基于人因工程的新型家用掃把設計

張語暄 楊旭 李東霞

【摘? 要】隨著社會的不斷進步，人們對生活環境的要求越來越高，從而促進了保潔行業的快速發展，與此同時，進入21世紀以來，設計師們越來越重視人因工程學在產品設計上的應用。?通過對現有家用掃把調查問卷的研究與分析，了解了現有家用掃把存在的一些主要問題，如： 掃把難以清理一些家庭死角，工具掃把掃把桿的長度設計不合理導致手腕疲勞以及需要經常彎腰造成身體疲勞，不易清理水和油漬以及人或寵物的易粘附毛發，掃把桿材料大多為塑料容易斷裂等。以解決這些主要問題為目標，結合人因工程學的專業知識，運用三維建模軟件SolidWorks進行了新產品的設計?；谌艘蚬こ痰男滦图矣脪甙训脑O計在滿足消費者各項需求的同時，正好符合這一發展趨勢。

【關鍵詞】家用掃把;人因工程;產品設計

1.新型家用掃把設計的背景

進入21世紀以后，設計師越來越重視人因工程在產品設計中所發揮的重要作用。產品設計是以人為中心的設計，人因工程是以人為基礎的一門學科，兩者都注重人類行為的設計與研究，將人因工程學的知識應用到產品設計中，能夠為產品設計提供堅實的理論基礎。

掃把是清潔工具中必不可少的一種，隨著保潔行業的快速發展，各類掃把的需求量與日俱增，保潔市場競爭加劇，多功能新型掃把更是備受人們的青睞，新型掃把市場的發展潛力巨大。

本論文將通過對現有家用掃把的市場調研，結合現有家用掃把所存在的問題，以人因工程學（HFE）、人機工程學、人體測量學和產品設計等學科的專業知識為基礎，設計出一款新型家用掃把（以下簡稱掃把）。該款掃把不僅能夠解決現有家用掃把所存在的問題，而且還能夠提高掃把在使用過程中的效率以及舒適度，迅速融入市場，符合保潔市場的發展趨勢。

2.家用掃把設計的思路與方法

根據對現有家用掃把的市場調查問卷的分析，主要涉及到現有家用掃把的掃把桿長度是否合理、掃把頭是否易清理水和油漬、掃把的合理價位、材質以及是否應具備多功能等問題。深入的了解現有家用掃把的使用狀況及其存在的問題。

參考現有家用掃把的類型，取長補短，擬定設計方案，該方案下的掃把具有雙面掃把頭、拖地和伸縮桿功能外，添加了掃把頭的清理裝置，并且根據人因工程學在掃把的把手上進行了改進。

根據方案具體研究掃把的結構特征，研究的結構主要有：雙面掃把頭、掃把頭固定裝置、轉換按鈕、拖布組件、兩段掃把桿、螺旋擰緊裝置、掃把頭清理裝置以及把手。

對初步設計好的掃把利用SoildWorks中的插件Simulation進行有限元分析。利用SolidWorks軟件對掃把的材料以及進行模擬與選擇，根據實際情況選取不同的材料和顏色，以最大化的滿足消費者需求。

3.設計解決的關鍵問題

使用問卷調查法，發放網絡問卷，對現有家用掃把的掃把桿長度是否合理、掃把頭是否易清理水和油漬、掃把的合理價位、材質以及是否應具備多功能等問題進行問卷調查。通過對有效數據的分析提出設計優化方案。

通過大量的數據分析，提出多種初始方案的設計。并確定最終方案，設計新型家用掃把的主要裝置有雙面掃把頭、掃把頭固定裝置、轉換按鈕、拖布組件、兩段掃把桿、螺旋擰緊裝置、掃把頭清理裝置以及把手。根據人因工程學，改善零部件設計，并進行有限元分析驗證可行性。

對確定方案進行仿真模擬，使用SoildWorks軟件設計制作出掃把重要的零部件，做出3D零件圖和3D組合圖，針對完整的模型進行分析，優化改進，再對掃把進行色彩分析，使其變得更加美觀。

4.新型掃把設計的成果及意義

采用雙面掃把頭，在不同的情況下可選用特定的掃把頭可以清理一些以往不方便清理的家庭死角，且易清理水和油漬，不易粘附毛發，拆裝方便。新型家用掃把的掃把桿是根據人體測量學設計的伸縮桿，可滿足不同消費者的需求，以減少彎腰次數，減輕使用者疲勞度;新型家用掃把是基于人因工程設計的，能夠減少手腕疲勞;新型家掃把增加了掃把頭清理裝置和拖地的功能，滿足了消費者的多功能的需求;該新型掃把具有拖布，具有拖地功能，拖把掃把二合一。

新型家用掃把的設計，不僅能解決現有家用掃把存在的問題，而且更加人性化，提高了人們在使用過程中的舒適度，更符合現在保潔市場的發展趨勢。

5.結語

產品的設計必須滿足市場的需求，根據消費者的需求來設計新型家用掃把的功能是必要之舉。通過對調查問卷的結果分析可得知，目前消費者急需一款新型家用掃把，該款新型掃把具有以下功能及特點：

人們在使用現有家用掃把掃地時經常需要彎腰，對于一些腰部有疾病的人和老人來說，掃不了幾步腰部就會產生酸痛感，所以新型家用掃把的掃把桿長度應設計合理，使人們在掃地時不需要經常彎腰;

把手是掃把與人體直接接觸的部分，涉及到人的因素，直接影響到人在使用掃把時的舒適度，所以應該運用人因工程學的知識去設計其結構特征，使得掃把把手更加人性化，提高使用舒適度并且能夠緩解手腕疲勞;

日常生活中，水和油漬是我們掃地時經常遇到的麻煩之一，不易清理，并且容易滑倒人，特別是在廚房和浴室。因此，新型家用掃把的設計應該從這個方面入手，并解決這些問題，設計出一款易清掃水和油漬的新產品;

近些年來，人們越來越喜歡在家里面養各種寵物，小貓小狗之類的，這些寵物難免會掉落一些毛發，特別是在換季的時候，此外人們偶爾也會掉落的一些毛發，這樣就導致了一個非常令人頭疼的問題，即掃地時掃把頭容易粘上毛發，并且不容易清理掉，所以新型家用掃把應該具有容易清理粘附在掃把頭上的毛發的功能;

如今人們越來越趨向于使用一些多功能的產品，一方面，這些產品的功能比其他產品多;另一方面，多功能產品使用起來方便快捷。多功能已是產品設計發展必然趨勢之一，新型家用掃把的設計也應適應這一發展趨勢，比如說設計具有拖地功能的家用掃把等;

目前，在家居保潔市場上，大多數產品都結構設計簡單、材料輕巧方便，此外，產品模塊化和可拆裝化也是產品設計發展的方向之一，做特定的工作選用特定的模塊，并且易拆裝。新型家用掃把的設計也應該采用這一設計策略。

參考文獻

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作者簡介：張語暄（1999-），男，漢族，山東濰坊人，學生，本科在讀，研究方向為工業工程

楊旭（2000-），男，漢族，湖北鄂州人，學生，本科在讀，研究方向為工業工程

李東霞（2000-），女，漢族，寧夏石嘴山人，學生，本科在讀，研究方向為工業工程

山東工商學院? ? 山東煙臺? ? 264005