家庭手动五金工具套装人性化设计研究

赵维浩 金信琴

摘要：为了解决现有家庭手动五金工具套装内工具种类过于繁多且易丢失的问题，并且解决手动五金工具设计的不人性化因素，优化家庭手动五金工具套装产品，对套装及套装内工具进行人性化设计。运用了人性化设计的理论，用户研究的方法，以及人机工程的研究。得到家庭手动五金工具套装的设计。通过人性化设计研究，基本解决了现有产品存在的上述问题，对家庭手动五金工具套装进行整合，优化了套装内工具的使用，提升了用户体验，最终实现了手动五金工具套装人性化设计。

关键词：家庭手动五金工具 人性化设计 用户研究 使用姿势 工具收纳保养

中国分类号：TB472

文献标识码：A

文章编号：1003-0069 （2020）11-0116-03

引言

十八世纪工业革命之后，手动五金工具作为工业发展的一个轴心出现在人们眼前。随着工业化的发展，手动五金工具不再仅仅是工厂的生产力工具，也慢慢进入到了家庭当中。具有明显工业化特征的家具和日用品进入家庭，于是产生了很多适用于新兴家用品的工具，如扳手、螺丝刀等。中国古代就有家用传统的手动五金工具且发展繁荣，如传统剪刀，锤子等，但是这些工具多用于手工艺产品的维护和制作。由于家庭工具的职能转变，使用的频率和范围不断增加，并且任何工业产品，一旦进入家庭，就必然被赋予全新的外观和内涵，就必然有了家用设计的趋势和家用设计的风格要求[1]。这使得家庭手工具需要更加全面的人性化设计来满足人的需求。手工具人性化设计是主体为“工具”与客体“人”的有机结合，通过客体的需求体现在载体“工具”的身上。同时节俭和理性的消费观使人们积累了大量的财富，从而对干篇一律的同质化设计产生了厌烦[2]。工具，通常是指由人创造并且在生产过程用来对自然物进行加工，从而制造产品的器具。从一般意义上来看，工具是人体器官的延伸和放大，手动工具是手功能的延伸和放大，主要是借助于手来拧动或施力于工具[3]。工具的使用是建立在人的基础上，人使用工具不仅需要满足功能，也要注重人性化的因素。

一、家庭手动五金工其套装人性化设计因素

家庭常用手动五金工具的人性化设计因素包括造型与功能，材质与色彩，人群细分与不同用户在各种使用环境下的姿势等，也要考虑情感化设计。工具的造型服务于功能但是不仅限于功能，也要满足人的情感化需求;材质与色彩息息相关，材质直接表达色彩的倾向，也体现情感的倾向。所以家庭常用手动五金工具的人性化设计的因素之间相互联系，相辅相成，不是相互独立的。并且，如今的垃圾回收政策的实行，使得设计师也需要考虑产品的可降解性，可再次利用性等因素，并提前体现应有的人文关怀。但现有的手工具设计存在着人群细分不充分，种类过于繁多且易丢失等问题。需要进行改进和创新。

（一）造型与功能之间的平衡

家庭常用手动五金工具的造型往往首先是满足使用功能的，手工具设计的初衷是用于日用品的维修、保养和改造，所以满足功能是第一位。产品要适合使用对象，而不是让使用者去适应产品[4]但是美感也要通过造型进行有效的体现，人性化设计的定义要求根据人的行为习惯，生理状态和心理情况优化产品的功能与造型。家用手工具的设计要保证功能与美感并存，符合使用者的行为预期和心理预期。

（二）材质与色彩的人性化

工具进入家庭就要符合家庭成员的使用，工具所使用的材料在保证一定的强度和刚度的前提之下，在与人所接触的地方则使用亲肤材质。家用五金工具分为工作部和接触部，工作部分多采用碳钢、高碳钢、低碳钢、合金钢、工具钢、塑料、不锈钢、铸铁等合金材料，不同的材质是为了满足不同场景的使用需求。

其与人接触部分即接触部，多使用如硅胶，无刺激性的橡胶，木材和塑料以及其他的合成材料，少数工具使用皮革和金属作为接触部。塑料的种类有PP，PVC，PP+TPR，PP+等，橡胶的种类有天然橡胶，硅橡胶，丁苯橡胶，丁腈橡胶，乙丙橡胶，聚氨酯橡胶，丁基橡胶，氟橡胶等;在使用橡胶材料时要充分考虑橡胶的硫化特性、门尼黏度、门尼烧焦、吉门试验、可塑度、密度、电阻率、氧指数、阿克龍磨耗、垂直水平燃烧、防火阻燃等。每种材料都具有其优点和缺点。接触部以各种形状和款式生产。工具的接触部经常赋以纹理以增强抓握力。接触部的设计要充分考虑亲肤性和安全性，也要顾及后续的收纳与保养。

色彩上，家用五金工具在本质上属于家庭使用的产品，其色彩的搭配和使用需依据家庭装修的风格和整体样式进行变化和适配，设计者更是可以通过不同的色彩搭配方案去应对不同的家庭装修风格，但在工具色彩搭配方案的设定上需要提炼不同家庭装修设计风格的主要元素和基础色进行有依据的设计，使得家用五金工具更容易的融进家庭，成为一部分，而不是显得很突兀，要使得家用五金工具成为家庭装修的一部分。当然在设计中需要要考虑材质比本身所具有的色彩倾向，并且需要考虑不同材质的着色工艺以及着色工艺的成本，综合进行设计。

（三）情感化设计和人机工程

情感化设计有本能、行为和反思三个设计的不同维度[5]。家用五金工具同样遵循这样的设计思路，工具设计的基本特征上可以看出工具本身具有的使用特征，需具备一定产品语义。就现代设计而言，设计已经不仅仅是设计，而更多的是一种心理需求，一种人文关怀。[6]工具设计时不同的造型也可能带来给人带来不同的感受，比如厚实且坚固的外观给人安全感和操作成功的信心感，温和的色彩设计给人以亲肤感和舒适感，随之带来兴奋和喜悦。不好的设计使得在没有完成工具能达到的预定目标时，会给人带来沮丧感，随之带来焦虑和不安。所以对于用户的主观情感要适当引导，使得“本能”上是会使用的，“行为”上是舒适成功的，“反思”后是愉快喜悦的。

家用五金工具的设计遵循人机工程学的原理，即避免静肌施力，保持手腕顺直，避免掌心组织受压力，和避免手指重复动作等[7]，这些是设计的基本原则，设计需在以上标准之中。设计师在，设计产品过程就应考虑设计的对象、对象的行为特征以及产品使用环境等因素，以保障产品设计的合理性。[8]

人机工程分析中，对工具进行使用姿势的统计研究，手动五金工具在工厂和家庭实际使用的情况，如图1所示。

统计的螺丝旋具出现了三种不同的使用姿势：

1.进行精准抓握，手指捏握并向—方向旋转带动工具运动。

2.进行着力抓握，手指与手掌握持工具，由手腕带动旋转。

3.混合抓握方式，中指至无名指与手掌配合抓握工具，其余两根手指捏握工具，由手腕带动旋转。

统计的扳手类工具的使用姿势有两种，如图2：

1.正手持握，即手心背向面部，手背在上把持扳手。

2.拇指顶住扳手，其余手指与手掌配合进行抓握。

二、家庭手动五金工具套装的用户研究

为了研究家庭手动五金工具套装的用户需求，使用用户研究的方法，先通过实际调研的方式定性分析，然后用调查问卷的方式进行定量分析，综合定性定量分析结果来得出结论。

（一）工具使用过程的实地调研现状

1.在不同人群的使用中：根据观察，很多儿童和女性在使用工具时没有男性方便，而且他们在使用时，许多工具的尺寸较大且所需要的力量也不足，大多数工具设计尺寸都是按照成年男子设计的，可以发现许多手动五金工具的设计对于儿童和女性并不友好。女性主义运动为提出人性化设计、平等设计做了重要的铺垫，如今的设计中忽略了女性这一角色。[9]

2.在观察用户实际使用的动作的细节中：现有的家用手动五金工具在使用过程中存在着一定的不足，例如有些可替换型螺丝旋具拥有众多的螺丝批头，使用时需要仔细寻找对应的批头，此时通常需要多次比对来确定批头的型号和大小，造成不便。众多的螺丝批头也使得保存出现问题，通常会丢失一两个批头，而且丢失的批头经常会是使用频率高的，使用频率较低的批头闲置率较高。在调研中，一些家庭的儿童出现误服小螺丝批头的现象，这种情况是十分危险的，很明显，设计需要改进。

3.现有的家用五金工具箱的设计上：首先是工具种类过于繁多，闲置率高。现有工具箱的设计中可以看出，工具箱没有按照使用的频率进行细化，仅仅是罗列其中，也没有分层设计。套装内工具取出后易丢失，也没有必要的提示放回原工具。

4.现有家用五金工具箱的维护保养上：在实地调研中，较多的家庭中有大多数的家用手动五金工具都是散乱放置的，而且保养较差，很多工具都有腐蚀的迹象，均没有成套或者成系统的手动工具。工具箱的内部没有除湿除潮的措施，导致工具在没有使用的情况下就开始氧化，十分不利于工具的后续使用。有些家庭的家用五金工具的存放条件更加恶劣，工具的存放地点不一，存放环境十分复杂，使得工具的氧化程度更高。

结论：实地调研中发现了很多问题，主要是在人群细分，家用五金工具箱设计和工具的维护保养上的问题最大，故通过后续用户角色建立和问卷来进一步深入研究这些问题。

（二）用户访谈和用户角色建立：

在进行完观察统计随后进行用户访谈，访谈量保证适当合理。并提问了以下问题：

1.问：请问您家中的手动五金工具的数量如何，保养情况如何。

2.问：请问您家中的都是谁在使用手动工具去解决问题。

3.問：请问您在使用手动工具的时候有什么不方便的地方吗。

4.问：您是否经常遗失您的手动工具。

5.问：您使用手动五金工具的时候操作姿势是不是了解比较安全和正确的使用姿势。

根据用户回答的集中了几个有代表性的用户角色A，B，C

用户A：用户为女性，家用手动五金工具的数量较多，保养不怎么注意，工具随意摆放不注意收纳的问题，手动工具的盒装内的工具容易丢失且有些工具的闲置率高。反映在使用中经常因为工具太多而找不到自己需要的工具，使用时也不怎么注意使用方法。

用户B：家用手动五金工具的数量多，保养还算不错，但是工具的种类较为单—且不能很好地满足自己的需要。

用户C：用户为男性，拥有较少的工具，但是工具都是自己常用的且使用频率较高的。使用自己常用的工具比较熟练。

结论：根据用户画像可以得出，用户A角色是在用户中普遍存在的典型形象。后续使用用户调查问卷的方式继续进行研究，进一步对人群进行细分，对使用过程中产品的优先级和使用频率进行了研究和统计。

（三）用户问卷调查

1.人群细分：家庭中使用手动五金工具的场景很多，所以家庭各成员参与使用的机会也很多，根据一份对使用人群调查问卷显示，如图3，在家中经常自己使用五金工具解决问题的男性占40.35%，也就是说至少有59.65%的其他成员参与了工具的使用，并且，孩子的占比很大达到了21.67%和15.79%。现有的工具设计的标准通常是按照正常成年男子的静态尺寸和动态尺寸设计的，所以，在设计家庭常用手动五金工具的设计中，对于使用的人群的考虑是必要的，只有满足各家庭成员，才能应对在家庭中更加复杂的场景。

2.产品的优先级和使用频率：根据前期调研中出现的问题，用调查问卷来进一步分析，为了了解工具的闲置问题，对使用过程中产品的优先级和使用频率进行了研究和统计。根据调研问卷的结果，得到图4数据。

分析得出产品的优先级和使用频率的不同，从表中可以看出，螺钉旋具与扳手的使用频率与使用优先级的平均综合得分最高，其次为刀剪，钳子与锤类工具，在后续的工具箱中工具种类和排列顺序提供了原则。

（四）家用五金工具的收纳和保养情况

家用五金工具的工具保养的具体分析中，材质和保存环境对于工具的保养产生影响，对于工具保养的调查问卷显示有16.67%的家庭常用手动五金工具存在较为严重的生锈情况，并且有75%的工具有生锈现象，可见工具保养存在问题，并且对于保存和材质的选择也提出了要求。

工具的保养情况也影响着其工具的可维护性，在对可携带性提出要求的情况下，更需要注意工具的收纳和保养，83.33%的人对于工具的耐用性和可维护性有很大的需求，由此可见，设计的工具耐用性和可维护性成为影响人们选择使用工具的因素之一。有66.67%的人对于便携性有很大的需求，工具的便携方便人进行不同时使用场景的使用，要求设计尽可能地符合各种场景，也要求增强耐用性。

三、家庭手动五金工具套装设计案例

（一）设计人群和设计定位

设计人群为家庭中使用家庭常用手动五金工具解决一些基本问题的人群，形态和大小偏重于女性，对于女性的使用更友好。设计的使用场景是家庭当中，对于儿童有一定的照顾，避免儿童使用到较为危险的工具。

（二）家庭手动五金工具套装设计方案

根据前期调研的数据，以及痛点分析和种种问题问题进行整合设计。设计基本解决了出现的问题，体现了人性化理念。现有的家庭常用手动五金工具设计的问题是通过人性化设计中人机工程分析以及产品用户研究整合得出的。设计手工具箱，并对内部工具进行设计，如图5。

根据前期统计和研究，为了解决现有家庭手动五金工具套装内工具工具种类过于繁多且易丢失的问题，对家庭手动五金工具套装进行改进，优化了箱内的空间布局和取用时的设计。其中：

1.工具箱外观设计：工具箱的外观采用灰色镀膜的设计，箱体手感具有亲肤性，箱子的8个角分别采用了加固防磕碰的设计，使箱子更加便携耐用。

2.工具箱的外部功能设计：为了解决工具箱内工具易丢失的问题，工具箱上设计了一排对应工具图标的指示灯，工具箱的指示灯可以指示工具是否回到对应位置，如果使用后不归还，对应工具的图标指示灯将一直闪烁，时间过长会发出警告。为了提醒使用者及时归还手动五金工具回到原位置，从而有效避免了丢失的现象。

3.工具箱的内部功能设计：首先，工具箱的内部采用吸收水蒸气的海绵设计，可以减少工具箱内部的水蒸气含量，并使用电动除湿器，使得内部的工具不容易氧化生锈。工具的摆放按照使用的频率进行放置。离用户最近的为使用频率最高的工具。解决种类繁多的工具的闲置率过高的问题。帮用户进行筛选最重要的工具，体现了人性化设计。

4.工具箱色彩和材质设计：工具箱在色彩和材质的选用上遵循人性化的理念，用灰色箱体搭配家中不同的装修风格，用较小的体积体现出友好感和关怀，让家庭中相对弱势群体在使用时更加方便易用。不再受传统工具的困扰。

5.工具箱的内部工具设计：螺丝刀的螺丝批头在工具上，螺丝批头在通过导轨滑动移动到工作位置。螺丝批头并不与螺丝刀本体分离，从而解决了散落的螺丝批头丢失的现象，以及儿童误服的现象。按照批头使用频率，集合到螺丝刀上。锤子和钳子的为可伸缩式把手，适合不同的人群使用，照顾到女性力量较弱的问题，刀具的设计上其刀顶盖需受力顶压旋转方可拔出，兒童在使用工具时没有一定的技巧不能将刀顶盖拔出，限制儿童的随意使用。在扳手的设计，因为套扳手和活扳手的姿势相同，将两种工具进行整合为一种，提高工具的集成化。

6.工具箱的情感化设计：家庭手动五金工具套装采用灰白色的配色，给人以干净清新的感觉，并且，内部工具橙色与金属灰的配色体现了工具操作安全感和成功感。厚实坚固的外观，满足人们对于工具安全可靠的情感要求。

结论

如今，家庭常用手动五金工具的种类和数量慢慢增长，但是仅仅关注了工具功能性的创新。功能性的创新固然重要，但是工具的人性化设计也需要同步跟进，工具是为了人服务的，许多医疗工具的设计就考虑到了人性化设计的因素，既极大满足功能，又充分考虑人性化，这是十分重要的，同样，家庭常用手动五金工具的设计也需要充分思考，家庭中成员的使用工具时并不专业，很多一些不满足要求的工具给用户带来了很差的用户体验。综上，家庭常用手动五金工具的设计在满足功能需求的同时也要去满足人性化的要求，切身为用户在使用场景中的细节去考虑，从细节中挖掘用户使用时的不同情况，达到最优的人性化设计和最佳的用户体验。

参考文献

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