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研究生:張駿業
研究生(外文):Chun-ye Chang
論文名稱:腳部操作電風扇之人因設計與效用評價研究
論文名稱(外文):Ergonomic Design and Performance Evaluation for Foot-controlled Electric Fans
指導教授:蔡宏政蔡宏政引用關係
指導教授(外文):Hung-cheng Tsai
學位類別:碩士
校院名稱:南華大學
系所名稱:應用藝術與設計學系碩士班
學門:藝術學門
學類:應用藝術學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:76
中文關鍵詞:RP成型電腦輔助設計腳控立扇再設計人因工程
外文關鍵詞:FanErgonomic DesignCADRP
相關次數:
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  本研究透過實驗確立目前市售手控立扇的操作缺點及改進空間。利用人因工程論點再設計,包含人體計測、人體能力限制、實驗結果及現有產品分析導入腳控立扇設計,利用電腦輔助設計與快速成型(RP, Rapid Prototyping)發展出踩踏式、腳踢式、滑桿式與旋鈕式四種原型。以人因效用評價實驗比較研究所設計之四種原型、現有腳控立扇與手控立扇在受測者操作上的表現。並取得23位男性與27位女性受測者在實驗中的主觀評價、操作時間、失誤次數及樣本滿意度排序,實驗結果使用SPSS統計軟體之多變量變異數分析進行探討。
  
  結果發現踩踏式原型立扇有最高的主觀評價、現有手控立扇最低;踩踏式原型立扇操作時間花費最短、現有腳控立扇操作時間最長;踩踏式原型立扇失誤次數最少、現有手控立扇則最多。受測者對於踩踏式原型立扇在各方面的評價與滿意度皆為最好;現有手控立扇除操作時間優於現有腳控立扇外,皆為最差。最後,研究成功透過人因觀點設計出符合用腳操控之立扇,但皆處原型階段,在材質、機構、外觀與操作回饋等還有設計之空間。研究成果亦可提供往後研究或設計之參考。
  This study found out the faults of operation and made improvements on the hand-controlled electric fan through pre-experiments. Ergonomics-based redesign of foot-controlled electric fans contains anthropometry, human ability and the result of per-experiment. Through the tools of computer aided design (CAD) and rapid prototyping (RP), four kinds of foot-controlled prototypes, i.e. button-treading, button-kicking, sliding-bar and turning-knob, were developed. Four prototypes (developed in this research) and two existing products (one hand-controlled type and one foot-controlled type) by ergonomic evaluation experiments. The subjects (23 males and 27 females) were asked to perform ergonomic evaluation experiment on the six samples. Subjective evaluation, operation time, loss times and satisfaction degree were shown and discussed by using SPSS software.
  
  The results revealed that type of button-tread got highest subjective evaluation and the existing hand-controlled type received the lowest scores. Regarding the operation time, button-tread type took the shortest time and the existing foot-controlled type is the worst. Regarding the loss times, button-tread type was the best (fewest losses) and hand-controlled type was the worst. Totally, button-tread type was mostly best on evaluations and satisfaction degree. The existing hand-controlled type was worse than the foot-controlled one except the item of operation time.
  
  Final, a foot-controlled electric fan was successfully developed in this research through ergonomics viewpoints. Although the prototypes were not perfect, future studies and advances are still required on the aspects of material, mechanisms, appearances and operation feedback.
中文摘要 …………………………………………………………Ⅰ
英文摘要 …………………………………………………………Ⅱ
目錄 ………………………………………………………………Ⅳ
表目錄 ……………………………………………………………Ⅵ
圖目錄 ……………………………………………………………Ⅶ
  
第一章 前言 ………………………………………………………1
1.1 研究動機與目的………………………………………………1
1.2 研究範圍與限制………………………………………………2
1.3 研究架構與流程………………………………………………2
  
第二章文獻探討……………………………………………………5
2.1 人因工程………………………………………………………5
2.2 再設計…………………………………………………………7
2.3人體計測 ………………………………………………………8
2.4人因評價與實驗設計…………………………………………12
2.5現有產品分析…………………………………………………13
2.5.1 現有電風扇資料收集與分類 ……………………………13
2.5.2現有腳部操作產品…………………………………………15
2.6人體腳部限制…………………………………………………17
  
第三章 研究方法…………………………………………………24
3.1前測實驗………………………………………………………24
3.1.1前測實驗研究限制…………………………………………24
3.1.2前測實驗與問卷設計………………………………………25
3.2原型設計………………………………………………………28
3.2.1原型設計原則與流程………………………………………28
3.2.2原型草圖與電腦輔助設計…………………………………30
3.2.3快速成型-FDM與模型加工…………………………………35
3.3再設計效用評價實驗…………………………………………37
3.3.1再設計效用評價實驗研究限制……………………………37
3.3.2再設計效用評價實驗與問卷設計…………………………40
  
第四章 研究結果與討論…………………………………………41
4.1前測實驗結果…………………………………………………41
4.1.1前測實驗統計分析…………………………………………41
4.1.2前測實驗訪談結果…………………………………………46
4.1.3前測實驗影像觀察分析……………………………………49
4.1.4前測實驗結果討論…………………………………………51
4.2再設計效用評價實驗結果……………………………………52
4.2.1再設計效用評價實驗影像觀察分析………………………52
4.2.2再設計效用評價實驗統計分析……………………………57
4.2.2.1再設計效用評價實驗信度分析與敘述統計……………57
4.2.2.2有無穿襪受測者間的獨立樣本T檢定 …………………59
4.2.2.3整體操作評價、操作時間、失誤次數的多變量分析…60
4.2.2.4操作評價對操作時間與失誤次數的Pearson相關………63
4.2.3主觀滿意度與平均數排序…………………………………68
4.2.4再設計效用評價實驗結果討論……………………………69
  
第五章 結論與建議………………………………………………71
  
參考文獻 …………………………………………………………73
中文部分:
 
1.Bailey, Robert W.著,林修如譯,1995,應用人因工程學:以人為績效提升電腦系統之使用功能(譯自:Human performance engineering: using human factors / ergonomics to achieve computer system usability, 2nd ed.),桂冠圖書股份有限公司,頁4。
 
2.Cushman, William H著,蔡登傳、宋同正譯,1996,產品設計的人因工程,六合出版社,頁1。
 
3.Henry Dreyfuss company著,張建成翻譯,1998,男性與女性人體計測──人因工程在設計上的應用,六合出版社,頁10、24。
 
4.Parker, Janet著,曾廣文、李景如編譯,2004,人體解剖學:人體功能的系統與局部解剖彩色圖譜,合記圖書出版社,頁12、180。
 
5.Tortora, Gerard J.著,陳金山、徐淑媛編譯,2007,Torotra簡明人體解剖學與生理學,合記圖書出版社,頁146、159、216-219。
 
6.Widmaier, E. P., Raff, H., Strang, K. T.著,賴義隆總校閱,蔡元奮、胡孟君、何應瑞、吳莉玲、柯雅惠、謝宜霖、朱冠州、王威堯、王怡仁、黃精英編譯,2007,人體生理學:身體功能之轉機 (譯自:Human Physiology) ,美商麥格羅•希爾國際股份有限公司,藝軒圖書出版社,頁156。
 
7.王茂駿、王明揚、林昱呈,2001,台灣地區人體計測資料庫手測(Anthropometric data book of the Chinese people in Taiwan),中華民國人因工程學會,頁1、592、593。
 
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10.李再長、黃雪玲、李永輝、王明揚,2005,人因工程,華泰文化出版,頁5、23。
 
11.吳健瓏,2002,“學齡兒童使用鍵盤與滑鼠之相關手部人體計測”,國立成功大學工業設計研究所,碩士論文,頁7。
 
12.陳德鴻,2006,“美髮業專業吹風機人因設計與評估”,華梵大學工業工程與經營資訊學系研究所,碩士論文,頁68。
 
13.康智堯,2005,“踩踏意象之轉化與應用研究─以立式踩控電風扇設計為例”,大同大學工業設計研究所,碩士論文,頁48。
 
14.張一岑,2004,人因工程學,揚智文化出版社,頁171、463-465。
 
15.黃啟三,2005,新產品設計,全華出版社,頁4-2。
 
16.趙榮洲,2004,“高齡化產品之按鍵壓力研究-以行動電話為例”,國立雲林科技大學工業設計研究所,碩士論文,頁30。
 
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18.鄭宇杰,2002,“電腦輔助設計於產品操作介面開發階段之研究”,國立成功大學工業設計研究所,碩士論文,頁19。
 
19.樓迎統、陳君侃、黃榮棋、王錫五,2002,實用生理學(Practical physiology),偉華書局有限公司,頁169、172。
 
外文部分:
 
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3.Jung, H.S., Jung, H.S., 2003, “Surveying the dimensions and characteristics of Korean ears for the ergonomic design of ear-related products”, International Journal of Industrial Ergonomics, 31, pp361-373.
 
4.Lee, Y.H., Su, M.C., 2005, “Design and validation of a desk-free and posture-independent input device”, Applied Ergonomics, 39, pp399-406.
 
5.Lintula, M., Nevala, N., 2006, “Ergonomics and the usability of mechanical single-channel liquid dosage pipettes”, International Journal of Industrial Ergonomics, 36, pp257-263.
 
6.Morag, I., Shinar, D., Saat, K., Osbar, A., 2005, “Trackball modification based on ergonomic evaluation: a case atudy in the sociology of ergonomics in Israel”, International Journal of Industrial Ergonomics, 35, pp537-546.
 
7.Potvin, J.R.M., Agnew, J., Woert, C.V., 2004, “An ergonomic comparison of pneumatic and electrical pistol grip hand tools”, International Journal of Industrial Ergonomics, 34, pp467-478.
 
8.Wu, F.G., Luo, S., 2005, “Design and evaluation approach for increasing stability and performance of touch pens in screen handwriting tasks”, Applied Ergonomics, 37, pp319-327.
 
9.Yuan, C.K., Kuo, C.L., 2005, “Influence of hand grenade weight, shape and diameter on performance and subjective handling properties in relations to ergonomic design considerations”, Applied Ergonomics, 37, pp113-118.
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