臺灣博碩士論文加值系統

騎乘公路自行車時，騎乘者會以彎曲的姿勢來減少風阻增加速度，這樣的姿勢會對身體造成不適。為改善此問題，公路自行車專用的下垂式把手，除了能傳遞自行車騎乘者手部的操作力，也提供了變換上半身的姿勢，改變支撐點來減緩手肘的不舒適現象，但在改善的過程中卻忽視了直接接觸把手的手掌部份，因此，本研究以探討下垂式把手之舒適度為主要目的，先以形態分析法歸納出產品的屬性元素表，進行把手彎曲路徑的舒適度實驗，確定彎曲路徑對於握持舒適性的影響；接續進行把手面積的舒適度實驗，探討把手面積對於手掌的接觸與受壓迫的狀況，以及進行把手舒適度主觀問卷評量資料蒐集。根據實驗分析結果推估出最適當尺寸，利用3D繪圖搭配快速成形技術，重新設計新式樣把手造形，再進行新式樣把手的握持舒適度問卷評估。結果發現，新式樣把手在把手寬度加寬以及符合人因工程的曲面設計，手掌的接觸面積已增加同時也縮減了疼痛區域，以把手位置一（把手上方靠近把手中心的橫桿部份）為例，經由兩相關樣本的符號檢定比較新式樣把手F與舊把手C的優劣狀況，結果顯示接觸面積的負差異為5、正差異為13，表示新式樣把手F接觸面積大於舊把手C，疼痛區域的負差異為16、正差異為2，表示新式樣把手F的受力面積小於舊把手C，並呈現顯著差異。在各位置的綜合評估之下，新式樣把手確實優於其他把手，且增加握持時的舒適性。

The road race bicycle riders always keep the cycling postures as to lower extremities and to lower the back, the neck and upper extremities for reducing wind speed, but the postures also reduce the comfort of the body. In order to solve the problem, the handlebar for the road race bicycle can control the directions and changes the hole to make different postures for reducing uncomfortable, but this method can not reduce the pain in the palms. Therefore, the main purpose is to add the comfortableness to the road race bicycle handlebar. First, adopting analysis of extract on the form feature as the main factors that will cause influences on the orientation recognition, and proceed with the experiment of handlebar’s curve for the result that whether or not the curve effect the comfortableness of the handlebar. Continuing with the comfort experiment of the handlebar area for understanding the palm’s area of pressure and touch, and gather the details of subjective evaluation. Based on the result of the analysis of the experiment, we would be able to estimate the most appropriate size, and with 3D drafting and “Coordinates the Rapid Prototyping” technology for designing new handlebar, and fulfill the final experiment that is used to evaluate the new handlebar’s comfort. Taking the example from one of the results, with the added width and with the camber of human factors fitting in the new handlebar design, and made the areas of touch increased conspicuously, the areas of pressure were reduced. As we compare the old handlebar C with the new handlebar F’s, taking the first experimental position as the example (the upper part of the handlebar which closer to the center of the handlebar). The results showed the palm’s area of touch have 5 negative and 13 positive responses that means handlebar F’s is bigger than C’s, and the palm’s area of pain have the range between 16 negative and 2 positive responses that means handlebar F’s is apparently smaller than C’s. After the combined evaluations, the new handlebar was perceived to be better in comfortableness.

摘 要 Ⅰ
ABSTRACT Ⅱ
目 錄 Ⅲ

第一章 緒論 1
1-1研究背景 1
1-2研究動機 2
1-3研究目的 3
1-4研究範圍與限制 4
1-5研究流程 5

第二章 文獻探討 6
2-1自行車概述 6
2-1-1自行車相關研究 6
2-1-2公路自行車認知 7
2-1-3自行車的騎乘姿勢探討 8
2-2公路競速車把手認知 9
2-2-1把手種類 9
2-2-2把手歷史 10
2-2-3握把操作介紹 11
2-3手部生物力學 12
2-3-1觸覺認知 12
2-3-2手部生理構造 13
2-3-3握持方式 14
2-4舒適度 15
2-5專家訪談 16
2-6文獻小結 20

第三章 研究方法 21
3-1實驗方法與流程 21
3-2樣本界定 22
3-2-1樣本收集 22
3-2-2測試位置形態分析 23
3-3研究相關分析方法 25
3-3-1問卷調查 25
3-3-2實驗相關統計分析方法 26

第四章 實驗結果分析 28
4-1實驗一(把手款式：A、B) 28
4-1-1實驗設計 28
4-1-2實驗結果分析 31
4-1-3實驗過程之檢討 33
4-2實驗二(把手款式：C、D、E) 34
4-2-1實驗設計 34
4-2-2實驗結果分析 36
4-2-3訪談結果 41
4-3實驗三(把手款式：F) 46
4-3-1實驗目的 46
4-3-2把手型態分析與新式樣把手設計 46
4-3-3實驗設計 51
4-3-4實驗結果分析 52

第五章 結論與建議 59
5-1結論 59
5-2建議 62

參考文獻 63

附錄 66

表目錄
表2-1 公路自行車下垂式把手演變歷程 11
表2-2 專家訪談結果整理 17
表3-1 實驗一、二之屬性元素總表 24
表3-2 位置三元素圖之分析 25
表3-3 位置四元素圖之分析 25
表4-1 實驗一之測試樣本特徵 29
表4-2 無母數的兩個獨立樣本檢定之Mann-Whitney U 檢定 32
表4-3 把手A、B 的手掌分佈圖 33
表4-4 實驗二之測試樣本特徵 35
表4-5 相關分析 37
表4-6 位置三、四的K 獨立樣本檢定之Kruskal-Wallis 檢定 38
表4-7 位置一、二的二次涵數曲線結果 38
表4-8 位置一的接觸比與把手面積之相關分析檢定 39
表4-9 位置一的受力比與把手面積之相關分析檢定 39
表4-10 位置一的接觸比與受力比之相關分析檢定 39
表4-11 位置二的接觸比與把手面積之相關分析檢定 39
表4-12 位置二的受力比與把手面積之相關分析檢定 40
表4-13 位置二的接觸比與受力比之相關分析檢定 40
表4-14 各位置的手掌分佈的合分佈圖 41
表4-15 把手F 與把手C 在位置一的舒適度之次數分配分析 53
表4-16 把手F 與把手C 在位置二的舒適度之次數分配分析 53
表4-17 把手F 與把手C 在位置三的舒適度之次數分配分析 54
表4-18 把手F 與把手D 在位置四的舒適度之次數分配分析 54
表4-19 舒適度的無母數之二個相關樣本的符號檢定 55
表4-20 手掌接觸面積比的無母數之二個相關樣本的符號檢定 56
表4-21 手掌受力面積比的二個相關樣本分析 57
表4-22 各位置之手掌分佈的總合分佈圖 58

圖目錄
圖1-1 手部握持接觸的研究區域 4
圖2-1 騎乘公路自行車，人與車體接觸狀況 8
圖2-2 不同車種的手臂彎曲狀況，1:一般平車；2:輕便車；3:公路自行車 9
圖2-3 現有把手型式：上昇型(a)、平直型(b)、下垂型(c) 9
圖2-4 把手改良部份 10
圖2-5 握持位置一(a)、位置二(b)、位置三(c)、位置四(d) 12
圖2-6 手掌的掌屈與背屈 13
圖2-7 握持時的橈偏與尺偏 13
圖2-8 水平作業之範圍 14
圖2-9 用力抓握情形 14
圖2-10 水平作業之範圍 14
圖3-1 研究架構流程圖 22
圖3-2 把手的四個握持位置 23
圖4-1 實驗一的把手A、把手B 29
圖4-2 測量身體尺寸儀器 30
圖4-3 實驗用之測試平台 30
圖4-4 實驗一流程圖 31
圖4-5 實驗二的把手C(a)、把手D(b)、把手E(c) 34
圖4-6 實驗二流程圖 36
圖4-7 新式樣把手的設計流程 46
圖4-8 新式樣樣本2D 尺寸圖 47
圖4-9 握持位置一的手部姿勢 48
圖4-10 18 位受測者在位置一的手掌分佈疊合圖 48
圖4-11 位置一設計重點 48
圖4-12 位置一立體圖Ⅰ 48
圖4-13 位置一立體圖Ⅱ 48
圖4-14 握持位置二的手部姿勢 49
圖4-15 18 位受測者在位置二的手掌分佈疊合圖 49
圖4-16 位置二設計重點 49
圖4-17 位置二的局部立體圖 49
圖4-18 握持位置三的手部姿勢 49
圖4-19 18 位受測者在位置三的手掌分佈疊合圖 49
圖4-20 位置三設計重點 50
圖4-21 位置三的局部立體圖 50
圖4-22 持位置四的手部姿勢 50
圖4-23 18 位受測者在位置四的手掌分佈疊合圖 50
圖4-24 位置四設計重點 50
圖4-25 位置四立體圖Ⅰ 50
圖4-26 實驗三之測試把手F 的側試(a)、上視(b)及正視(c) 51
圖4-27 實驗三流程圖 52

中文

(1)Arthur J. Vander, James H. Sherman, Dorothy S. Luciano 著；潘震澤總編譯，1999，《人體生理學(上)第七版》，合記圖書出版社，台北市。
(2)Kroemer Karl著；劉又升譯，2002，《人體工學 : 容易與有效設計法》，六合出版社，臺北市。
(3)Robert F. DeVellis著；吳齊殷譯，1999，《量表發展：理論與應用》，弘智文化，台北市。
(4)William H Cushman Rochester，蔡登傳、宋同正譯，1996，《產品設計的人因工程》，六合出版社，臺北市。
(5)丁玉蘭，2004，《應用人因工程學》，新文京開發出版有限公司，台北。
(6)王賢令，1998，“握把直徑對進行握旋動作時手部肌肉負荷之效應”，國立臺灣科技大學，管理研究所工業管理學程，碩士論文。
(7)王茂駿、王明揚、林昱呈，2002，《台灣地區人體計測資料庫手冊》，中華民國人因工程學會，新竹市。
(8)巴蘭坦 (Richard Ballantine),格蘭特(Richard Grant)著; 黃小萍譯，2004，《自行車聖經》，貓頭鷹出版，台北市。
(9)石裕川，1995，“握把界面因素對手部施力與重量差異閾影響之研究”，國立清華大學，工業工程研究所，碩士論文。
(10)白百剛，2001，“鍋鏟手柄彎曲角度之人因研究”，華梵大學，工業管理學系碩士班，碩士論文。
(11)伍大忠，2002，造形與握感之設計模擬研究─以排檔桿，行動電話與釣竿為例，實踐大學，工業產品設計學系碩士在職專班，碩士論文。
(12)李開偉，2001，《人因工程：基礎與應用(二版)》，全華科技圖書股份有限公司，台北市。
(13)吳聰能、柯桂女編譯，1983，《勞動生理學二版》，科技圖書股份有限公司，台北市。
(14)吳武政，2000，“以誘導式歸納途徑法探討自行車騎乘姿勢與車架尺寸之關係”，大同大學，工業設計研究所，碩士論文。
(15)吳信典，1998，“虛擬實境對自行車人體動作實驗影響之研究”，國立成功大學，工業設計學系，碩士論文。
(16)林勝良，1982，“從產品設計觀點探討自行車座墊的設計(上)”，《工業設計》，pp. 3648-53。
(17)林榮輝，1982，青年男性之握力與其手長度、寬度、厚度暨握距之相關研究，《明志工專學報》，第14期，pp. 499-528。
(18)林建璋、杜瑞澤，1996，“掌上型園藝剪的產品機能與人因設計之研究”，中華民國學會，pp. 122 -127。
(19)林傑斌、林川雄、劉明德編著，2005，《SPSS12統計建模與分析程序》，文魁資訊股份有限公司，台北。
(20)胡祖武、李傳房，2001，“以感性工學觀點建構整體騎乘舒適性檢核系統之研究”，《第六屆設計學術研究成果論文集》，中華民國設計學會，pp. 289-294。
(21)邱皓政，2001，《量化研究與統計分析：SPSS中文視窗版資料分析範例解析》，五南圖書出版公司，台北
(22)許勝雄，彭游，吳水丕編譯，1996，《人因工程第二版》，滄海，臺中市。
(23)許勝雄、謝光進，1996，“手部動作分類研究”，《工業工程學刊》第13卷，第2期，pp.145-165。
(24)張一岑，2004，《人因工程學(精華版)》，揚智文化，臺北市。
(25)黃基礎．史金燾．施河合編，1998，《人體生理學第二版》，藝軒圖書出版社，台北縣。
(26)彭定國，1993，《SPSS/PC+入門與實務操作》，儒林圖書有限公司，台北。
(27)彭定國，1994，《Spss for windows入門與統計分析》，儒林圖書。
(28)楊紹裘、簡文益，1998，“以人體工學理念談「把手之設計與應用」”，《工業設計》第27卷，第1期，pp. 31-36。
(29)葉哲維，2000，“應用灰關聯分析方法於嬰幼兒汽車安全之舒適度探討與評價模式建”，國立成功大學，工業設計學系，碩士論文。
(30)陳道遠，1998，“自行車騎乘在坡度震動環境下的主觀舒適度及生理反應之研究”，國立成功大學，工業設計學系，碩士論文。
(31)陳重光，1998，“握把界面因素與工作姿勢對雙手操作能力之影響”，東海大學，工業工程學系，碩士論文。
(32)陳嘉維，2003，“自行車造形喜好對騎乘心理感受影響之研究”，朝陽科技大學，設計研究所，碩士論文。
(33)陳世昌，2000，“以座壓探討不同自行車種及人因尺寸之座墊設計研究”，大同大學，工業設計研究所，碩士論文。
(34)陳建志，莊明振，2002，“鐵鎚的人因設計初探-羊角鎚的分析”，《工業設計》第30卷，第2期，pp. 97-106。
(35)陳信宏，許鳳火，2003，“裝訂機握把與手掌使用舒適度之研究”，《工業設計》第31卷，第2期，pp. 186-193。
(36)練季旺，2002，“消費者對產品造形偏好之推論模式研究”，國立成功大學，工業設計學系，碩士。
(37)溫紹彥，2002，“自行車變速旋轉握把之設計研究”，長庚大學，工業設計研究所，碩士論文。
(38)劉祖華、游章雄、溫紹彥，2002，“自行車變速操控界面之設計”，《工業設計》第30卷，第2期，pp.119-124。
(39)錡信堯，2003，“手工具設計開發與人因評估-以螺絲起子為例”，國立清華大學，工業工程與工業管理研究所，碩士論文。
(40)賴賢源，1997，“登山自行車握把之人因設計因素研究”，大葉大學，工業設計研究所，碩士論文。
(41)鍾葉儀，2003，“手部的觸覺形態特徵辨識與方位認知之關係研究”，雲林科技大學，工業設計系，碩士論文。

英文

(42)漆島 嗣治，2003，BICYCLE CULB 別冊 ヴインテージ ロードバイク，株式会社 枻(えい)出版社，東京。
(43)Drury, C.G., 1980, " Handle for manual material handling", Applied Ergonomics ,Vol.11, pp.35-42.
(44)Hsu, S. H. and Chen, Y. H., 1999, "Evaluation of bent-handled files", International Journal of Industrial Ergonomics, No.25, pp.1-10.
(45)Hanson, Lars; Wienholt, Willfried; Sperling, Lena ,2003, "A control handling comfort model based on fuzzy logics", Industrial Ergonomics, Vol.31,No.2, pp. 87-100.
(46)Kuijt-Evers, L.F.M., Groenesteijn, L., de Looze, M.P. , Vink, P.,2004, "Identifying factors of comfort in using hand tools", Applied Ergonomics 35, pp. 453-458.
(47)K. Mestdagh, 1998, "Persona perspective: in search of an optimum cycling posture", Applied Ergonomics, Vol.29, No.5.
(48)L.F.M. Kuijt-Evers, L. Groenesteijn, M.P. de Looze, P. Vink, 2004, "Identifying factors of comfort in using hand tools", Applied Ergonomics, Vol.35, pp. 453-458.
(49)Winston G. Lewis and C. V. Narayan, 1993, " Design and sizing of ergonomic handles for hand tools", Applied Ergonomics, Vol.24,pp.351-356.
(50)Y. Aldien, D. Welcome, S. Rakheja, R. Dong and P.-E. Boileau, 2005, " Contact pressure distribution at hand–handle interface: role of hand forces and handle size " , International Journal of Industrial Ergonomics, Vol.35, pp.267-286.