手工锯设计基础研究

唐凯旋

摘要：随着我国对环境绿化的越加重视，园林绿化面积也在不断增长，这也促进了园林产业的蓬勃发展。传统的一些园林工具由于存在着一些人机工程上的缺点，导致在使用时容易对使用者造成一定的肢体伤害。而在一个好的设计过程中，除了人机工程学数据的使用，产品的色彩设计、心理学应用、材料的加工工艺也是完善产品的重要理论支持。在本次设计中笔者将着重分析人机工学理论中关于手持工具类产品中力抓握产品的数据，包括手柄的尺寸、造型，以及在使用中色彩对使用者造成的影响;其次是对产品材质上的选择、模型的结构改进等方面来设计手工锯。

关键词：人机工程学  色彩设计  设计心理学  材质选择。

一、绪论

（一）手持工具设计的研究背景

本次课题是围绕手持工具产品中的园林工具——手工锯来进行研究和设计。作为人类绿化景观养护设备的园林工具，随着生态环境建设和城市绿化建设的迅猛发展，绿地面积的大幅度上升也直接提供了更多的绿化工作岗位，也带动了园林工具产业的迅速发展。在如今大力提倡生态环境的大背景下，社会的可持续发展也在预示着园林工具行业的发展是非常有潜力的。

（二）手持工具的发展

从古至今，人类为了在自然界中生存下来，时时刻刻都在与大自然做着激烈的斗争，而在斗争的过程中人类所制造出来的物品不仅仅是一件冰冷的生活用品，在这些生活用品中包含了人类的思想。石器作为最早的人类手持工具被制造出来，它所具备的意义就是被用来从事有意识的劳动。在古文《论语·卫灵公》中有一句名言：“工欲善其事，必先利其器。”而随着历史的进步和变化，人类对工具的生产和使用也变得多样化，人们通过机械化手段来追求完美的、精致的手持工具。

现代社会的经济水平达到了一定的程度，作为消费者的我们也会对所使用的工具提出更高的要求。在这种大环境下，工具的生产和制造变得更加挑剔和苛刻，不仅要实用更要适用，还需要具备更多的审美、情感、文化以及精神的含义在其中。

二、人机工程学设计基础

（一）手持工具对人体的影响

人们通常认为用手掌的握力一把抓握的胶泥把手最为符合人手掌的形状，因此这也应该是最为合理的手柄造型。然而实际情况并非如此，手柄的形状应该和工具的使用方式相适应。

手持工具设计不仅需要符合美学特征更需要在人机工程学上符合人体的手部使用。人的双手作为身体上的重要器官，也是人身体的延伸，在日常的生活和工作中也是身体上不可缺少的工具，人的双手不仅能够做出各种复杂而且灵巧的动作，还具有非常精细的感知能力。手是由骨头、神经、肌腱、韧带和动脉组成的。正是这些复杂且精细的结构组合在了一起才能完成人类这一系列复杂又精巧的动作。

在我们现今的生活、工作中使用的工具有大部分并未达到最为优化的形态，其工具的形态与尺寸等因素与人机工程学并不一致，所以无法使得人们有效并且长时间地安全操作。如果较长时间的使用设计不良的手持工具，就容易使得人体感到不适，从而降低了生产效率，增加了心理上的不满。因此对手持工具的人机特性研究必须有适当的设计、评价、使用和选择。

1、手持工具的人机设计原则

工具在使用中需要保持手腕处于自然的顺直状态。

工具必须在比例上与使用者保持适当，才能使得工作生产发挥最大效果。

工具的设计需要减少工具对使用者手部组织产生的压力。

2、手持工具的人机因素

在对工作环境的研究中，需要考虑到人的因素、人——机——环境之间的相互作用、工作效率、安全性和舒适等问题。在需要长时间使用手持工具的工作环境中，为了避免手部肌肉的疲劳，应该充分考虑到人机关系之间的协调性：（1）手柄的部位要与人体手掌相匹配，手掌和手指的弯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机关系，例如手柄的直径和长度等因素;手柄的直径数据取决于手持工具的作业姿势和手掌的尺寸大小，而在手柄的长度尺寸上则取决于手掌的宽度尺寸。（2）保持手腕的顺直状态从而能够避免重复作业生产时产生的手部局部疲劳，可以通过对手柄的设计来达到手腕的顺直状态，同时也需要考虑到手持工具作业时的工作方向。（3）避免静态施力，手部肌肉施力依靠收缩产生，持续时间太长，容易导致供血不足。（4）手持工具的作业活动范围应在手的最佳活动范围内进行，手部的最佳活动范围不仅是指能够容易到达的工作地点，也是指人的视线能够到达的地方，而在工作过程中需要避免手臂长时间的操作而引起的疲劳，以免降低工作效率。（5）注意性别上的差异和左手为习惯用手者群体的需要和特性。（6）避免手掌部位的组织受到过大的压力。

3、手柄的造型因素

手柄的造型设计因素包括手柄的直径、长度以及接触面的形状等情况。

（1）手柄的直径：手持工具的手柄直径的大小取决于手持工具的用途和使用者手掌的尺寸。如果手柄的直径过大，容易导致手掌的握力减少，从而降低工具的灵活性和工作效率，并且会造成手指的弯曲力度加大，容易产生疲劳感。

（2）手柄的长度取决于手掌的宽度。

（3）手柄的形状上，增大抓握部位的面积以减少手部组织所受到的压力。

三、设计辅助理论分析

（一）细节设计理念

我们都听过一句话——“细节决定成败”，一个产品在细节造型上无懈可击，那么这个产品肯定不会是一个失败的产品。细节设计的完善能够使得产品提高好几个档次和品味，提高产品的使用工效，也能让使用者得到心理和生理上满足。从心理学的角度上看，人在对最低层次的生存需求得到满足以后会逐步向更高的心理需求转移，在这个转移的过程中，已经从解决有无的角度开始往优化细节、提升品质的角度发展。从人机工程学中以人为本的设计角度而言，工业产品拥有优秀的细节设计优化，更能够将设计者的设计思想和设计理念传达出来，能够为设计师和产品的使用者之间建立交流的桥梁。产品的细节和整体是相互转化的。整体是由一个个细节构成的，而细节对整体的感受起着决定性的作用。相同款式的产品，如果一款在细节上做得更加突出，一款毫无亮点，那么注重细节的设计更能够吸引消费者的目光，引起注意。

1、色彩设计

色彩学是研究色彩产生并将其在自然规律中进行应用的一门学科。色彩学的科学依据是由我们非常熟悉的科学家牛顿和开普勒奠定的，而在心理学和生物学上，这两种学科着力解决人对色彩的感受。在国际上普遍被公认的是孟赛尔色系，它对“色相、明度和纯度”三者具体数值的规范来保证色彩使用的准确性。

作为能够影响一个产品的重要细节之一，不同的色彩搭配传递给人们的含义也会不一样，产生的效应也不一样。所以在产品的外观色彩中，色彩主要作用是显得美观、好看。丰富色彩搭配的产品能够给消费者一种美的精神享受。随着社会的发展，产品的造型和色彩也发生了很大的变化，消费者能够对同一类的产品具有一定的色彩认识，能够通过不同的色彩搭配区别不同类型的产品。例如通常使用固体色或较为绚丽的色彩来体现产品的科技感;在家用产品中颜色则相对温馨，这样能够给人一种心理安慰。在工业安全用色规定中，橙色是警戒的指定颜色。在较多情况下，橙色和红色都具有警示作用，但是橙色相比红色而言少了一些强烈的意味，所以橙色的使用不仅能够在安全上起到警示作用，而且还能够降低工具使用时的视觉疲劳。

在人的感知中，色彩的表达是具有温度和情感的。通常我们了解的为红色与橙色两种亮色代表了热烈、食欲和温暖，蓝色和绿色两种颜色则相对会让人觉得比较安静、沉稳和忧郁。因此一个成熟的产品也需要符合人们对色彩识别的习惯，色彩设计也对产品的成功起到了关键作用。

2、设计心理学理论

设计心理学是应用心理学（Applied Psychology）其中的一个分支，目的是研究人对产品的心理需求和使用需求并将这些需求应用到产品的设计开发中，并且能够通过对使用者的心理情况分析来得出数据，通过数据的分析来设计出用户体验更好的产品。

设计心理学的中心与人机工程学一样，都是一门以用户为主的学科。在设计心理学中，好的设计不仅需要人机数据的辅助构成和造型、色彩、使用体验，更需要个人以及群体的习惯，甚至是意识感受等众多方面的集合体。

在心理学上有一个很重要的心理作用就是心理暗示。对于一个产品而言，使用者在初次使用中觉得体验效果不佳甚至于对自身造成了伤害，那么使用者在以后的产品选购中会下意识地避开该品牌的产品，转而选购其他的同类产品。

3、产品的材质选择

在产品的整体构成中，细节决定着成败，而材质的选择决定着产品的细节体现。不同材质的物理因素不一样，例如塑料材质和金属材质在硬度、韧性、强度上完全不一样。即使是同为金属的铝、不锈钢、铜等等都有着不同的特性。

而在工业设计中，不同的材质除了基本的功能结构需求外，也需要和不同的色彩搭配来满足审美需求和功能的划分。同样的产品，因为把手的材质不同会使得产品有着不同的视觉感受和使用体验。

四、结语

希望通过本文读者能够了解到设计制作一款产品的复杂性。手持工具产品的设计符合人机尺寸的基本要求是产品设计的基础。如果不符合则会对使用者造成生理或心理上的影响和伤害，这对产品的生产厂商和产品的行业发展会造成很多不良的影响。在符合人机尺寸数据的同时，产品设计还需要追求更高层次的心理满足。通过对产品色彩、材质上的考虑，完善产品细节结构，构建出一个合理的、能够让使用者和设计师相互沟通的产品，让产品的使用者体验到尊重，这样才能更好得开发新的产品，从而使得该行业得到良性的发展。

参考文献：

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