基于用戶體驗的手持圓管拋光工具設計

楊九瑞,楊洪君,李婷婷,黃雨晨

基于用戶體驗的手持圓管拋光工具設計

楊九瑞,楊洪君,李婷婷,黃雨晨

（北京服裝學院，北京 100029）

文章分析了功能產品的用戶體驗模型涉及的要素，對手動工具類產品的用戶體驗要素進行了對照分析，并在此基礎上，以手持圓管拋光機的用戶體驗設計為例，分析了具體的設計內容，提出了設計方案。

用戶研究；用戶體驗；手動工具

引言

科學技術的發展、社會的進步，使得人們在物質需求得到滿足后更注重精神需求，以用戶為中心的產品設計理論已經得到廣泛應用，產品設計從對物的關注越來越轉向對人的關注。用戶體驗與以用戶為中心的產品設計理念相吻合，從用戶的需求出發，將文化與技術融入產品設計，綜合考慮產品的外觀形態、結構、材質、加工工藝等及用戶的心理和生理需求、產品使用環境和使用方式等諸多因素而形成一種創造性行為，為用戶呈現一種全新的產品體驗模式，是產品創新設計的一種新思路。

一、用戶體驗

（一）體驗

體驗是心理學的一個重要概念，是人的精神生活的重要內容之一，體驗的獲取與人的意識、經驗和感覺器官有密切聯系，是體驗者用自己的感覺器官對人或事進行感受、了解的過程以及由此得到的結果，是建立在體驗者內心感受的基礎上的。

（二）用戶體驗

1.用戶體驗

對于功能性產品而言，用戶體驗是指“產品如何與外界發生聯系并發揮作用”，也就是人們如何“接觸”和“使用”產品①。用戶體驗從用戶的第一眼接觸這個產品開始就形成了，是用戶在使用產品的過程中形成的所有的感受、知覺、認知印象等。從用戶體驗的角度出發，產品不再僅是產品的視覺感受，也不再是外觀服從功能，而是要兼顧視覺和功能兩方面的因素，同時解決產品使用中所面臨的其他問題。

用戶體驗設計既可以用于對產品進行改進完善，也用于全新產品的創新設計。本文中的手持圓管拋光機的創新設計，屬于對現有產品的改進。

2.用戶體驗要素

用戶體驗要素有多種分析結果。2004年Robert Rubinoff提出了一個產品用戶體驗評價/度量模型，（網站的）用戶體驗主要由四個因素組成：品牌、可用性、功能、內容②。通過對功能性產品的分析，其用戶體驗的具體內容對應如下：

（1）品牌：包括產品中所有審美相關的項目（如外觀形態、色彩、肌理、產品語義等等），和用戶的體驗感受。

（2）可用性：產品具有良好的可用性；主要表現為：

1）產品容易被用戶理解；

2）操作易于學習；

3）減少用戶工作量，最小化用戶負擔。

工作可靠，不易出錯。

圖1 外觀結構設計草案

圖2 電機帶動拋光頭擺動示意圖

（3）功能：包括所有交流和操作界面。它提供給所有最終用戶服務具有良好的交互性，便于用戶完成特定的工作。

（4）內容：對功能產品而言，這部分對應的主要是產品的具體內部結構。

根據以上分析，功能性產品的產品用戶體驗評價/度量模型可以用品牌、可用性、功能、結構等四個方面呈現，這四個要素的綜合，使產品具有更好的用戶體驗。

（三）用戶研究

用戶研究是獲取用戶需求一個重要環節。用戶體驗要求必須要了解產品的用戶及他們的心理和行為需求。手持圓管拋光機的用戶就是完成圓管拋光工作的操作者。

不同產品的功能不同、結構不同，其設計流程也會有很大不同。手動工具類產品的功能和結構較為簡單，涉及到人的生理和解剖特性主要集中在手臂部分，其設計與用戶特性，包括心理、生理及手臂部分的解剖特點具有直接聯系。在其創新設計過程中，用戶行為和用戶任務、用戶在使用產品時形成的交互關系是主要考慮的內容，并可以此為依據，進行新產品設計。

（四）以用戶為中心的任務分析法

任務分析要以用戶為中心，考慮到用戶的生理、心理和行為等方面的特征，滿足用戶生理和心理上的需求③。對任務主要采取兩種處理方式：簡化任務結構、建立正確的人機適配關系。

在手持圓管拋光機的設計中，用戶研究主要運用的方法就是以用戶為中心的任務分析法。

二、手持圓管拋光機的用戶需求

（一）用戶行為分析

手持圓管拋光機是具有特定功能的產品，主要是用于處理一些固定的、大型的結構中的一些諸如焊接連接處的打磨拋光問題的。用戶的任務就是將處于不同空間位置的連接結構打磨拋光。作為拋光對象來說，圓管的形狀比較特殊，需要進行360°的拋光。對于固定不能移動位置的產品，例如樓梯扶手等，用戶在工作過程中，需要不斷調整身體和手的方向，甚至有時會扭曲身體，才能實現完全拋光。這些不恰當的操作姿勢，會增加操作的疲勞程度，嚴重時，還會造成疾病。

同時，在拋光對象尺寸變化時，方便的調節可以簡化用戶的操作。

（二）用戶任務分析

根據用戶行為分析，用戶任務結構的簡化處理可以采用改變任務性質的方式，即產品的使用方式的變化：既能讓操作更舒適，還能適應不同拋光對象的調節。在人機適配關系中，考慮到保持手腕順直的人機設計原則，對操作界面進行創新設計。

（三）用戶需求

進一步總結用戶需求：

1.當拋光對象處于在不同位置，能保持或大體保持用戶手腕順直，以減少因為姿勢不當帶來身體多方面的損傷。

2.當需要打磨不同的結構尺寸，需要能方便調，以適應拋光結構尺寸的變化。

三、手持圓管拋光機用戶體驗

（一）品牌

產品形態設計以“手柄+拋光頭”的T型結構為主體結構，要求外形簡潔、圓潤，形態的視覺引導效果好，色彩搭配適合工作環境，具有良好的視覺效果。

（二）可用性

手持圓管拋光機的可用性與產品功能界面和結構由密切聯系。

根據用戶需求，手持圓管拋光機的可用性主要體現在:

1.控制手柄使用：在面對不同位置的拋光對象時，可以調節手柄角度，保持手腕順直或大體順直。

2.方便調節拋光砂紙的松緊，可以拋光一定尺寸范圍內的圓管。

（三）功能

根據用戶需求和可用性要求，手持圓管拋光機的操作界面設計主要考慮下面內容：

1. 改變任務性質：是通過改變手柄與拋光頭的形態和相對位置關系，改變操作方式。

2.實現正確的人機適配：采用可以調整手柄角度的方式，以保持用戶手腕順直或大體順直，減少勞動強度。

3.方便調節打磨砂紙松緊度，以適應一定尺寸范圍的圓管拋光。

（四）結構

合理的結構設計可以提升產品可用性，改善產品功能。同時，也對產品外觀形象具有很大的影響。

1.外觀的結構

外觀的結構是指手持部分和拋光頭的結構。（圖1）

草案主要以變形的T型結構為主要形態，拋光頭為半圓形式，以適應拋光對象。整體形態比較簡潔、流暢。

2.手柄與拋光頭聯接結構

方便和簡化操作是用戶體驗中常見的、也是重要的問題。要達到這樣的效果，就需要在產品結構和操作界面上進行設計。這里面的主要問題就是手柄與拋光頭聯接轉軸結構的考慮。

聯接結構關系著兩方面內容，一是滿足人機適配的要求：在手持工具設計中，人機交互的基本原則之一，就是盡量保持用戶的手腕順直。減少一些不恰當的操作姿勢，可以盡量減小對身體的傷害，也會增加用戶體驗的效果。二是保證產品的基本運動需求：即實現拋光頭的擺動運動和施力作用。

（1）實現拋光頭運動，考慮擺動運動的實現方式

拋光頭與主手柄之間要有相對的擺動，以實現拋光任務。根據產品主要形態，相對擺動的實現，考慮了兩種方式：

1）由電機直接帶動拋光頭轉動，擺動由電路板控制電機實現。（圖2）

2）是由電機帶動機械機構做擺動動作，拋光頭裝在擺動機構上，隨之擺動。（圖3）

經過比較，最終方案選定的是電路板控制、電機直接帶動的擺動方式。（圖2）

（2）保持用戶手腕順直，則考慮設計2個手柄，調整主手柄與拋光頭角度時，增加小手柄的應用。

手柄有握持和施力兩個作用。為保持用戶手腕順直，需要調整主手柄與拋光頭的角度，但施力效果在一些角度下會受到影響。此時，需要側面小手柄輔助施力，來保證拋光效果。此外，考慮到用戶左右手不同的操作習慣，或操作中左右手的交替使用，小手柄設計在主手柄中間位置，以方便使用。小手柄不用時，可以折疊收起。（圖4）

圖3a 機構帶動拋光頭擺動示意圖：擺動機構

圖3b 機構帶動拋光頭擺動示意圖：擺動拋光頭

圖4a 手持圓管拋光機設計方案：小手柄折疊狀態

圖4b 手持圓管拋光機設計方案：小手柄打開狀態

四、手持圓管機具體結構設計

手持圓管拋光機最終設計方案。（圖4）

為了更好地適應拋光對象的圓形結構，本設計中，拋光頭采用半圓結構。打磨砂紙以履帶的形式一端固定在半圓支架上，一端設有四檔調節，可按照被拋光圓管直徑，調節拋光帶的松緊度，以可以更好地貼合圓管外壁，獲得更好的拋光效果。

電機帶動拋光頭擺動，帶動打磨砂紙與拋光物產生摩擦，因為砂紙有一定的彈性，當砂紙打磨圓形管狀產品時自然會貼附到圓弧面上進行打磨拋光。

方案中主手柄的角度可以調節。手柄的使用方式，可以根據需要分別選用。

結語

用戶體驗設計更加注重人的需求，從人與產品的聯系出發考慮設計，提高了產品使用的便利，使產品功能得到完善與擴展，也提升了用戶使用產品時的體驗感受有。

由此可見，用戶體驗體現了以人為本的設計思想，對功能產品的創新設計具有重要作用。

項目來源：北京服裝學院2016年研究生教育教學改革項目

注釋：

① [美]Jesse James Garrett . 用戶體驗要素——以用戶為中心的產品設計（原書第2版）[M]. 范曉燕，譯.北京：機械工業出版社，2011：6.

②Robert Rubinoff. How To Quantify The User Experience[EB/OL].[2004-04-21] https://www.sitepoint.com/quantify-user-experience/.

③ 羅仕鑒，朱上上. 用戶體驗與產品創新設計[M].北京：機械工業出版社，2010：89.

[1] [美] Neil Sclater Nicholas P.Chironis，編.機械設計實用機構與裝置圖冊（原書第5版）[M]. 鄒平，譯. 北京：機械工業出版社，2014.12.

The Design of Holding a Pipe Polishing Tool Based on the User Experience

YANG Jiu-rui,YANG Hong-jun,LI Ting-ting,HUANG Yu-chen
（Beijing Institute of Fashion Technology,Beijing 100029,China）

For Functional product, the factors of the user experience of elements are analyzed，And the user experience elements of hand tools are compared. On this basis, by hand-holding pipe polishing machine user experience design as an example, analyzed the specific design content, design scheme is proposed.

user research; user experience; hand tools

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TB472

A

1008-2832(2017)03-0095-03

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