基于人机工程学的超市购物车设计研究

西南交通大学 李兰静 邓静

购物是我们生活的一部分，越来越多的人还养成了定期购物的习惯，他们享受购物带来的愉快体验，购物车设计的好坏直接关系着用户的购物体验[1]。通过设计调研发现，现有的购物车大都造型类似，功能相对单一，无法给用户提供良好的购物体验，让用户在购物时存在不满情绪[2]。文章通过分析购物车的设计现状，力图通过设计优化和改良创新，从而设计出更加满足用户需求的购物车[1]。将购物车和用户的人机关系作为研究重心，结合人机工程学的相关知识和数据，利用人体数据以及人体的比例和尺寸，从而设计更加符合消费使用需求的购物车。

1 人机工程学概述

人机工程学在20世纪60、70年代有了相当显著的发展，对设计的发展起到巨大的促进作用。人机工程学的关键在于解决人与机器之间的关系，人机工程学的服务对象已经不仅仅是一件简单的手工艺产品，而是与大批量生产的工业化产品紧密相连。因此，工业革命前依赖于设计师经验积累的方式已经过时，取而代之的是需要适应现代化工业的科学设计方法，可以说人机工程学就是在工业化的推进下孕育而生的。人机工程学的核心价值在于它是以科学的角度为设计中的“人—机—环境”的匹配提供理论依据，设计师可利用人机工程学的相关理论知识和人体测量数据设计出更能满足用户需求的产品，让设计中的“以人为本”在科学实用中得以体现[3]。

2 超市购物车的现状与问题

2.1 超市购物车的现状

近年来国民的物质生产水平日渐升高，消费者对购物车的要求也日益明显，市场为了满足消费者的需求，进而产生了许多具有特别功能，造型新颖的购物车。为了对购物车的现状进行较为全面的了解，文章首先通过网络平台，收集关于购物车的信息，了解国内外购物车的类型，并对购物车有基本的了解，线上初步完成了对购物车的调研工作。走访成都各大超市（沃尔玛、好又多、永辉、家乐福、步步高超市）分析了各类购物车的造型特点、功能特色、色彩搭配、结构和材质，并进行了记录。最后将收集到的资料进行整理、分析并归纳总结。

现有的超市购物车主要有普通购物车、人字购物车、美式购物车、塑料购物车、日式购物车、六轮爬坡购物车、智能购物车、残疾人购物车等八种。普通购物车的整体材质是塑料，设计灵巧，用户使用起来就相对轻巧，但缺点是普通购物车不适合存放那些比较重和比较大的商品，适合存放一些重量较轻，数量少的商品。现有的超市购物车种类如图1所示。

图1 现有的各类超市购物车

2.2 超市购物车存在的问题

超市购物车的市场需求随着我国超市的不断崛起，需求量越来越大，但是通过对现超市购物车的设计现状进行分析，发现购物车在设计上还有所欠缺，现有的购物车存在的问题有以下几方面：（1）购物车的造型缺乏创新。现有购物车的造型比较传统，大多数购物车都是手推车的造型；（2）购物车比较笨重，不够灵活，操纵性差。这是因为处塑料购物车以外，其余购物车车身都使用钢筋材料；（3）弯曲钢筋制成的购物篮，容易掉落小物品；（4）现有的购物车功能单一。虽然已经有出现一些针对特殊人群的购物车，但普及面相对窄，应该增加能够推广的更多功能。

3 基于人机工程学的用户行为分析

人机工程学是研究系统中的人和其他组成部分的关系，核心是“以人为本”，研究人的行为特点和心理特征是人机工程学中必不可少的环节。将用户的购物过程分成三个步骤，分别为购物进行前、购物过程中和购物结束后。然后对购物过程的用户行为和心理进行了分析，充分了解用户在不同购物阶段的行为特点，发现用户从进入超市到购物完成的过程中，还存在着许多的痛点。

3.1 用户购物进行前

用户进入超市有两种情况，一种是有目的，有需要购买的商品；另一种是无目的，就想进入超市逛逛，可能有需要购买的商品。当用户带着购物目的进入超市的时候，会马上寻找购物车集中放置点，然后尽快去目标商品的位置。当用户没有购物目的进入超市时，一开始可能不想购物，但是看到合适的商品想要购物时，这个时候需要就近找到购物车的位置，但由于超市购物车比较大，会有工作人员清理，所以如果周围没有空的购物车，用户会选择重新回到起点拿购物车。因此用户在购物进行前的主要痛点是用户不容易在购物过程中临时找到购物车，需要返回超市入口，针对用户在购物前的痛点，可以在超市增加购物车堆放点或者设计出可以在超市使用的自用购物车，方便用户。

3.2 用户购物过程中

用户进入超市，开始进行购物的时候，由于购物车的设计比较笨重，用户移动起来不够轻便，长时间使用容易使用户疲劳。然后用户在选购了想要的物品，准备放入购物车的时候，会发现购物篮没有分区，这样就给用户的摆放带来了困难，用户需要花费一定的时间安排购物摆放布局。由于购物篮没有隔间，顾客在放置商品的时候，需要把不同的商品放在同一个地方，很多情况下会把蔬菜、水果、肉类等新鲜食品和一般食品放在一起，存在交叉污染的可能性，带给用户不好的体验。因此用户在购物过程中的主要痛点是：（1）购物车设计笨重，用户使用起来不够方便；（2）购物篮没有分区，不够卫生。针对用户购物过程中的痛点，需要将购物车的车篮进行改良，增加分区设计，并充分考虑购物车的造型结构，方便用户的使用。

3.3 用户购物结束后

用户在完成购物后，需要排队等候结账，如果人流量大，收银员的出错率也会升高，导致效率低下。特别是遇到节假日期间，用户浪费在排队等待结账的时间就会变得更长，还会出现排长队现象，这样就会导致用户排队等候时间较长且无聊，这样容易使购物人群焦躁不安，弱化了他们的购物体验。用户结账完成，有些超市可以支持用户用购物车把商品送到超市门口，有些超市则不可以，大量的商品对没有私家车的用户来说，运输货物也是一件痛苦的事情。因此用户在购物结束后的主要痛点是用户运输商品困难，在设计时可以增加便于运输的功能。

4 基于人机工程学的超市购物车设计分析

4.1 购物车尺寸分析

根据人机工程学中关于人体站姿的生理特征可知，购物车的尺寸设计应该要符合人的手脚尺寸，能够保证用户在使用的过程中，手腕保持自然弯曲的状态，腿部活动便捷，用户可以轻松控制购物车的方向。

4.1.1 购物车高度分析

基于人机工程学中人的施力和运动输出特性可知，用户在使用购物车时的操纵力是推力大于拉力，因此推式的购物车比拉式的购物车使用起来更加轻松。购物车的高度需求与用户的实际身高有关，不同身高的用户对购物车的高度有着不一样的需求，但现有的购物车都是不可调节高度的。需合理设计购物车的高度，让购物车可以为手脚或者身体提供依托，减轻用户使用过程的疲劳感。一般来说，手部功能范围为650 mm—801 mm，这是手的自然高度。用户在使用购物车时，需要手部发力，这样才可以使购物车移动。现有的购物车的手柄高度约为900 mm—1045 mm，这个数值的大小还与购物车的容量和高度有关，根据人机工程学的相关知识，手柄高度在900 mm—1045 mm之间是一个合理的尺寸范围。

4.1.2 购物车车把手分析

购物车的把手是人直接受力的部件，根据人的施力与运动输出特性，用户在使用过程中的角度对购物车受力有着重要影响，用户在购物的时候，握住车把的前臂与身体呈70°左右的时候，用户推动购物车最轻松。因此购物车把手的设计主要考虑是把手的角度问题。因为把手的角度设计会影响到用户使用的手部舒适度。并且用户在使用的过程中如果出现手腕弯曲，手掌和脚也是弯曲的时候，握力就会减弱，导致手腕关节疼痛，长时间使用可能会引起腱鞘[5]。

4.1.3 购物车大小分析

基于人机工程学的知识，购物车的大小应该与人的活动范围和四肢的活动范围相适应。购物车的车架指的是购物车底部用来安装轮子和用于支撑购物篮的结构部件，车架的大小对购物车的整体大小有着很重要的影响。人的身高和行走的步伐大小都会影响到车架的大小，因此在设计时，应该保证车架与用户之间有一定的活动空间，确保用户的购物行为不被影响，根据人机工程学知识，最舒适的人行走空间约为300 mm。因此，框架之间的宽度应大于300 mm。分析表明，现有框架的宽度与购物车篮的宽度一致，范围约为450 mm—600 mm，这是一个合理的尺寸[6]。

4.2 购物车材料分析

不同材料所体现出来的质感，会带给用户不同的心理感受，设计者需合理选择材料以满足用户的安全需求心理。现有的市场上的购物车，其主体支撑结构车架一般是不锈钢材质，因为不锈钢不容易被腐蚀、而且成型性较好、相容性也比较好，其刚性和抗压强度都比较好。而由于采用了不锈钢材料的特殊工艺，使不锈钢具有接近镜面的亮度，反射效果好，给人冷而坚固的感觉，这能够很好地满足用户的安全需求心理。并且当今社会对绿色设计十分关注，这就要求购物车材料尽量使用绿色材料，需要选用可以循环使用的材料，选用不会对环境造成污染的材料。同时，为了表明设计是以人为本，还可以用橡胶，棉布等柔软材料包裹手柄，使车把更加柔软，从而让购物者感受到温暖、舒适的感觉，满足了人们情感上的需求。

4.3 购物车色彩分析

不同的颜色可以给人们带来不同的视觉和心理感受，人们对色彩的感性认识使色彩具有特殊的意义。色彩可以表达一种情感，色彩赋予产品独特的吸引力，使得颜色在产品设计中有着非常重要位置。例如，像红色这样强烈明亮的颜色可以刺激用户的视觉感受，使顾客变得不耐烦、焦虑。但是颜色也不是越单调越好，太单调的色彩会容易让用户产生视觉疲劳。因此，在选择购物车颜色时，不仅要考虑到不同颜色对顾客的心理影响，还要结合整个商场和超市的主色调考虑购物车整体的色彩搭配。

5 基于人机工程学的超市购物车设计实践

5.1 基于人机工程学的用户使用设计

通过市场调研，了解到目前市场上的购物车种类和优缺点以及用户在购物期间的痛点。为此，文章对购物车的结构和功能进行改良和优化，并在整体风格上对购物车进行创新设计，完成了滑板购物车的设计方案，意图为用户创造更好的购物体验。用户在购物进行前，可以将滑板购物车当成普通的代步车使用，方便出行，当到达了超市之后，用户将滑板购物车的踏板折叠起来，当成购物车在超市使用，这样解决了用户在购物途中找购物车的痛点。用户购物过程中，可以将商品分别放置在上下两个的购物篮中，两个不同大小的购物篮设计，解决了购物篮没有分区的痛点，并且购物篮采用塑料材质，避免使用弯曲的钢筋条，这样的设计既可以减轻整体购物车的重量，另外还避免掉落小物品。用户购物结束后可以将滑板购物车的踏板放下来，这样便能作为代步车使用，方便商品的运输，解决用户运输商品困难的痛点。购物车设计效果如图2所示。

图2 购物车最终效果图

5.2 基于人机工程学的超市购物车尺寸设计

购物车高度设计：根据人机工程学的相关分析知识，购物车的高度需求与用户的实际身高有关，不同身高的用户对购物车的高度有着不一样的需求，因此将购物车的高度设计成可调节的，调节的范围设计在900 mm—1045 mm之间。

购物车的车把手设计：购物车的车把手外包裹一些柔软材质，用户使用的时候会更加的舒适，避免手腕关节疼痛。并且使用的时候，采用的是双手适当张开，握住车把，而不是直接手腕弯曲，降低手部腱鞘风险。

购物车的大小设计：根据设计方案，购物车的大小主要取决于滑板购物车底座的宽度和滑板车的长度，根据人机工程学的相关分析，购物车的底座宽度大小应为500 mm。

5.3 基于人机工程学的超市购物车材料设计

扶手的外套：扶手的外套需要防滑吸汗防震，且材质要求柔软。因为氯乙烯热塑性弹性体具有良好的耐候性，不容易老化，耐臭氧及耐化学药品性，且价格低廉。所以确定扶手外套的材质是聚氯乙烯热塑性弹性体。

购物滑板车支架材质：因为支架起着整个购物篮的支持作用，所以在抗压性上要求比较高，而镀铬铝合金密度轻，有足够高的强度，塑性及耐腐蚀性也很好，确定支架的材料是铝合金。

购物篮的材质：聚乙烯质地坚硬，耐磨性与机械强度较高，且有半透明的性质，是十分适合购物篮筐的材料。

踏板材质：滑板的踏板需要承受整个人体的重量，所以滑板踏板的材料需要具有一定的抗压性，所以确定使用机械强度较高，轻便，表面硬度大，光滑的ABS塑料来制作板材的材料。

底座材质：因为硬质聚乙烯塑料机械强度很高，经久耐用，且价格较为便宜，所以决定使用聚氯乙烯塑料为底座的材质。

5.4 基于人机工程学的超市购物车色彩设计

配色方面，蓝色的购物篮会带给人一种极强的科技感，具有未来的感觉，它表达了年轻人对未来和科技的向往。购物车的车把手、踏板、支架都采用黑色，因为黑色比较耐脏，同时黑色比较百搭，和蓝色的购物篮搭配起来，给人安静的感觉，也比较符合大多数超市简约的装修风格。

6 结语

文章首先通过调研分析，挖掘用户痛点，基于人机工程学去分析购物车的尺寸、色彩、材质，发现现有的购物车存在着整体外观过于传统和单调，不具有吸引力，购物篮没有分区，购物车笨重，购物车把手设计不符合人机工程学等相关问题。针对这些问题，进行了创新设计，设计出一款将滑板车和购物车结合起来的设计。用户在购买商品的时候，用户可以把购物车的踏板进行折叠，变成购物车，不用停车锁车，方便快捷，并且代步购物车的高度可以根据用户需求进行设置。购物完成后，将踏板放下，当成普通代步车使用，方便商品的运输，滑板购物车的设计让用户拥有更好的购物体验，增加了用户购物乐趣。