张语暄 杨旭 李东霞

【摘  要】随着社会的不断进步，人们对生活环境的要求越来越高，从而促进了保洁行业的快速发展，与此同时，进入21世纪以来，设计师们越来越重视人因工程学在产品设计上的应用。 通过对现有家用扫把调查问卷的研究与分析，了解了现有家用扫把存在的一些主要问题，如： 扫把难以清理一些家庭死角，工具扫把扫把杆的长度设计不合理导致手腕疲劳以及需要经常弯腰造成身体疲劳，不易清理水和油渍以及人或宠物的易粘附毛发，扫把杆材料大多为塑料容易断裂等。以解决这些主要问题为目标，结合人因工程学的专业知识，运用三维建模软件SolidWorks进行了新产品的设计。基于人因工程的新型家用扫把的设计在满足消费者各项需求的同时，正好符合这一发展趋势。

【关键词】家用扫把;人因工程;产品设计

1.新型家用扫把设计的背景

进入21世纪以后，设计师越来越重视人因工程在产品设计中所发挥的重要作用。产品设计是以人为中心的设计，人因工程是以人为基础的一门学科，两者都注重人类行为的设计与研究，将人因工程学的知识应用到产品设计中，能够为产品设计提供坚实的理论基础。

扫把是清洁工具中必不可少的一种，随着保洁行业的快速发展，各类扫把的需求量与日俱增，保洁市场竞争加剧，多功能新型扫把更是备受人们的青睐，新型扫把市场的发展潜力巨大。

本论文将通过对现有家用扫把的市场调研，结合现有家用扫把所存在的问题，以人因工程学（HFE）、人机工程学、人体测量学和产品设计等学科的专业知识为基础，设计出一款新型家用扫把（以下简称扫把）。该款扫把不仅能够解决现有家用扫把所存在的问题，而且还能够提高扫把在使用过程中的效率以及舒适度，迅速融入市场，符合保洁市场的发展趋势。

2.家用扫把设计的思路与方法

根据对现有家用扫把的市场调查问卷的分析，主要涉及到现有家用扫把的扫把杆长度是否合理、扫把头是否易清理水和油渍、扫把的合理价位、材质以及是否应具备多功能等问题。深入的了解现有家用扫把的使用状况及其存在的问题。

参考现有家用扫把的类型，取长补短，拟定设计方案，该方案下的扫把具有双面扫把头、拖地和伸缩杆功能外，添加了扫把头的清理装置，并且根据人因工程学在扫把的把手上进行了改进。

根据方案具体研究扫把的结构特征，研究的结构主要有：双面扫把头、扫把头固定装置、转换按钮、拖布组件、两段扫把杆、螺旋拧紧装置、扫把头清理装置以及把手。

对初步设计好的扫把利用SoildWorks中的插件Simulation进行有限元分析。利用SolidWorks软件对扫把的材料以及进行模拟与选择，根据实际情况选取不同的材料和颜色，以最大化的满足消费者需求。

3.设计解决的关键问题

使用问卷调查法，发放网络问卷，对现有家用扫把的扫把杆长度是否合理、扫把头是否易清理水和油渍、扫把的合理价位、材质以及是否应具备多功能等问题进行问卷调查。通过对有效数据的分析提出设计优化方案。

通过大量的数据分析，提出多种初始方案的设计。并确定最终方案，设计新型家用扫把的主要装置有双面扫把头、扫把头固定装置、转换按钮、拖布组件、两段扫把杆、螺旋拧紧装置、扫把头清理装置以及把手。根据人因工程学，改善零部件设计，并进行有限元分析验证可行性。

对确定方案进行仿真模拟，使用SoildWorks软件设计制作出扫把重要的零部件，做出3D零件图和3D组合图，针对完整的模型进行分析，优化改进，再对扫把进行色彩分析，使其变得更加美观。

4.新型扫把设计的成果及意义

采用双面扫把头，在不同的情况下可选用特定的扫把头可以清理一些以往不方便清理的家庭死角，且易清理水和油渍，不易粘附毛发，拆装方便。新型家用扫把的扫把杆是根据人体测量学设计的伸缩杆，可满足不同消费者的需求，以减少弯腰次数，减轻使用者疲劳度;新型家用扫把是基于人因工程设计的，能够减少手腕疲劳;新型家扫把增加了扫把头清理装置和拖地的功能，满足了消费者的多功能的需求;该新型扫把具有拖布，具有拖地功能，拖把扫把二合一。

新型家用扫把的设计，不仅能解决现有家用扫把存在的问题，而且更加人性化，提高了人们在使用过程中的舒适度，更符合现在保洁市场的发展趋势。

5.结语

产品的设计必须满足市场的需求，根据消费者的需求来设计新型家用扫把的功能是必要之举。通过对调查问卷的结果分析可得知，目前消费者急需一款新型家用扫把，该款新型扫把具有以下功能及特点：

人们在使用现有家用扫把扫地时经常需要弯腰，对于一些腰部有疾病的人和老人来说，扫不了几步腰部就会产生酸痛感，所以新型家用扫把的扫把杆长度应设计合理，使人们在扫地时不需要经常弯腰;

把手是扫把与人体直接接触的部分，涉及到人的因素，直接影响到人在使用扫把时的舒适度，所以应该运用人因工程学的知识去设计其结构特征，使得扫把把手更加人性化，提高使用舒适度并且能够缓解手腕疲劳;

日常生活中，水和油渍是我们扫地时经常遇到的麻烦之一，不易清理，并且容易滑倒人，特别是在厨房和浴室。因此，新型家用扫把的设计应该从这个方面入手，并解决这些问题，设计出一款易清扫水和油渍的新产品;

近些年来，人们越来越喜欢在家里面养各种宠物，小猫小狗之类的，这些宠物难免会掉落一些毛发，特别是在换季的时候，此外人们偶尔也会掉落的一些毛发，这样就导致了一个非常令人头疼的问题，即扫地时扫把头容易粘上毛发，并且不容易清理掉，所以新型家用扫把应该具有容易清理粘附在扫把头上的毛发的功能;

如今人们越来越趋向于使用一些多功能的产品，一方面，这些产品的功能比其他产品多;另一方面，多功能产品使用起来方便快捷。多功能已是产品设计发展必然趋势之一，新型家用扫把的设计也应适应这一发展趋势，比如说设计具有拖地功能的家用扫把等;

目前，在家居保洁市场上，大多数产品都结构设计简单、材料轻巧方便，此外，产品模块化和可拆装化也是产品设计发展的方向之一，做特定的工作选用特定的模块，并且易拆装。新型家用扫把的设计也应该采用这一设计策略。

参考文献

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[4]大丰市天边湖实业有限公司.家用掃地机：中国，201510648161.6[P].2015-12-23.

作者简介：张语暄（1999-），男，汉族，山东潍坊人，学生，本科在读，研究方向为工业工程

杨旭（2000-），男，汉族，湖北鄂州人，学生，本科在读，研究方向为工业工程

李东霞（2000-），女，汉族，宁夏石嘴山人，学生，本科在读，研究方向为工业工程

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