浅析电动牙刷的人机工程学设计

于鑫鑫 张春菊 宋娜

牙齿的健康直接关乎到人身体的健康状态。很多人不知道如何去正确的刷牙，刷牙的方式都存在或多或少的问题。刷牙是我们每天都必须要做的一件事情，如果长期不刷牙或者刷牙方法不对，牙齿会产生牙菌斑、牙结石、蛀牙等一系列问题。刷牙的工具是牙刷，普通牙刷的设计现状已经满足不了现代人的需求，追求人性化设计成为当今社会的发展趋势，而电动牙刷的问世，从工作原理到安全问题都引起了巨大的争议。

据调查，60%以上的人患有不同程度的口腔疾病，口腔健康是一个人全身健康的基础。刷牙——最简单也是最有效果的一项口腔护理。电动牙刷的出现是口腔护理的新潮流，虽然在我国的应用尚不普及，但在国外已掀起了口腔领域的一场革命。关于电动牙刷的人机工程学的含义、发展、范畴、方法及其与“以人为本”设计理念之间的关系是本课题的出发点。

一、人机工程学设计概述

人机工程学是将人体结构与机能结构相结合的一门学科，并且还要与环境融为一体。研究人体结构的意义，也就是研究其产品的人性化设计，人性化设计是应对如此庞大竞争机制的一大亮点，也是吸引众多消费者的关键因素；机能结构可以体现产品专业性和使用范围，是消费者购买其产品的原因；环境因素必不可少，人、物、环境三者是紧密联系的。

二、电动牙刷的人机工程学设计要素

（1）造型要素。任何产品都有造型，实际上首先吸引人们眼球的就是造型，而造型設计也需要考虑很多因素，以及整体部件搭配起来的和谐程度。电动牙刷的人机工程造型主要分为：刷头的造型、刷柄的造型。这两方面的造型因素都要参考人机工程学中关于人体尺寸的知识。

（2）感官要素。人体主要的感官器官有：眼睛、耳朵、鼻子、舌头、皮肤等。有实验证明，人脑对电动牙刷的以下属性刺激做出反应的顺序依次是：形态、尺寸大小、材质、颜色、声音气味，将这些要素运用到相应的位置，人会因为这些刺激而做出来相应的反应，如何将这些感官要素正确的表达在设计的东西上，表达出合理的人机学，是成功的关键。

（3）安全性要素。电动牙刷是与人体口腔内部直接接触的一个小型家用电器，在使用过程中，可能造成人身伤害的因素有：触电、转速过快导致牙齿的松动脱落、对牙龈的刺激等。很多产品为了美观甚至是营销的嘘头忽视了安全性设计，违背了以人为本的设计原则。电动牙刷的安全性应该是设计的重要任务，应采用安全先进机械技术，从结构内部出发，实现人机总体安全。

（4）维修性要素。可维修性用于改进设计组合，简化拆卸步骤，设计出故障率低，在规定时间内不易丧失其功能的产品。电动牙刷是一种小型家电，目前市场上从低到高各种价位的都有，但所有的电动牙刷都比普通牙刷的价位高，因此电动牙刷的使用寿命和维修难度都很重要，是很多人衡量电动牙刷好坏的一大标准。

三、电动牙刷的人机工程学设计原则

（1）人体手、口尺寸设计原则。手部结构及掌握式活动范围。手是用户在使用电动牙刷的过程中比较关键的部位。手分为手指和手掌两个部分，手指上有很多的关节，活动起来很灵活，可以有多种活动状态。电动牙刷的手柄粗细不同，人手抓握力度也是不同的，可以避免不必要口腔伤害。大多数成年人的手长为171mm～183mm，在此基础上设计的牙刷刷柄抓握直径应在30mm～40mm左右，因此把电动牙刷刷柄的直径设计在35mm左右。

（2）材质设计原则。刷毛和刷柄的材质各有不同，刷毛材质可参考人体手、口尺寸设计原则。现在市面上电动牙刷刷柄的材质主要有：ABS工程塑料、PP（聚丙烯）材料，PS和AS的透明和不透明柄、PP或PC树脂、双物料+一层TPE材料。材质的选择决定了电动牙刷是否耐用，是否安全无毒，手感如何等一系列的问题。

（3）色彩、色调设计原则。色彩可以无意识的吸引人的眼球，激发兴趣，并且可以传达不同的信息，不同的色彩会给人不同的心理联想。

（4）以用户为中心原则。经济形态的不断进步，导致使用者对产品的要求变得精益求精，随之而来各类商品的竞争越来越大，因此除了造型、色彩、色调这些基本要素外，还有一个最关键的部分是从使用群体的需求和感受出发，也就是以用户为中心原则，设计的中心点是使用者，产品的使用过程，产品的架构等方面都要从使用者的感受出发，设计出不需要使用者费力适应的产品。

四、现代电动牙刷设计的发展趋势

（1）安全性。作为一个放入口腔内的一个小型家电，安全性是一个最需要关注的因素。对电动牙刷的心理障碍，以及对相关知识的不了解和误解，让很多消费者都没有购买电动牙刷的打算。“电动牙刷会不会漏电？”“电动牙刷的刷头会不会在高速运转的时候突然脱落？”“用电动牙刷会不会使牙齿松动？”等等很多安全性的问题使大部分消费者不信任此类产品，因此安全性问题要完全解决，使消费者安心使用产品，口碑更好，吸引更多持观望态度的消费群体。

（2）便携性。现在社会节奏快，工作出差是家常便饭，便于携带并且续电方式方便的设计也是相对而言加分的一项因素。

（3）时尚性。消费群体的年龄越来越来低龄化了，年轻消费群体的数量庞大，且在不断增加。国内的电动牙刷品牌在外形设计上稍有欠缺不够有新意，因此在国外众多品牌的对比下，不能吸引更多消费群体。

（4）耐用性。普通牙刷的寿命是三个月，消费成本低；电动牙刷的刷头寿命也是三个月，和普通牙刷相比，价格高了许多，且电动牙刷的整体价格是普通牙刷的很多倍，因此除去刷头，电动牙刷的机身一定是可以长期使用的，来降低用户的消费成本。

（5）卫生性。牙刷是生活必需品，刷头处于长期湿润的状态，容易滋生细菌，病从口出，容易带来一系列不利于口腔和身体健康的问题。紫外线杀毒可以有效解决这个问题。

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