手工鋸設計基礎研究

唐凱旋

摘要：隨著我國對環境綠化的越加重視，園林綠化面積也在不斷增長，這也促進了園林產業的蓬勃發展。傳統的一些園林工具由于存在著一些人機工程上的缺點，導致在使用時容易對使用者造成一定的肢體傷害。而在一個好的設計過程中，除了人機工程學數據的使用，產品的色彩設計、心理學應用、材料的加工工藝也是完善產品的重要理論支持。在本次設計中筆者將著重分析人機工學理論中關于手持工具類產品中力抓握產品的數據，包括手柄的尺寸、造型，以及在使用中色彩對使用者造成的影響;其次是對產品材質上的選擇、模型的結構改進等方面來設計手工鋸。

關鍵詞：人機工程學 ?色彩設計 ?設計心理學 ?材質選擇。

一、緒論

（一）手持工具設計的研究背景

本次課題是圍繞手持工具產品中的園林工具——手工鋸來進行研究和設計。作為人類綠化景觀養護設備的園林工具，隨著生態環境建設和城市綠化建設的迅猛發展，綠地面積的大幅度上升也直接提供了更多的綠化工作崗位，也帶動了園林工具產業的迅速發展。在如今大力提倡生態環境的大背景下，社會的可持續發展也在預示著園林工具行業的發展是非常有潛力的。

（二）手持工具的發展

從古至今，人類為了在自然界中生存下來，時時刻刻都在與大自然做著激烈的斗爭，而在斗爭的過程中人類所制造出來的物品不僅僅是一件冰冷的生活用品，在這些生活用品中包含了人類的思想。石器作為最早的人類手持工具被制造出來，它所具備的意義就是被用來從事有意識的勞動。在古文《論語·衛靈公》中有一句名言：“工欲善其事，必先利其器。”而隨著歷史的進步和變化，人類對工具的生產和使用也變得多樣化，人們通過機械化手段來追求完美的、精致的手持工具。

現代社會的經濟水平達到了一定的程度，作為消費者的我們也會對所使用的工具提出更高的要求。在這種大環境下，工具的生產和制造變得更加挑剔和苛刻，不僅要實用更要適用，還需要具備更多的審美、情感、文化以及精神的含義在其中。

二、人機工程學設計基礎

（一）手持工具對人體的影響

人們通常認為用手掌的握力一把抓握的膠泥把手最為符合人手掌的形狀，因此這也應該是最為合理的手柄造型。然而實際情況并非如此，手柄的形狀應該和工具的使用方式相適應。

手持工具設計不僅需要符合美學特征更需要在人機工程學上符合人體的手部使用。人的雙手作為身體上的重要器官，也是人身體的延伸，在日常的生活和工作中也是身體上不可缺少的工具，人的雙手不僅能夠做出各種復雜而且靈巧的動作，還具有非常精細的感知能力。手是由骨頭、神經、肌腱、韌帶和動脈組成的。正是這些復雜且精細的結構組合在了一起才能完成人類這一系列復雜又精巧的動作。

在我們現今的生活、工作中使用的工具有大部分并未達到最為優化的形態，其工具的形態與尺寸等因素與人機工程學并不一致，所以無法使得人們有效并且長時間地安全操作。如果較長時間的使用設計不良的手持工具，就容易使得人體感到不適，從而降低了生產效率，增加了心理上的不滿。因此對手持工具的人機特性研究必須有適當的設計、評價、使用和選擇。

1、手持工具的人機設計原則

工具在使用中需要保持手腕處于自然的順直狀態。

工具必須在比例上與使用者保持適當，才能使得工作生產發揮最大效果。

工具的設計需要減少工具對使用者手部組織產生的壓力。

2、手持工具的人機因素

在對工作環境的研究中，需要考慮到人的因素、人——機——環境之間的相互作用、工作效率、安全性和舒適等問題。在需要長時間使用手持工具的工作環境中，為了避免手部肌肉的疲勞，應該充分考慮到人機關系之間的協調性：（1）手柄的部位要與人體手掌相匹配，手掌和手指的彎曲抓握是手持式工具的操作方法，所以要符合手持工具和人手掌的人機關系，例如手柄的直徑和長度等因素;手柄的直徑數據取決于手持工具的作業姿勢和手掌的尺寸大小，而在手柄的長度尺寸上則取決于手掌的寬度尺寸。（2）保持手腕的順直狀態從而能夠避免重復作業生產時產生的手部局部疲勞，可以通過對手柄的設計來達到手腕的順直狀態，同時也需要考慮到手持工具作業時的工作方向。（3）避免靜態施力，手部肌肉施力依靠收縮產生，持續時間太長，容易導致供血不足。（4）手持工具的作業活動范圍應在手的最佳活動范圍內進行，手部的最佳活動范圍不僅是指能夠容易到達的工作地點，也是指人的視線能夠到達的地方，而在工作過程中需要避免手臂長時間的操作而引起的疲勞，以免降低工作效率。（5）注意性別上的差異和左手為習慣用手者群體的需要和特性。（6）避免手掌部位的組織受到過大的壓力。

3、手柄的造型因素

手柄的造型設計因素包括手柄的直徑、長度以及接觸面的形狀等情況。

（1）手柄的直徑：手持工具的手柄直徑的大小取決于手持工具的用途和使用者手掌的尺寸。如果手柄的直徑過大，容易導致手掌的握力減少，從而降低工具的靈活性和工作效率，并且會造成手指的彎曲力度加大，容易產生疲勞感。

（2）手柄的長度取決于手掌的寬度。

（3）手柄的形狀上，增大抓握部位的面積以減少手部組織所受到的壓力。

三、設計輔助理論分析

（一）細節設計理念

我們都聽過一句話——“細節決定成敗”，一個產品在細節造型上無懈可擊，那么這個產品肯定不會是一個失敗的產品。細節設計的完善能夠使得產品提高好幾個檔次和品味，提高產品的使用工效，也能讓使用者得到心理和生理上滿足。從心理學的角度上看，人在對最低層次的生存需求得到滿足以后會逐步向更高的心理需求轉移，在這個轉移的過程中，已經從解決有無的角度開始往優化細節、提升品質的角度發展。從人機工程學中以人為本的設計角度而言，工業產品擁有優秀的細節設計優化，更能夠將設計者的設計思想和設計理念傳達出來，能夠為設計師和產品的使用者之間建立交流的橋梁。產品的細節和整體是相互轉化的。整體是由一個個細節構成的，而細節對整體的感受起著決定性的作用。相同款式的產品，如果一款在細節上做得更加突出，一款毫無亮點，那么注重細節的設計更能夠吸引消費者的目光，引起注意。

1、色彩設計

色彩學是研究色彩產生并將其在自然規律中進行應用的一門學科。色彩學的科學依據是由我們非常熟悉的科學家牛頓和開普勒奠定的，而在心理學和生物學上，這兩種學科著力解決人對色彩的感受。在國際上普遍被公認的是孟賽爾色系，它對“色相、明度和純度”三者具體數值的規范來保證色彩使用的準確性。

作為能夠影響一個產品的重要細節之一，不同的色彩搭配傳遞給人們的含義也會不一樣，產生的效應也不一樣。所以在產品的外觀色彩中，色彩主要作用是顯得美觀、好看。豐富色彩搭配的產品能夠給消費者一種美的精神享受。隨著社會的發展，產品的造型和色彩也發生了很大的變化，消費者能夠對同一類的產品具有一定的色彩認識，能夠通過不同的色彩搭配區別不同類型的產品。例如通常使用固體色或較為絢麗的色彩來體現產品的科技感;在家用產品中顏色則相對溫馨，這樣能夠給人一種心理安慰。在工業安全用色規定中，橙色是警戒的指定顏色。在較多情況下，橙色和紅色都具有警示作用，但是橙色相比紅色而言少了一些強烈的意味，所以橙色的使用不僅能夠在安全上起到警示作用，而且還能夠降低工具使用時的視覺疲勞。

在人的感知中，色彩的表達是具有溫度和情感的。通常我們了解的為紅色與橙色兩種亮色代表了熱烈、食欲和溫暖，藍色和綠色兩種顏色則相對會讓人覺得比較安靜、沉穩和憂郁。因此一個成熟的產品也需要符合人們對色彩識別的習慣，色彩設計也對產品的成功起到了關鍵作用。

2、設計心理學理論

設計心理學是應用心理學（Applied Psychology）其中的一個分支，目的是研究人對產品的心理需求和使用需求并將這些需求應用到產品的設計開發中，并且能夠通過對使用者的心理情況分析來得出數據，通過數據的分析來設計出用戶體驗更好的產品。

設計心理學的中心與人機工程學一樣，都是一門以用戶為主的學科。在設計心理學中，好的設計不僅需要人機數據的輔助構成和造型、色彩、使用體驗，更需要個人以及群體的習慣，甚至是意識感受等眾多方面的集合體。

在心理學上有一個很重要的心理作用就是心理暗示。對于一個產品而言，使用者在初次使用中覺得體驗效果不佳甚至于對自身造成了傷害，那么使用者在以后的產品選購中會下意識地避開該品牌的產品，轉而選購其他的同類產品。

3、產品的材質選擇

在產品的整體構成中，細節決定著成敗，而材質的選擇決定著產品的細節體現。不同材質的物理因素不一樣，例如塑料材質和金屬材質在硬度、韌性、強度上完全不一樣。即使是同為金屬的鋁、不銹鋼、銅等等都有著不同的特性。

而在工業設計中，不同的材質除了基本的功能結構需求外，也需要和不同的色彩搭配來滿足審美需求和功能的劃分。同樣的產品，因為把手的材質不同會使得產品有著不同的視覺感受和使用體驗。

四、結語

希望通過本文讀者能夠了解到設計制作一款產品的復雜性。手持工具產品的設計符合人機尺寸的基本要求是產品設計的基礎。如果不符合則會對使用者造成生理或心理上的影響和傷害，這對產品的生產廠商和產品的行業發展會造成很多不良的影響。在符合人機尺寸數據的同時，產品設計還需要追求更高層次的心理滿足。通過對產品色彩、材質上的考慮，完善產品細節結構，構建出一個合理的、能夠讓使用者和設計師相互溝通的產品，讓產品的使用者體驗到尊重，這樣才能更好得開發新的產品，從而使得該行業得到良性的發展。

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