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《湘潭大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報》2014年第二期

1觸覺敏感性

相對于視覺來說，人的觸覺感知的分辨率要低的多．根據(jù)人體的生理學(xué)特性的研究參數(shù)“辨別閾”的這一概念，人手指兩點辨別閾大約為215mm［3］．也就是說，在這個距離以內(nèi)的點，用觸覺感知會認為幾乎是一個點．所以，在盲人產(chǎn)品的設(shè)計中，對觸覺的刺激要有較大的對比，才能有助于盲人快速地了解產(chǎn)品．根據(jù)人體感覺神經(jīng)特性，能使觸覺產(chǎn)生加強和對比的效果有以下幾種刺激形式：1）壓覺．指皮膚在壓力的刺激下產(chǎn)生的感覺與未受壓之前的對比，這種形式引起盲人注意和認知在現(xiàn)有的盲人產(chǎn)品中比較常見．2）震動．指物體的機械振動傳遞給皮膚表面，產(chǎn)生刺激后的感覺，不過這種感覺如果長時間頻繁的產(chǎn)生，會產(chǎn)生皮膚表面麻木、靈敏度降低的現(xiàn)象．3）痛覺．指皮膚表面受到傷害性刺激而引起神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生防御性、驚跳式反應(yīng)．由此可見，震動和痛覺都會帶給身體不舒適的感覺，壓覺相對比較柔和．對于指甲鉗這一弱勢群體的關(guān)懷產(chǎn)品設(shè)計來說，通過壓覺加大觸覺對比，更容易提高盲人對產(chǎn)品的接受度．

2盲人指甲鉗設(shè)計研究

2．1傳統(tǒng)指甲鉗結(jié)構(gòu)特征傳統(tǒng)的指甲鉗，無論外觀造型如何設(shè)計，基本結(jié)構(gòu)都很類似，如圖1，主要包括：三個壓板，最上層的壓板前端設(shè)有一個U形凹槽，下面兩層壓板有孔洞，一個嵌銷穿設(shè)在這U形凹槽和孔洞中，將三片連接在一起，上壓板的U形凹槽的中央有一橫條，后端設(shè)置有一凸緣．而下面兩層壓柄的前端分別有一相對的切斷刀口，后端固定在一起．當按壓最上層壓板時，上壓柄上的凸緣便頂在中層壓板上，使下面兩個壓板前端的刀口相互切合，從而能夠省力地剪切指甲．但是，如果盲人使用傳統(tǒng)指甲鉗很難保證安全性，尖銳的刀口外露，直接接觸皮膚，在看不見的情況下，盲人靠觸覺也避免不了剪到皮膚，而且剪的過程，指甲屑飛濺，也可能會崩到臉部等其他身體部位，飛濺的指甲屑也還需要旁人幫忙清理，這也造成很多操作的不便利性．

2．2基于觸覺知覺的盲人指甲鉗刀口安全性設(shè)計（1）傳統(tǒng)指甲鉗的安全問題對于傳統(tǒng)指甲鉗，盲人在最初接觸這個物品的時候，會用指肚、指尖探索性的觸摸指甲鉗，如果在旁人的幫助下，嘗試用拇指和食指按壓上下壓板，運用壓覺了解結(jié)構(gòu)工作原理，然后將指甲伸入刀口，盲人不能像正常人用眼觀察刀口是否正確的壓在指甲上，然后施力，盲人只能靠觸覺摸索著將指甲伸入刀口，然后運用柔性觸覺，手指向垂直的方向輕壓，探試性的輕壓上下壓板，感覺不會壓倒肉，才能重新施力，使勁剪斷指甲．但是盲人使用傳統(tǒng)指甲鉗的這個過程存在著一定危險性．危險之一：指尖和指肚觸摸了解基本結(jié)構(gòu)時，尖銳的刀口可能會劃傷手指．危險之二，探試性輕壓壓板時，力度不好掌握，很容易壓傷手指．因此，總結(jié)來說，盲人使用傳統(tǒng)指甲鉗，最大的問題是尖銳的刀口外露．（2）盲人指甲鉗安全結(jié)構(gòu)特點基于盲人靠觸覺知覺剪指甲的過程，采用兩層刀口設(shè)計，結(jié)構(gòu)原理如圖2，可保證安全性．在原先鋼制結(jié)構(gòu)的刀口外部加一層薄塑料刀口，使尖銳的刀口藏在里面，塑料刀口比鋼制刀口長2mm，保證尖銳的刀口不外露，當盲人用手指觸摸外部，了解產(chǎn)品時，就不會劃傷手指．刀架結(jié)構(gòu)由原先的類似三角型改為類似U型的結(jié)構(gòu)，可增大刀口運動位移．壓力桿1用嵌銷的方式，從上至下穿過雙層U型結(jié)構(gòu)，壓板端部用軸銷的結(jié)構(gòu)卡住壓力桿，壓板端部有凸緣結(jié)構(gòu)，凸緣壓在部件2上，新型結(jié)構(gòu)的工作原理如圖2．部件2上半部視為定點，使用時按壓壓板，壓板向下壓，將壓力桿抬起，由于材料本身的撓性，部件2的上半部分在壓板端部凸緣的運動壓力下向下壓．（3）盲人指甲鉗安全刀口運動過程結(jié)構(gòu)運動過程分兩個階段．第一階段：與傳統(tǒng)指甲鉗結(jié)構(gòu)類似，上部壓板向下壓，壓的同時抬起桿件，也施力在部件2上，內(nèi)外套同時向中間運動，由于塑料結(jié)構(gòu)的外套刀口處比鋼制內(nèi)套的刀口長，首先夾住指甲，此時，盲人按壓指甲鉗的拇指，和被剪的指甲同時受到壓覺的刺激，盲人可根據(jù)感知產(chǎn)品的動態(tài)過程，通過壓覺確定是否夾到肉，是否壓在指甲合適的位置．此時部件2停止運動．第二階段：繼續(xù)對壓板施力，抬起施力桿件，使部件3向中間運動，直至剪刀口相碰，剪斷指甲．經(jīng)過這樣定位確定安全再剪斷的兩個步驟，能很好地運用盲人觸覺感知特點，使盲人能夠自己安全完成這項工作．如圖3所示．

2．3基于盲人觸覺特點的指甲鉗易用性研究易用性是產(chǎn)品的重要特征之一．易用性的概念在著名設(shè)計師諾曼的著作《好用型設(shè)計》中反復(fù)提到，從設(shè)計角度講，更多的在提供了可用性技術(shù)系統(tǒng)的前提下對“人－機界面形成的活動，如界面系統(tǒng)化，視覺信息或技術(shù)處理乃至為達成界面而進行的管理策劃”［4］，是以人為中心的設(shè)計原理，屬于人機工程學(xué)范疇，但是更多的是在可用基礎(chǔ)上的易用研究．易用性的研究內(nèi)容可從四個方面理解，符合人機，易于學(xué)習(xí)，減少犯錯，主觀滿意度．（1）符合人機根據(jù)人機工程學(xué)的理論，產(chǎn)品設(shè)計要符合所涉及的人體的物理尺寸及心理生理的特點，盡量減少使用時肌肉的不舒適度和疲勞度．對于人的手掌而言，指骨間肌和手指部分是神經(jīng)末梢遍布的區(qū)域，因而觸覺最敏感，在設(shè)計中應(yīng)盡量使產(chǎn)品與手部的接觸面比較寬闊一些，以便于將壓力分散到較大的區(qū)域，減小應(yīng)力，而且施力部位盡量要分散到多個手指，這樣不易產(chǎn)生肌肉疲勞［5］．傳統(tǒng)指甲鉗的造型和結(jié)構(gòu)較小，盲人靠觸覺感知，手指或手掌接觸產(chǎn)品的面積很小，無法調(diào)動多個手指和指尖肌去感知，因此準確度和速度都會稍慢一些，更重要的是，在剪指甲的過程中，僅使用拇指和食指來施力，壓力承受面僅局限在拇指指肚和食指指節(jié)側(cè)面，這樣的施力方式會帶給手指較大的應(yīng)力，按壓時很明顯會產(chǎn)生痛覺．觸覺感知的過程與視覺感知不同，它是不連續(xù)的，觸覺很難迅速的對一件產(chǎn)品造型和結(jié)構(gòu)做出準確的全面的判斷．人的手部有較多的感覺神經(jīng)細胞，尤其是手指．只有用手部連續(xù)的觸摸產(chǎn)生刺激，才能通過神經(jīng)元把信息傳遞至大腦中整合．全新盲人指甲鉗設(shè)計整體造型采用類似橢球體的形狀，渾圓的造型具有較好的手感并能提供連續(xù)的觸摸感知．人的手指是神經(jīng)密集的區(qū)域，感覺非常敏銳，當盲人從別人手中接過指甲鉗時，手拿的狀態(tài)為握姿，五個指頭都會接觸到產(chǎn)品，因此很容易感知產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點．橢球體的前端為平頭，作為雙層刀口開合的位置，橢球體上半部弧面分離出來，作為指甲鉗的按壓部位，即壓板．用弧面替代傳統(tǒng)的桿狀壓板，可明顯增大手指接觸面積，提高觸覺敏感性，減少按壓時手部應(yīng)力．整體造型如圖4所示．（2）易于學(xué)習(xí)易于學(xué)習(xí)是指用戶能夠很容易掌握使用產(chǎn)品的方法，快速完成設(shè)計者的設(shè)計意圖．產(chǎn)品設(shè)計達到易用的目的有兩方面的重要因素：一是在設(shè)計中考慮使用者的使用經(jīng)驗，某一產(chǎn)品的使用者如果有相關(guān)產(chǎn)品的使用經(jīng)驗和思維模式，那么在操作類似結(jié)構(gòu)時就會得心應(yīng)手．二是在設(shè)計中通過產(chǎn)品造型引導(dǎo)產(chǎn)品使用過程．設(shè)計中要處理好以上兩點，就需要充分利用物質(zhì)的預(yù)設(shè)用途．根據(jù)設(shè)計心理學(xué)的理論，預(yù)設(shè)用途指物品被人們認為具有的性能及其實際上的性能，主要是指那些決定物品可以用來做何用途的基本性能［4］．例如：玻璃的預(yù)設(shè)用途是容易打碎的、透明的，可以用來做裝飾或展示；而鋼鐵的預(yù)設(shè)用途是堅硬的、不透明的，可以用來做支撐或隱藏；旋鈕的預(yù)設(shè)用途是用來轉(zhuǎn)動的；圓的空的小孔是用來插東西的，門是用來推或者拉的．人們所認為的這些物質(zhì)或結(jié)構(gòu)的預(yù)設(shè)用途也都是建立在使用中的經(jīng)驗之上．因此對于盲人產(chǎn)品設(shè)計來說，也應(yīng)在外觀形態(tài)上運用適合盲人觸覺習(xí)慣，已有經(jīng)驗的結(jié)構(gòu)特征來引導(dǎo)使用方式．盲人指甲鉗的外部壓板表面設(shè)計拇指指紋凹面，盲人在觸摸的過程中，凹面可以引導(dǎo)拇指的定位．橢球體側(cè)面有一滑扣，滑扣表面具有凹凸紋理，這在很多產(chǎn)品中都是作為按壓滑動來操作的，因此盲人自然而然的會使用滑動觸覺去推滑扣，滑扣可鎖住壓板合攏的狀態(tài)，使指甲鉗便于攜帶收納．橢球體的下半部的右側(cè)尾端弧面分離出一部分，設(shè)計為滑動式開口，開口處表面有凹凸紋理，同樣可以促發(fā)盲人的滑動觸覺，用四指撥開尾端開口．可將整個封閉空間內(nèi)的指甲屑倒出．如圖5所示．（3）避免犯錯產(chǎn)品的形態(tài)結(jié)構(gòu)和界面信息交互程序都決定著產(chǎn)品操作過程，設(shè)計應(yīng)當保證使用者具有較低的出錯率，而且必須能夠防止任何程度的事故的發(fā)生．盲人指甲鉗所設(shè)計的雙層安全刀口結(jié)構(gòu)可以充分避免盲人在剪指甲的過程中剪到肉的危險事故．（4）主觀滿意度根據(jù)產(chǎn)品易用性的設(shè)計原理，產(chǎn)品使用起來應(yīng)當令用戶感到愉快，從而讓人在使用時有較好的主觀滿意度，喜歡使用該產(chǎn)品［4］．這是對產(chǎn)品最終效果的評價．盲人指甲剪的設(shè)計通過1∶1的功能模型制作進行了小范圍的原型測試，驗證了使用效果，接受測試的人員在閉眼的情況下，能順利完成剪指甲的行為，通過觸摸能快速理解使用方法，渾圓可愛的造型握感舒適，整個使用過程愉悅、自然、無障礙．

3結(jié)語

隨著和諧社會的建設(shè)和社會的發(fā)展，殘障人士的生活質(zhì)量和心理關(guān)懷越來越受到社會的重視，針對盲人剪指甲這一生活細節(jié)開發(fā)出的盲人指甲鉗，基于盲人觸覺感知的特點，可以使盲人通過簡單的觸摸，簡單的學(xué)習(xí)，快速掌握該產(chǎn)品剪指甲的方式，使用過程安全、不易產(chǎn)生肌肉疲勞，使之體會到人性化的關(guān)懷，對盲人增強生活自理能力，提高自信心會有很好的體驗．

作者：馮穎孫志學(xué)單位：華南理工大學(xué)廣州學(xué)院機械工程學(xué)院陜西理工學(xué)院機械工程學(xué)院