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工業(yè)設(shè)計(jì)及人機(jī)工程手持設(shè)備探究

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工業(yè)設(shè)計(jì)及人機(jī)工程手持設(shè)備探究

摘要:根據(jù)某測(cè)試手持設(shè)備產(chǎn)品在使用過(guò)程中所暴露的問(wèn)題以及用戶的反饋,提出對(duì)手持設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部造型進(jìn)行重新設(shè)計(jì),加入了大量弧面、流線、凹凸線及多邊凹槽等工業(yè)設(shè)計(jì)。改變了原設(shè)備棱角分明、生硬笨拙的形象,提高了設(shè)備的設(shè)計(jì)美感;同時(shí)從人機(jī)工程的角度考慮,使用判斷矩陣分析法和德?tīng)栰撤椒▽?duì)手持設(shè)備按鍵重新布局,根據(jù)常用機(jī)械設(shè)計(jì)理論減小手持設(shè)備厚度及質(zhì)量,達(dá)到理想的優(yōu)化設(shè)計(jì)效果,從而探討工業(yè)設(shè)計(jì)與人機(jī)工程在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:手持設(shè)備;工業(yè)設(shè)計(jì);人機(jī)工程;優(yōu)化設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)機(jī)電類產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過(guò)程中一般將質(zhì)量、功能及成本等因素放在首位,從而忽略了人機(jī)交互,使得產(chǎn)品在舒適美觀度、安全性及設(shè)計(jì)效率等方面有所欠缺[1]。因此,為了提升人機(jī)性能,在確定實(shí)現(xiàn)功能所需的模塊后,手持設(shè)備要如何設(shè)計(jì)才能使體積更小、質(zhì)量更輕,如何設(shè)計(jì)才能使用戶在使用時(shí)更為舒適、外形更加美觀,這些思考在后續(xù)設(shè)計(jì)中尤為重要。

1手持設(shè)備原結(jié)構(gòu)

某測(cè)試手持設(shè)備原主體結(jié)構(gòu)為盒體,可拆為前蓋和腔體兩部分,厚度約70mm。前蓋安裝有顯示器、按鍵等,腔體內(nèi)安裝有5個(gè)模塊,后側(cè)裝有1塊電池及電池蓋,各模塊之間選用帶纜和射頻電纜連接,安裝時(shí)將前蓋、腔體合為一個(gè)整體,并在主機(jī)四周包有防滑減震裝置,設(shè)備兩側(cè)設(shè)置有拉伸式把手。該設(shè)備外觀示意圖如圖1所示,內(nèi)部布局示意圖如圖2所示。該手持設(shè)備在使用中暴露的主要問(wèn)題如下:①內(nèi)部空間利用率較低,設(shè)備厚度較大,整機(jī)顯得臃腫;②按鍵排布簡(jiǎn)單,外觀中規(guī)中矩,缺乏設(shè)計(jì)感;③整體質(zhì)量接近6kg,對(duì)用戶手持操作不友好。

2優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1厚度優(yōu)化

對(duì)于第一點(diǎn)設(shè)備厚度太大的問(wèn)題,原設(shè)備厚度達(dá)到70mm,不僅外觀臃腫,而且握感不佳。要壓縮整機(jī)厚度,首先需更改內(nèi)部結(jié)構(gòu),但是對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的更改需要遵循一定的條件:①不能更改其功能、設(shè)備內(nèi)部模塊及配件數(shù)量;②部分模塊為成品,無(wú)法進(jìn)行修改,需預(yù)留開(kāi)口;③模塊上的器件類型和數(shù)量是固定的,因此模塊面積無(wú)法改變;④由于按鍵數(shù)量較多,顯示內(nèi)容較少,出于操作舒適度及用戶方要求考慮仍保持豎版造型。具體優(yōu)化如下:①對(duì)各模塊形狀進(jìn)行修改,便于壓縮空間及后續(xù)造型;同時(shí)對(duì)各模塊的堆疊方式進(jìn)行優(yōu)化,相互嵌套,且方便維護(hù),優(yōu)化后的內(nèi)部模塊示意圖如圖3所示。②根據(jù)產(chǎn)品人機(jī)工程學(xué)理論[2],按鍵、儀表盤(pán)等操作裝置是人機(jī)交互的重要渠道,設(shè)計(jì)需符合人的認(rèn)知和操作規(guī)律。根據(jù)這一理論,使用德?tīng)栰撤椒芭袛嗑仃嚨膬蓛杀容^法對(duì)按鍵的布局及外形進(jìn)行重新設(shè)計(jì)[3],使得手持設(shè)備的操作更舒適方便,降低誤操作的概率,并且方便后續(xù)對(duì)整機(jī)的造型設(shè)計(jì),如圖4所示。確認(rèn)厚度優(yōu)化方案后,對(duì)各模塊外形及位置進(jìn)行了細(xì)化,對(duì)內(nèi)部線纜連接進(jìn)行了模擬,達(dá)到最終安裝狀態(tài),最終效果如圖5、圖6所示。該優(yōu)化方案不僅可將整機(jī)厚度縮小至55mm左右,而且各模塊間的排布更為合理,并且設(shè)備操作更為舒適,維修更方便。

2.2外觀優(yōu)化

內(nèi)部模塊優(yōu)化完成后,對(duì)設(shè)備外觀進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)感及用戶體驗(yàn)度。主要優(yōu)化內(nèi)容如下:①基于用戶要求,外觀造型不能過(guò)于浮夸,應(yīng)以穩(wěn)重簡(jiǎn)約為主。因此整機(jī)采用大量弧面流線設(shè)計(jì),LOGO字符采用鐳雕銀色效果,觀感更為舒適。②按鍵板上確定鍵采用綠色軟膠、開(kāi)關(guān)鍵采用紅色軟膠、其余按鍵采用灰色軟膠,實(shí)現(xiàn)啞光效果,色彩搭配合理,使用更舒適;按鍵字符全部采用鐳雕透光工藝,可增強(qiáng)透光效果,利于在夜晚及其他光線不足的環(huán)境下進(jìn)行操作。③指示燈位置位于數(shù)字按鍵上方中部,整體下沉,外側(cè)加鏡片,鏡片背面絲印黑色,透光處透空字符鐳雕,使得指示燈效果更為明顯。④主機(jī)四角防滑防撞條增加凹凸裝飾線條,增強(qiáng)手感;設(shè)備頂部、顯示器及按鍵采用多邊凹槽下沉設(shè)計(jì),對(duì)各外露器件進(jìn)行保護(hù)。⑤把手兩側(cè)改為可調(diào)尼龍帶單側(cè)分離搭扣設(shè)計(jì),既便于攜帶,又杜絕使用金屬連接可能出現(xiàn)的生銹情況。最終外觀設(shè)計(jì)效果圖如圖7~圖10所示。

2.3質(zhì)量?jī)?yōu)化

針對(duì)原設(shè)備質(zhì)量較大的問(wèn)題,主要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化:①在對(duì)設(shè)備前蓋及腔體等主要結(jié)構(gòu)件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)時(shí),盡量縮減壁厚,無(wú)強(qiáng)度要求的部位去除材料;在有強(qiáng)度要求的部位使用加強(qiáng)筋、局部增厚等手段保證整體剛強(qiáng)度,如圖11、圖12所示。②結(jié)構(gòu)件使用碳纖維等密度較小但能保證強(qiáng)度的塑料材料開(kāi)模制作;若設(shè)備產(chǎn)量較少,開(kāi)模費(fèi)用較高,可考慮使用鎂鋁合金材料銑削制作。通過(guò)以上優(yōu)化手段,可大大減輕設(shè)備質(zhì)量,保證用戶在長(zhǎng)時(shí)間手持操作時(shí)不易疲勞。

3總結(jié)

針對(duì)人機(jī)工程及工業(yè)設(shè)計(jì)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用問(wèn)題,以某測(cè)試手持設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程為例進(jìn)行了探討,提出了一系列設(shè)計(jì)思路,主要工作及結(jié)論如下:①結(jié)合判斷矩陣分析法、德?tīng)栰撤椒ǖ龋瑢?duì)原設(shè)備按鍵的排布及外形進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),同時(shí)對(duì)原設(shè)備內(nèi)部各模塊的布局進(jìn)行規(guī)劃,使整個(gè)設(shè)備的空間利用率更高、質(zhì)量更輕。②根據(jù)工業(yè)設(shè)計(jì)理論,對(duì)原設(shè)備造型、色彩、材質(zhì)等進(jìn)行了優(yōu)化,加入了大量弧面、線條等元素,搭配多種色彩及新材質(zhì),使得手持設(shè)備在保持功能及強(qiáng)度的基礎(chǔ)上更加具備設(shè)計(jì)美感。③產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,除了對(duì)功能、質(zhì)量、成本等因素進(jìn)行考慮外,還需加強(qiáng)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)及人機(jī)工程的關(guān)注。只有當(dāng)各方面因素和諧共存時(shí),才能帶給用戶全新的視覺(jué)感受和充分的情感滿足。

作者:楊仁杰 單位:四川九洲空管科技有限責(zé)任公司技術(shù)資源中心