家庭手動五金工具套裝人性化設計研究

趙維浩 金信琴

摘要：為了解決現有家庭手動五金工具套裝內工具種類過于繁多且易丟失的問題，并且解決手動五金工具設計的不人性化因素，優化家庭手動五金工具套裝產品，對套裝及套裝內工具進行人性化設計。運用了人性化設計的理論，用戶研究的方法，以及人機工程的研究。得到家庭手動五金工具套裝的設計。通過人性化設計研究，基本解決了現有產品存在的上述問題，對家庭手動五金工具套裝進行整合，優化了套裝內工具的使用，提升了用戶體驗，最終實現了手動五金工具套裝人性化設計。

關鍵詞：家庭手動五金工具 人性化設計 用戶研究 使用姿勢 工具收納保養

中國分類號：TB472

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069 （2020）11-0116-03

引言

十八世紀工業革命之后，手動五金工具作為工業發展的一個軸心出現在人們眼前。隨著工業化的發展，手動五金工具不再僅僅是工廠的生產力工具，也慢慢進入到了家庭當中。具有明顯工業化特征的家具和日用品進入家庭，于是產生了很多適用于新興家用品的工具，如扳手、螺絲刀等。中國古代就有家用傳統的手動五金工具且發展繁榮，如傳統剪刀，錘子等，但是這些工具多用于手工藝產品的維護和制作。由于家庭工具的職能轉變，使用的頻率和范圍不斷增加，并且任何工業產品，一旦進入家庭，就必然被賦予全新的外觀和內涵，就必然有了家用設計的趨勢和家用設計的風格要求[1]。這使得家庭手工具需要更加全面的人性化設計來滿足人的需求。手工具人性化設計是主體為“工具”與客體“人”的有機結合，通過客體的需求體現在載體“工具”的身上。同時節儉和理性的消費觀使人們積累了大量的財富，從而對干篇一律的同質化設計產生了厭煩[2]。工具，通常是指由人創造并且在生產過程用來對自然物進行加工，從而制造產品的器具。從一般意義上來看，工具是人體器官的延伸和放大，手動工具是手功能的延伸和放大，主要是借助于手來擰動或施力于工具[3]。工具的使用是建立在人的基礎上，人使用工具不僅需要滿足功能，也要注重人性化的因素。

一、家庭手動五金工其套裝人性化設計因素

家庭常用手動五金工具的人性化設計因素包括造型與功能，材質與色彩，人群細分與不同用戶在各種使用環境下的姿勢等，也要考慮情感化設計。工具的造型服務于功能但是不僅限于功能，也要滿足人的情感化需求;材質與色彩息息相關，材質直接表達色彩的傾向，也體現情感的傾向。所以家庭常用手動五金工具的人性化設計的因素之間相互聯系，相輔相成，不是相互獨立的。并且，如今的垃圾回收政策的實行，使得設計師也需要考慮產品的可降解性，可再次利用性等因素，并提前體現應有的人文關懷。但現有的手工具設計存在著人群細分不充分，種類過于繁多且易丟失等問題。需要進行改進和創新。

（一）造型與功能之間的平衡

家庭常用手動五金工具的造型往往首先是滿足使用功能的，手工具設計的初衷是用于日用品的維修、保養和改造，所以滿足功能是第一位。產品要適合使用對象，而不是讓使用者去適應產品[4]但是美感也要通過造型進行有效的體現，人性化設計的定義要求根據人的行為習慣，生理狀態和心理情況優化產品的功能與造型。家用手工具的設計要保證功能與美感并存，符合使用者的行為預期和心理預期。

（二）材質與色彩的人性化

工具進入家庭就要符合家庭成員的使用，工具所使用的材料在保證一定的強度和剛度的前提之下，在與人所接觸的地方則使用親膚材質。家用五金工具分為工作部和接觸部，工作部分多采用碳鋼、高碳鋼、低碳鋼、合金鋼、工具鋼、塑料、不銹鋼、鑄鐵等合金材料，不同的材質是為了滿足不同場景的使用需求。

其與人接觸部分即接觸部，多使用如硅膠，無刺激性的橡膠，木材和塑料以及其他的合成材料，少數工具使用皮革和金屬作為接觸部。塑料的種類有PP，PVC，PP+TPR，PP+等，橡膠的種類有天然橡膠，硅橡膠，丁苯橡膠，丁腈橡膠，乙丙橡膠，聚氨酯橡膠，丁基橡膠，氟橡膠等;在使用橡膠材料時要充分考慮橡膠的硫化特性、門尼黏度、門尼燒焦、吉門試驗、可塑度、密度、電阻率、氧指數、阿克龍磨耗、垂直水平燃燒、防火阻燃等。每種材料都具有其優點和缺點。接觸部以各種形狀和款式生產。工具的接觸部經常賦以紋理以增強抓握力。接觸部的設計要充分考慮親膚性和安全性，也要顧及后續的收納與保養。

色彩上，家用五金工具在本質上屬于家庭使用的產品，其色彩的搭配和使用需依據家庭裝修的風格和整體樣式進行變化和適配，設計者更是可以通過不同的色彩搭配方案去應對不同的家庭裝修風格，但在工具色彩搭配方案的設定上需要提煉不同家庭裝修設計風格的主要元素和基礎色進行有依據的設計，使得家用五金工具更容易的融進家庭，成為一部分，而不是顯得很突兀，要使得家用五金工具成為家庭裝修的一部分。當然在設計中需要要考慮材質比本身所具有的色彩傾向，并且需要考慮不同材質的著色工藝以及著色工藝的成本，綜合進行設計。

（三）情感化設計和人機工程

情感化設計有本能、行為和反思三個設計的不同維度[5]。家用五金工具同樣遵循這樣的設計思路，工具設計的基本特征上可以看出工具本身具有的使用特征，需具備一定產品語義。就現代設計而言，設計已經不僅僅是設計，而更多的是一種心理需求，一種人文關懷。[6]工具設計時不同的造型也可能帶來給人帶來不同的感受，比如厚實且堅固的外觀給人安全感和操作成功的信心感，溫和的色彩設計給人以親膚感和舒適感，隨之帶來興奮和喜悅。不好的設計使得在沒有完成工具能達到的預定目標時，會給人帶來沮喪感，隨之帶來焦慮和不安。所以對于用戶的主觀情感要適當引導，使得“本能”上是會使用的，“行為”上是舒適成功的，“反思”后是愉快喜悅的。

家用五金工具的設計遵循人機工程學的原理，即避免靜肌施力，保持手腕順直，避免掌心組織受壓力，和避免手指重復動作等[7]，這些是設計的基本原則，設計需在以上標準之中。設計師在，設計產品過程就應考慮設計的對象、對象的行為特征以及產品使用環境等因素，以保障產品設計的合理性。[8]

人機工程分析中，對工具進行使用姿勢的統計研究，手動五金工具在工廠和家庭實際使用的情況，如圖1所示。

統計的螺絲旋具出現了三種不同的使用姿勢：

1.進行精準抓握，手指捏握并向—方向旋轉帶動工具運動。

2.進行著力抓握，手指與手掌握持工具，由手腕帶動旋轉。

3.混合抓握方式，中指至無名指與手掌配合抓握工具，其余兩根手指捏握工具，由手腕帶動旋轉。

統計的扳手類工具的使用姿勢有兩種，如圖2：

1.正手持握，即手心背向面部，手背在上把持扳手。

2.拇指頂住扳手，其余手指與手掌配合進行抓握。

二、家庭手動五金工具套裝的用戶研究

為了研究家庭手動五金工具套裝的用戶需求，使用用戶研究的方法，先通過實際調研的方式定性分析，然后用調查問卷的方式進行定量分析，綜合定性定量分析結果來得出結論。

（一）工具使用過程的實地調研現狀

1.在不同人群的使用中：根據觀察，很多兒童和女性在使用工具時沒有男性方便，而且他們在使用時，許多工具的尺寸較大且所需要的力量也不足，大多數工具設計尺寸都是按照成年男子設計的，可以發現許多手動五金工具的設計對于兒童和女性并不友好。女性主義運動為提出人性化設計、平等設計做了重要的鋪墊，如今的設計中忽略了女性這一角色。[9]

2.在觀察用戶實際使用的動作的細節中：現有的家用手動五金工具在使用過程中存在著一定的不足，例如有些可替換型螺絲旋具擁有眾多的螺絲批頭，使用時需要仔細尋找對應的批頭，此時通常需要多次比對來確定批頭的型號和大小，造成不便。眾多的螺絲批頭也使得保存出現問題，通常會丟失一兩個批頭，而且丟失的批頭經常會是使用頻率高的，使用頻率較低的批頭閑置率較高。在調研中，一些家庭的兒童出現誤服小螺絲批頭的現象，這種情況是十分危險的，很明顯，設計需要改進。

3.現有的家用五金工具箱的設計上：首先是工具種類過于繁多，閑置率高。現有工具箱的設計中可以看出，工具箱沒有按照使用的頻率進行細化，僅僅是羅列其中，也沒有分層設計。套裝內工具取出后易丟失，也沒有必要的提示放回原工具。

4.現有家用五金工具箱的維護保養上：在實地調研中，較多的家庭中有大多數的家用手動五金工具都是散亂放置的，而且保養較差，很多工具都有腐蝕的跡象，均沒有成套或者成系統的手動工具。工具箱的內部沒有除濕除潮的措施，導致工具在沒有使用的情況下就開始氧化，十分不利于工具的后續使用。有些家庭的家用五金工具的存放條件更加惡劣，工具的存放地點不一，存放環境十分復雜，使得工具的氧化程度更高。

結論：實地調研中發現了很多問題，主要是在人群細分，家用五金工具箱設計和工具的維護保養上的問題最大，故通過后續用戶角色建立和問卷來進一步深入研究這些問題。

（二）用戶訪談和用戶角色建立：

在進行完觀察統計隨后進行用戶訪談，訪談量保證適當合理。并提問了以下問題：

1.問：請問您家中的手動五金工具的數量如何，保養情況如何。

2.問：請問您家中的都是誰在使用手動工具去解決問題。

3.問：請問您在使用手動工具的時候有什么不方便的地方嗎。

4.問：您是否經常遺失您的手動工具。

5.問：您使用手動五金工具的時候操作姿勢是不是了解比較安全和正確的使用姿勢。

根據用戶回答的集中了幾個有代表性的用戶角色A，B，C

用戶A：用戶為女性，家用手動五金工具的數量較多，保養不怎么注意，工具隨意擺放不注意收納的問題，手動工具的盒裝內的工具容易丟失且有些工具的閑置率高。反映在使用中經常因為工具太多而找不到自己需要的工具，使用時也不怎么注意使用方法。

用戶B：家用手動五金工具的數量多，保養還算不錯，但是工具的種類較為單—且不能很好地滿足自己的需要。

用戶C：用戶為男性，擁有較少的工具，但是工具都是自己常用的且使用頻率較高的。使用自己常用的工具比較熟練。

結論：根據用戶畫像可以得出，用戶A角色是在用戶中普遍存在的典型形象。后續使用用戶調查問卷的方式繼續進行研究，進一步對人群進行細分，對使用過程中產品的優先級和使用頻率進行了研究和統計。

（三）用戶問卷調查

1.人群細分：家庭中使用手動五金工具的場景很多，所以家庭各成員參與使用的機會也很多，根據一份對使用人群調查問卷顯示，如圖3，在家中經常自己使用五金工具解決問題的男性占40.35%，也就是說至少有59.65%的其他成員參與了工具的使用，并且，孩子的占比很大達到了21.67%和15.79%。現有的工具設計的標準通常是按照正常成年男子的靜態尺寸和動態尺寸設計的，所以，在設計家庭常用手動五金工具的設計中，對于使用的人群的考慮是必要的，只有滿足各家庭成員，才能應對在家庭中更加復雜的場景。

2.產品的優先級和使用頻率：根據前期調研中出現的問題，用調查問卷來進一步分析，為了了解工具的閑置問題，對使用過程中產品的優先級和使用頻率進行了研究和統計。根據調研問卷的結果，得到圖4數據。

分析得出產品的優先級和使用頻率的不同，從表中可以看出，螺釘旋具與扳手的使用頻率與使用優先級的平均綜合得分最高，其次為刀剪，鉗子與錘類工具，在后續的工具箱中工具種類和排列順序提供了原則。

（四）家用五金工具的收納和保養情況

家用五金工具的工具保養的具體分析中，材質和保存環境對于工具的保養產生影響，對于工具保養的調查問卷顯示有16.67%的家庭常用手動五金工具存在較為嚴重的生銹情況，并且有75%的工具有生銹現象，可見工具保養存在問題，并且對于保存和材質的選擇也提出了要求。

工具的保養情況也影響著其工具的可維護性，在對可攜帶性提出要求的情況下，更需要注意工具的收納和保養，83.33%的人對于工具的耐用性和可維護性有很大的需求，由此可見，設計的工具耐用性和可維護性成為影響人們選擇使用工具的因素之一。有66.67%的人對于便攜性有很大的需求，工具的便攜方便人進行不同時使用場景的使用，要求設計盡可能地符合各種場景，也要求增強耐用性。

三、家庭手動五金工具套裝設計案例

（一）設計人群和設計定位

設計人群為家庭中使用家庭常用手動五金工具解決一些基本問題的人群，形態和大小偏重于女性，對于女性的使用更友好。設計的使用場景是家庭當中，對于兒童有一定的照顧，避免兒童使用到較為危險的工具。

（二）家庭手動五金工具套裝設計方案

根據前期調研的數據，以及痛點分析和種種問題問題進行整合設計。設計基本解決了出現的問題，體現了人性化理念。現有的家庭常用手動五金工具設計的問題是通過人性化設計中人機工程分析以及產品用戶研究整合得出的。設計手工具箱，并對內部工具進行設計，如圖5。

根據前期統計和研究，為了解決現有家庭手動五金工具套裝內工具工具種類過于繁多且易丟失的問題，對家庭手動五金工具套裝進行改進，優化了箱內的空間布局和取用時的設計。其中：

1.工具箱外觀設計：工具箱的外觀采用灰色鍍膜的設計，箱體手感具有親膚性，箱子的8個角分別采用了加固防磕碰的設計，使箱子更加便攜耐用。

2.工具箱的外部功能設計：為了解決工具箱內工具易丟失的問題，工具箱上設計了一排對應工具圖標的指示燈，工具箱的指示燈可以指示工具是否回到對應位置，如果使用后不歸還，對應工具的圖標指示燈將一直閃爍，時間過長會發出警告。為了提醒使用者及時歸還手動五金工具回到原位置，從而有效避免了丟失的現象。

3.工具箱的內部功能設計：首先，工具箱的內部采用吸收水蒸氣的海綿設計，可以減少工具箱內部的水蒸氣含量，并使用電動除濕器，使得內部的工具不容易氧化生銹。工具的擺放按照使用的頻率進行放置。離用戶最近的為使用頻率最高的工具。解決種類繁多的工具的閑置率過高的問題。幫用戶進行篩選最重要的工具，體現了人性化設計。

4.工具箱色彩和材質設計：工具箱在色彩和材質的選用上遵循人性化的理念，用灰色箱體搭配家中不同的裝修風格，用較小的體積體現出友好感和關懷，讓家庭中相對弱勢群體在使用時更加方便易用。不再受傳統工具的困擾。

5.工具箱的內部工具設計：螺絲刀的螺絲批頭在工具上，螺絲批頭在通過導軌滑動移動到工作位置。螺絲批頭并不與螺絲刀本體分離，從而解決了散落的螺絲批頭丟失的現象，以及兒童誤服的現象。按照批頭使用頻率，集合到螺絲刀上。錘子和鉗子的為可伸縮式把手，適合不同的人群使用，照顧到女性力量較弱的問題，刀具的設計上其刀頂蓋需受力頂壓旋轉方可拔出，兒童在使用工具時沒有一定的技巧不能將刀頂蓋拔出，限制兒童的隨意使用。在扳手的設計，因為套扳手和活扳手的姿勢相同，將兩種工具進行整合為一種，提高工具的集成化。

6.工具箱的情感化設計：家庭手動五金工具套裝采用灰白色的配色，給人以干凈清新的感覺，并且，內部工具橙色與金屬灰的配色體現了工具操作安全感和成功感。厚實堅固的外觀，滿足人們對于工具安全可靠的情感要求。

結論

如今，家庭常用手動五金工具的種類和數量慢慢增長，但是僅僅關注了工具功能性的創新。功能性的創新固然重要，但是工具的人性化設計也需要同步跟進，工具是為了人服務的，許多醫療工具的設計就考慮到了人性化設計的因素，既極大滿足功能，又充分考慮人性化，這是十分重要的，同樣，家庭常用手動五金工具的設計也需要充分思考，家庭中成員的使用工具時并不專業，很多一些不滿足要求的工具給用戶帶來了很差的用戶體驗。綜上，家庭常用手動五金工具的設計在滿足功能需求的同時也要去滿足人性化的要求，切身為用戶在使用場景中的細節去考慮，從細節中挖掘用戶使用時的不同情況，達到最優的人性化設計和最佳的用戶體驗。

參考文獻

[1]李輝.家用電動工具的設計研究[D].江南大學，2007

[2]李明，張瑩.AGV運載車的人性化設計研究[J].設計，2017 （17）：104-105

[3]許慧珍，陳俊傳統手工具的創新與升級設計研究[J].產業與科技論壇，2019，18 （04）：71-72

[4]陳國強.產品設計程序與方法[M].北京：機械工業出版社，2011

[5] Donald A. Norman情感化設計[M].北京：電子工業出版社出版，2005

[6]劉曉穎，岳涵，胡馨予.論燈具中的人性化設計[J].設計，2017 （21）：100-101

[7]丁玉蘭.人機工程學[M] 北京：北京理工大學出版社，2005

[8]高健權，方新國.手持醫療產品的人性化設計研究[J].設計，2019，32 （03）：14-16

[9]盂東生，王靜靜，賀城.女性視角下城市綜合公園景觀人性設計研究[J].設計，2016 （13）：26-27