反对穿戴。所以说,防护手套的厚度以及抗磨损保护装置可能是在设计防护手套中需要仔细思考的。在防护手套的设计中有很多该考虑的部分,包括材料、使用条件、对工作任务的要求以及舒适的环境,甚至还包括手套的制造工艺、成本、工人使用特定环境和任务。要开发与设计出符合人体工程学的设计评价标准的产品,防护手套的厚度明显是影响手套在灵活性和触感方面的一个重要因素,因此,材料和厚度也有一个对握力能力的影响。两个早期的研究结果表明,评估戴上手套的手在使用手工具工作(包括螺丝刀和钳子)时表明,超过2小时的工作可改变戴手套的影响期。因此,手套评价研究需要考虑实际工作在何种条件下被工人使用的情况。

为了更进一步的对防护手套使用的特定情况以及使用时会普遍出现的问题,曾经有人做过真实的实验,招募了来自诺丁汉大学的12名男性,24岁和34岁之间。所有的参与者都是右手健康,没有上肢外伤史,并没有一直专业从事手工工作的(特别是用钳子或螺丝刀)。参与者进行的模拟实验是使用相同的实验设备和布局装配任务。第一个任务是分别带上原型防护手套和统一厚度手套以及裸手使用螺丝刀和钳子,螺丝刀任务要求参与者配合和支持左手的两个组件,然后把螺丝装到每个组件的孔,用右手的螺丝刀紧固。第二个任务是分别带上原型防护手套和统一厚度手套以及裸手使用传统的直型钳,钳任务要求每个参与者用左手按住线和折叠线的两端用右手使用钳的U形,然后把两个的U形连接在一起。结果研究表明,徒手条件比戴上手套时完成时间快。与此同时,带上原型手套完成任务的时间比戴上统一厚度的手套完成时间短。

当参与者在使用手套进行任务的同时,发现当手套磨损,手套材料层和工具的柄之间的触感(尤其在指尖)和敏捷度将减少(如图1),这可能会使它更难操纵组件和工具。因此,为了更好地控制任务工具,工具手柄应牢牢的在手掌大鱼际区。用拇指和食指额外的支持可能导致这些区域更多的不适。不同手套的特征如厚度,材料和灵活性材料可能都是影响这些效果的因素。对徒手操作螺丝起子的任务,最不适的区域是在食指和中指的指尖。当戴上手套,舒适水平最高的是棕榈区,大鱼际区,和两个拇指和食指下部。工作时,徒手用钳子,最不适在棕榈区。当戴手套用钳子的时候,不适的最高水平是两个拇指和食指下部①。

根据这些研究的结果来看,手套设计触感(特别是在指尖)和灵巧的改进可能是一个更重要的考虑因素,改进手指和关节的灵活性是由原型手套的分区域设计提供。因此,在手的灵巧方面,劃分特殊区域的防护手套相比于统一厚度的手套设计似乎是一个更好的选择。

从防护手套的设计中可以发现,人机应用是设计中必不可少的重要元素,任何一款产品的出现都是为了满足消费者及使用者的需求,能让使用者舒适的使用才是产品的价值所在,因此,不仅仅是防护手套的设计要考虑人机的应用,每一款产品都需要设计师注入合理的人机应用,使产品能够最大限度的为人们所利用,同时也能够体现每款产品的最大价值。

注释:

①Design options for improving protective gloves for industrial assembly work.Applied Ergonomics Volume 45,Issue 4,July 2014.

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