人機(jī)工程學(xué)在牙刷中的應(yīng)用.ppt

,人機(jī)工程學(xué)在牙刷中的 應(yīng)用,07機(jī)Y3-周超,2010.12,人機(jī)工程學(xué)與牙刷產(chǎn)品設(shè)計(jì)的相關(guān)概念,1、牙刷產(chǎn)業(yè)分析,中國是世界上牙刷生產(chǎn)量最大的國家：2004年產(chǎn)量約為35億支, 2005年產(chǎn)量約為50億支，截止2006年7月的產(chǎn)量約為28億支。同時(shí), 中國也是世界上牙刷消費(fèi)量最大的國家： 2004年中國大陸消費(fèi)量為73059 5900支( 約7.3億支，約合人民幣15億元),2005年中國大陸消費(fèi)量為890036200支( 約8.9億支，約合人民幣18億元),截止2006年7月中國大陸消費(fèi)量為 565603100 支( 約5.6億支，約合人民幣12億元)。 2004年中國大陸人均牙刷消費(fèi)量為 0.56支 （ 1.18元）， 2005年中國大陸人均牙刷消費(fèi)量為0.68支 （ 1.41 元）。換句話說，2004年中國人平均21.4個(gè)月?lián)Q一支牙刷，到了2005年，中國人平均17.6個(gè)月?lián)Q一支牙刷。這個(gè)趨勢看來比較樂觀：中國人在過去2年中牙刷更換頻率增加了21%。,按這樣的趨勢，到2011年，中國大陸牙刷消費(fèi)量將達(dá)到2617753529支（約26億支），是2005年的2.92倍； 到2014年，中國大陸牙刷消費(fèi)量將達(dá)到5235507059支 （約52億支），是2005年的5.84倍，和2005年中國大陸牙刷產(chǎn)能基本一致。 根據(jù)2006年7月統(tǒng)計(jì)結(jié)果，中國大陸牙刷平均零售價(jià)格為2.13元，2005年同期為2.07元，價(jià)格同比增長2.9%。按這樣的價(jià)格增長趨勢，中國大陸到2011年的牙刷消費(fèi)金額約為68億元人民幣，到2014年的牙刷消費(fèi)金額約為148億元人民幣。 如此大的產(chǎn)業(yè)集群及消費(fèi)情況表明，牙刷的合理設(shè)計(jì)對于行業(yè)來說顯得十分重要。,2、人機(jī)工程學(xué)的涵義,人機(jī)工程學(xué)是20世紀(jì)初發(fā)展起來的一門獨(dú)立的學(xué)科。該學(xué)科在美國被稱為“Human Engineering”或“Human Factor Engineering”；大多數(shù)西歐國家將其稱為“Ergonomics”；日本稱其為人間工學(xué)；在我國還有人類工程學(xué)、人體工程學(xué)、人因工程學(xué)等名稱。按照國際人類工效學(xué)學(xué)會(IEA)的定義，人機(jī)工程學(xué)是研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等方面的各種因素；研究人和機(jī)器及環(huán)境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和休假時(shí)怎樣統(tǒng)一考慮工作效率，以及人的健康、安全和舒適等問題的學(xué)科 人機(jī)工程學(xué)是研究各種條件下的宜人性、生產(chǎn)效率和安全等綜合性能的邊緣性應(yīng)用學(xué)科。,3.1、人機(jī)工程學(xué)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供宜人的設(shè)計(jì)參數(shù),絕大多數(shù)的產(chǎn)品都必須通過人的操作才能達(dá)到其為人服務(wù)的功能的目的。因此，產(chǎn)品必須緊緊圍繞人的操作和使用方式來進(jìn)行設(shè)計(jì)。而人在操作或使用產(chǎn)品時(shí)都離不開自身的生理?xiàng)l件和對產(chǎn)品的控制能力，超出這一范圍，人們在使用這一產(chǎn)品時(shí)就會感到不舒服或達(dá)不到應(yīng)有的使用效率。如對一些象牙刷之類的用于操作的用品或工具，在設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮用于使用時(shí)的操作方式和手的活動范圍，盡量減輕手的疲勞程度，獲得最佳的使用效果和心理感受。因此，我們在設(shè)計(jì)對與手操作有關(guān)的產(chǎn)品時(shí)，首先就必須了解手的基本特征和尺寸，手指的活動范圍，手的觸覺對人心理的感覺特征等設(shè)計(jì)參數(shù)。,3.2、人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,對于產(chǎn)品設(shè)計(jì)來說，使產(chǎn)品適合人的操作特征和最大程度地發(fā)揮產(chǎn)品的使用功效僅僅是一個(gè)方面。而另一方面，設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品必須符合人們心理上對該產(chǎn)品的需求特征，即創(chuàng)造出與人的生理、心理機(jī)能相互協(xié)調(diào)的、宜人的產(chǎn)品形態(tài)。 在人機(jī)工程學(xué)的研究中，強(qiáng)調(diào)人機(jī)關(guān)系的相互協(xié)調(diào)和人與機(jī)在生理、心理方向的機(jī)能特征，為設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)它人的產(chǎn)品提供設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則。 所謂宜人的產(chǎn)品是指在產(chǎn)品的使用功能力面，能最佳適合人們在使用時(shí)的生理特征，使用方便，安全可靠，能最大程度地獲得使用效能；在精神功能方面，能符合人們的心理特征，舒適貼切，具有與人們在情感方面交流的功能。,3.3、人機(jī)工程學(xué)提供設(shè)計(jì)理論依據(jù),人機(jī)工程學(xué)在研究人、機(jī)、環(huán)境三個(gè)基本要素時(shí)，并不單純著眼于個(gè)別要素的優(yōu)良與否，而是將人和所使用的機(jī)及人與機(jī)所共處的環(huán)境作為個(gè)系統(tǒng)來研究。在人機(jī)工程學(xué)中將這個(gè)系統(tǒng)稱為“人機(jī)環(huán)境”系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，人、機(jī)、環(huán)境三個(gè)要素之間的相互作用、相互的依存關(guān)系決定著系統(tǒng)的總體性能。在人機(jī)工程學(xué)的人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通常是在明確系統(tǒng)總體要求的前提下，著重研究和分析人機(jī)環(huán)境三個(gè)要素對系統(tǒng)總體性能的影響，應(yīng)具備的各自功能及其相互之間的關(guān)系。如在系統(tǒng)中，人與機(jī)的功能如何分配；人和機(jī)所構(gòu)成的人機(jī)關(guān)系如何影響環(huán)境；環(huán)境對人，對人機(jī)關(guān)系的反作用如何；等等。經(jīng)過不斷修正和完善三要素之間的結(jié)構(gòu)和組成模式，最終確保系統(tǒng)最優(yōu)組合方案的實(shí)現(xiàn)。,4、牙刷設(shè)計(jì)的人機(jī)工程學(xué)分析,隨著人們生活水平的提高，人們對自己的身心健康日益重視?！安目谌搿边@句話早已成為人們的口頭禪，人們都知道對自己所吃的東西把好關(guān)。但是，人們卻忽視了“病從口入”的另一個(gè)方面，那就是口腔衛(wèi)生的問題。我們知道，口腔是人消化系統(tǒng)中的第一道關(guān)，牙科疾病將直接影響到人的消化。有關(guān)牙科專家指出，牙科疾病還會引起心、腦、脊柱等身體其他部位的一些疾病。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國超過70的人有這樣或那樣的牙科疾病。可見，維護(hù)口腔衛(wèi)生是非常重要的。 刷牙是我們?nèi)粘１３挚谇磺鍧?、健康的重要方法之一。它能消除口腔?nèi)軟白污物、食物碎片和部分牙面菌斑，而且有按摩牙齦作用，從而減少口腔環(huán)境中致病因素，增強(qiáng)組織的抗病能力。刷牙對于預(yù)防各種口腔疾病，特別是對于預(yù)防和治療牙周病和齲病等具有重要的作用。牙齒是人類賴以生存的重要器官，它是構(gòu)成咀嚼器官的主要部分，也與語言、容貌和健康有密切關(guān)系。 要想擁有一口健康漂亮的牙齒，除了養(yǎng)成良好的刷牙習(xí)慣和正確的刷牙方式外，備有一把設(shè)計(jì)合理的牙刷也是至關(guān)重要的。尤其是在牙刷的人機(jī)工程學(xué)上要考慮得盡量周到。于是，本文對目前市場上的牙刷進(jìn)行了調(diào)查分析，把重點(diǎn)放在人機(jī)工程學(xué)上，對牙刷進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。,刷牙是保持口腔清潔的重要措施，它的作用是出去牙齒上的殘存的食物，又不損傷牙齦組織。每一種牙刷都是針對某一使用者群體（如兒童）而設(shè)計(jì)的，它不可能適用于所有的使用者，所以，選擇一把適合自己口腔情況的牙刷就顯得非常重要了。 （1）牙刷的刷頭要適合個(gè)人口腔的大小，不宜過大，刷毛不能過硬、過密、過長。 （2）少年兒童、老年人或牙周病患者，應(yīng)選用較軟的牙刷。 （3）吸煙、愛飲濃茶者，色素容易沉積于牙面，應(yīng)選用中等硬度牙刷。 （4）戴有固定正牙器或口腔內(nèi)有固定修復(fù)體者，要在口腔科醫(yī)生指導(dǎo)下選用特制的異形牙刷，如“V”形牙刷（刷毛毛束排列呈V形）。,V型牙刷：,5、牙刷的日常保護(hù),選擇好一把適合自己口腔情況的牙刷后，還要懂得保護(hù)牙刷的方法。 （1）牙刷使用后要注意清潔，盡量甩掉刷毛上的水分，然后將刷頭向上放于漱口杯中，置于干燥通風(fēng)處。不宜放于密閉的牙刷盒中。 （2）尼龍絲牙刷毛可以制成不同的軟硬度，彈性好，對牙齒的清潔作用及牙齦按摩作用均佳。經(jīng)久耐用，而且干得快，因而多被采用。但尼龍絲受高溫易變形，所以不能用高溫水洗，更不能用煮沸的方法消毒。 （3）發(fā)現(xiàn)刷毛卷曲時(shí)應(yīng)及時(shí)更換。,6、現(xiàn)有牙刷分析,1、牙刷分類，如圖所示：,電動牙刷,電動牙刷是以電能為動力使刷頭運(yùn)動的一類牙刷。電動牙刷按刷頭運(yùn)動方式可分成三類：傳統(tǒng)的橫向移動式牙刷(可同時(shí)伴有縱向移動)，新穎的旋轉(zhuǎn)式牙刷(可有順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)兩種)，近年出現(xiàn)的高頻超聲振動電動牙刷。 旋轉(zhuǎn)式電動牙刷：主要由防護(hù)罩、牙刷頭、永磁式直流檄電機(jī)、手柄盒等組成。牙刷頭的刷毛束沿周圍單排交錯分布，刷毛束之間保持25倍刷毛束直徑的間隙。牙刷頭是可裝卸的。在使用過程中牙刷頭旋轉(zhuǎn)刷毛只有部分圓周面與牙齒接觸，這種牙刷對清潔齒面效果明顯，但對牙齒鄰面的清潔效果不佳。 超聲波電動牙刷：超聲波是指超出人耳可聽頻率段(2020000Hz)的聲波。目前已在半導(dǎo)體清洗、眼鏡清洗等方面得到了廣泛應(yīng)用。超聲波牙刷采用最容易滲透人體的1600000 HZ聲波，可有效清除各種細(xì)小污垢。但超聲波的振動聲會使人產(chǎn)生不適。,手動牙刷,手動牙刷即無任何特殊裝置的普通牙刷。握柄的角度是手動牙刷設(shè)計(jì)研究中的重點(diǎn)。 手動牙刷的刷毛排列：近年來的一些文獻(xiàn)顯示刷毛的排列及刷頭與手動牙刷的刷毛排列有以下幾種：十字交叉式、高低交錯式、鋸齒狀、垂直平齊式及專用于正畸病人的凹槽式。有研究認(rèn)為，刷毛呈十字交叉排列的牙刷與垂直排列的牙刷比較，前者對鄰面間隙和齦溝的清潔效果好，且對牙齦損害小。 手動牙刷的刷柄與刷頭所呈的角度：最常見的牙刷為直柄牙刷，此外，還有帶有前傾角、后傾角的牙刷。,電子牙刷,電子牙刷是刷頭能夠提供電子來破壞菌斑，從而達(dá)到保護(hù)牙齒的一類牙刷。電子牙刷所產(chǎn)生的電子與菌斑內(nèi)的H結(jié)合，使H濃度下降，PH值上升，從而降低菌斑的產(chǎn)酸力。,磁療牙刷,磁療牙刷是通過牙刷產(chǎn)生的磁場影響菌斑內(nèi)乳鐵質(zhì)和轉(zhuǎn)移鐵，從而破壞菌斑，同時(shí)還能促進(jìn)牙周血液循環(huán)的一類牙刷。磁療牙刷對牙齦炎的改善作用較手動牙刷好。 綜上所述，目前的研究結(jié)果傾向于認(rèn)為電動牙刷去菌能力優(yōu)于手動牙刷，旋轉(zhuǎn)式電動牙刷 較側(cè)向移動式清潔效果顯著；超聲電動牙刷除機(jī)械去菌斑作用外，聲微流現(xiàn)象是其去菌斑 的另一重要機(jī)制,2、刷毛、刷頭與刷柄,（1）刷毛的材料,天然豬鬃：天然毛鬃牙刷比較柔軟，其清潔效果及吸附牙膏較好，不伯熱水燙，但干得很慢，不如尼龍絲刷毛美觀，使用時(shí)間也較短。一般牙齦易出血的人宜選用刷毛較軟的牙刷。 尼龍絲：因?yàn)槟猃埥z毛牙刷對牙齒的清潔作用及按摩作用均佳，彈性好且耐磨，所以尼龍牙刷的應(yīng)用更加廣泛。 尼龍納米粘土復(fù)合材料 尼龍納米粘土復(fù)合材料是在尼龍里面添加了一種特殊的納米粘土復(fù)合材料，使得尼龍的強(qiáng)度、韌度等物理性能大大提高。主要產(chǎn)品包括尼龍6、尼龍66等四大系列產(chǎn)品，有直徑0.18mm0.3mm各種規(guī)格?？咕浪⒔z等新產(chǎn)品已進(jìn)入小批量生產(chǎn)?！案呗稘崱?、“兩面針”、“芳草”等著名品牌牙刷的牙刷絲就采用此種材料。,PBT纖維 PBT纖維是聚對苯二甲酸丁二酯纖維的簡稱。PBT纖維具有一下一些特點(diǎn)。 a它具有很好的抗倒毛性，以及良好的耐久性、尺寸穩(wěn)定性和較好的彈性，且彈性不受濕度的影響。 b具有良好的染色性能，色牢度優(yōu)良。 c具有優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性、耐光性和耐熱性。 聚丙烯刷絲(PP) 采用紡絲級聚丙烯切片紡制，質(zhì)輕、硬度高、彈性好，耐較高溫度且無毒副作用，色澤艷麗經(jīng)久不退，適宜做工業(yè)刷和民用生活用刷。規(guī)格為：直徑0.20一0.30mm。 尼龍1010 尼龍1010是中國獨(dú)有的有機(jī)化工原料，無毒無臭，透明潔白。用尼龍1010切片紡絲成形的牙刷絲透明光亮，無色差，絲條均勻，彈性好，耐折撓，不易倒毛，質(zhì)地剛?cè)嵯酀?jì)。規(guī)格有：直徑0.2mm，直徑0.25mm和直徑0.30mm三種。,（2）刷毛質(zhì)地 從刷毛的質(zhì)地上來說有硬毛牙刷與軟毛牙刷，還有中硬混合牙刷。硬毛牙刷對牙齒的清潔效果較好，但對牙齒的磨損作用和牙齒的損傷也較大；軟毛牙刷能進(jìn)入牙齦邊緣以下及鄰面間隙去除菌班，但對較厚的菌斑則不能完全去除。中硬混合牙刷，硬毛可有效清潔，中性毛可按摩牙齦。,（3）刷柄材質(zhì)、形狀 刷柄材質(zhì)、形狀見下表： 刷柄材質(zhì) 塑料、橡膠 刷柄側(cè)面形狀 內(nèi)彎 直線 外彎,（4）刷毛排列 目前市場上出現(xiàn)的牙刷，有四排毛、三排毛和二排毛三種。刷毛最多的50束，最少的14束。一般牙齒健康的成年人，以選用四排毛的牙刷為宜。這種牙刷刷毛彈性好，潔齒力強(qiáng)，刷牙時(shí)省力。兒童最好選用兩排毛NJL童牙刷。其牙刷絲較軟，能較好地保護(hù)兒童乳牙發(fā)育。有牙病的人或老年人應(yīng)選擇三排毛牙刷o這種牙刷刷頭小，刷毛較軟，使用時(shí)不傷牙齦，輕巧靈活。 牙刷刷毛的排列也各不相同，有直線形、鋸齒形、波浪形和v形。這些排列形式都能較好地消除牙齒縫隙間的食物殘?jiān)Ｑ例X比較整齊的可選用直線形牙刷；牙齒不太整齊的人 最好選用v形牙刷。,刷毛排列見下表所示。 直線形 REACH,Oral-B經(jīng)典型，流線型黑人靈活錐形、Oral-B接觸型 鋸齒形 三笑No.D2001，No.D2016，Oral-B先導(dǎo)型，Colgate先驅(qū)型、全效型、旋風(fēng)型、多功能波浪形，兩面針No.L1，甜甜笑No.T9009，黑妹 波浪形 三笑No.D2002，No.998，Crest防蛀伴侶，Colgate適齒波浪形、超感型，夢仕No.MS-8010 V形 夢仕No.MS-8004，甜甜笑No.T9005，黑人“晶瑩按摩”,（5）刷頭形狀 刷頭形狀見下表： 方形 三笑No.D2005 圓拱形 REACH，黑人“晶瑩按摩” 橢圓形 三笑No.2016,OraiB，Colgate，兩面針，黑妹，Crest 三角形 三笑No.D2002，佳潔士 ; 鉆石形 三笑No.998，三笑No.D2001，Colgate旋風(fēng)型,3、尺寸統(tǒng)計(jì) 現(xiàn)有牙刷尺寸統(tǒng)計(jì)見下表： 全長 188.3mm 10.8mm 握柄長 109.2mm 8.9mm 前柄長 79.1mm 10.3mm 刷頭長 30.7mm 5.06mm 刷毛長 11mm 1.2mm,4、顏色分析 在牙刷設(shè)計(jì)中，刷毛多采用代表清潔的白色、白色與藍(lán)色相間、白色與綠色相間等顏色。 而刷柄的色彩則有多種選擇。不同的色相，如紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫、白、灰、黑等都有不同的色彩聯(lián)想，所以并不是每一種色相都適合牙刷的設(shè)計(jì)，如黑色牙刷就非常少見。而且，不同的色調(diào)所引起的聯(lián)想也不問。不同的配色產(chǎn)生的效果也不同。下面就與牙刷設(shè)計(jì)關(guān)系較為密切的色彩分析如下。,1)色相引起的抽象聯(lián)想 紅色：活躍、緊張、歡心、興奮等。 橙色：高興、活躍、精神、熱鬧等。 黃色：愉快、開心、明朗、精神等。 綠色：年輕、新鮮、希望、平靜等。 藍(lán)色：沉著、涼快、深遠(yuǎn)、誠實(shí)等。 紫色：高貴、神秘、女性化、哀傷等。 白色：清潔、純潔、開明、和平等。 灰色：沉著、抑郁、暗淡、冷漠等。 黑色：陰沉、嚴(yán)厲、中立、沉重等。 2)色調(diào)引起的聯(lián)想 強(qiáng)調(diào)：簡潔、柔弱、愉快、涼爽、清澈、明媚等，適合用于牙刷設(shè)計(jì)。 深調(diào)：充實(shí)、老練、傳統(tǒng)、生動、高尚、趣味等，可選擇性地用于牙刷設(shè)計(jì)。 亮調(diào)：年輕、新鮮、開朗、健康、清澈、新潮等，可選擇性地用于牙刷設(shè)計(jì)。 暗調(diào)：樸實(shí)、充實(shí)、穩(wěn)重、沉著、強(qiáng)硬、男性化等，可選擇性地用于牙刷設(shè)計(jì)。,3)不同的配色效果 紅、白、黑相配，有一種永恒的美感。如紅色刷柄配白色的寧、白色的刷頭。 高明度的綠色與純綠色相配，顯得清澈、涼爽。 低純度的寒色與中性色相配，產(chǎn)生靜感。 白色與純紅的配色，有朝氣蓬勃感。 白色與綠色或藍(lán)色的配色有清爽、健康的感覺。,牙刷操作分析,1、人手腕部的受力特征 腕部的形態(tài)分為撓側(cè)偏、尺側(cè)偏、背側(cè)屈、掌側(cè)屈和正中五種形態(tài)，正中為自然形態(tài)。其余四種狀態(tài)均為非自然形態(tài)。 正中位置是手的自然位置。在此位置，手的腕部受力狀態(tài)最佳，因此，在進(jìn)行牙刷設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能使手處于正中狀態(tài)操縱牙刷。 2、刷牙方式分析 人手具有極大的靈活性。單就抓握動作而言，也有多種方式。其中主要的三種形式是前傾式、后傾式和無角度式。 根據(jù)人手腕部的受力特征，刷洗牙齒內(nèi)側(cè)，尤其是刷內(nèi)側(cè)后半部時(shí)，刷柄前傾時(shí)，人手腕部接近自然位置，手腕感覺最舒適。刷柄后頓時(shí)，手腕處于尺(撓)側(cè)偏狀態(tài)，感覺最不舒適。,刷洗外側(cè)牙面時(shí)，牙刷沿著牙床垂直的方向上下移動。刷柄后傾時(shí)，人手腕部接近自然位置，手腕感覺員舒適。刷柄前傾時(shí)，手腕處于尺(撓)側(cè)偏狀態(tài)，手腕感覺最不舒適。 刷洗上下咬合面時(shí)，直柄牙刷手腕感覺最舒適。 刷洗前表面時(shí)，牙刷頸部后傾時(shí)，手腕感覺最舒適。 考慮到牙齒內(nèi)表面，尤其是內(nèi)表面后半部最難清潔，故應(yīng)按該位置考慮刷頭與刷柄的夾角。在此位置，采 用頸部前傾式牙刷劇柄，手的腕部受力狀態(tài)較合理。 頸部前傾式牙刷刷柄雖然解決了前牙內(nèi)面、牙齒內(nèi)表面后半部的清潔問題，但是，由于沿齒縫方向清潔內(nèi)、外表面齒間鄰面時(shí)，刷柄的施力和刷頭的阻力之間存在旋轉(zhuǎn)力矩，致使手難于穩(wěn)定地持握牙刷。特別是在狹小的牙床高度空間內(nèi)，頻繁、枯燥的上下移動動作極易造成腕部、小臂、大臂和精神疲勞。在刷洗外側(cè)牙面、上咬合面以及前表面時(shí)，手的腕部還無法保持順直狀態(tài)，使得腕部受力更加惡化。 如能將刷頭設(shè)計(jì)成沿齒縫方向的電動旋轉(zhuǎn)式，就可以克服手動牙刷的這一致命弱點(diǎn)?？克㈩^的旋轉(zhuǎn)來完成牙刷沿齒縫方向的相對運(yùn)動，達(dá)到清潔齒間鄰面的效果。這樣，就可以避免在狹小的牙床高度空間內(nèi)頻繁的上下移動所造成的疲勞；同時(shí)，也可以大大提高潔齒的效率,牙刷功能分析,1、刷柄結(jié)構(gòu) 典型的刷柄結(jié)構(gòu)一般握柄主體細(xì)長美觀，有塑膠墊防滑裝置，不易滑脫。但該部位易積污垢，難于清洗。 采用傳統(tǒng)的直柄設(shè)計(jì)，握柄頸部細(xì)長，可以靈活地在口腔內(nèi)移動。矩形截面可以防止刷齒縫時(shí)握柄的轉(zhuǎn)動。但塑膠墊防滑裝置易積污垢，難于清洗。 握柄形狀較美觀，形似一柄羽毛，寬大的尾部有利于持握。但拇指和食指的持握處的形態(tài)語義不明確，持握時(shí)會感覺不適。 握柄主體呈方形，頸部采用皺褶形減振裝置，以吸收過大的力度，刷柄兩側(cè)均設(shè)有防滑 顆粒，以免滑動。 橋形減振裝置，吸收過大的用力。有防滑裝置。握柄主體采用不對稱圓弧形設(shè)計(jì)，防止旋轉(zhuǎn)。 采用近于長方形的握柄設(shè)計(jì)，內(nèi)側(cè)拇指按壓處有防滑設(shè)計(jì)，不易滑動和轉(zhuǎn)動。 頸部的拱形設(shè)計(jì)，不利于在口腔內(nèi)活動。圓形截面，持握手感較舒適，但無防滑設(shè)計(jì)，無法防止刷柄旋轉(zhuǎn)、軸向滑動 握柄主體弧形變化過大，持握位置不明確。圓形截面的環(huán)狀防滑涉及無法防止刷柄旋轉(zhuǎn)。,2、刷毛排列 具有代表性的刷毛排列方式包括： （1）典型的傳統(tǒng)植毛方式：對牙齒表面清潔能力強(qiáng)，對牙縫清潔能力強(qiáng)； （2）鋸齒形植毛方式：對牙齒咬合面清潔能力強(qiáng)，突出部分刷毛兼顧牙縫及牙面的清潔，長的軟毛有利于牙齦按摩； （3）波浪形植毛方式：其形狀類似外齒面形狀，凹陷部分刷毛清潔牙面，凸起部分刷毛清潔牙縫； （4）V形植毛方式：便于清潔齒縫，不利于清潔牙齒表面。 3、刷頭形狀 典型的刷頭形狀包括： （1）方形刷頭刷毛多，與牙齒接觸面大，可縮短刷牙時(shí)間。但刷頭體積大，在口腔中活動不靈活，較難達(dá)到口腔深部的難清潔部委。方形棱角易碰傷口腔； （2）圓拱形刷頭刷毛較多，與牙齒接觸面大。前端圓拱形不易碰傷口腔壁及牙床； （3）橢圓形刷頭較易達(dá)到口腔深部的難清潔部位，且不易碰傷口腔壁及牙床； （4）三角形刷頭刷毛小巧，活動靈活，更易深入口腔深部的難清潔部位。但刷毛較少，與牙齒接觸面小，會增加刷牙時(shí)間，而且前端較尖，若不慎會碰傷口腔； （5）鉆石形刷頭綜合了前兩種刷頭的優(yōu)點(diǎn)。,牙刷尺寸計(jì)測,1、計(jì)測對象選擇 計(jì)測群體的選擇與牙刷的使用群體應(yīng)相同。例如，可以選擇1555歲的男女作為使用群體和計(jì)測群體。,2、計(jì)測項(xiàng)目選擇,手部： 主要包括拇指指幅、把握長度、把握直徑、最大展曲角、最小展曲角、張彎最大角、張彎最小角、牙床彎度和牙床高度。 齒部： 主要包括牙床彎度和牙床高度。,3、統(tǒng)計(jì)計(jì)測值,名稱 平均值 標(biāo)準(zhǔn)差 拇指指幅 19.77mm 1.47mm 把握長度 121.9mm 3.5mm 把握直徑 13mm 1.2mm 展屈最大角 183.18 3.38 展屈最小角 130.96 2.814 最大張彎角 249.34 3.708 最小張彎角 114 2.43 牙床彎度 22.6 1.071 牙床高度 15mm 2.6mm,牙刷設(shè)計(jì)的改進(jìn)設(shè)想,根據(jù)前面對牙刷的現(xiàn)狀分析，目前新設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮電動式牙刷?？紤]到刷牙時(shí)沿齒面上下移動清潔齒縫為主要操作動作，頻繁的上下移動動作極易造成腕部、小臂、大臂和精神疲勞，使得很多人在刷牙時(shí)不得不采用不正確的水平橫刷方式。同時(shí)，受牙床高度的限制，較短的上下移動距離也增加了動作的難度。因此，本設(shè)計(jì)采用電動圓柱形刷頭，沿柱面周邊植毛。圓柱形刷頭可以正、反向旋轉(zhuǎn)，這樣就可以方便地完成清潔上下齒齒面、齒縫和牙齦溝，免去了頻繁、枯燥、極易疲勞的上下移動動作。 為了保證手腕處于自然的順直狀態(tài)，避免刷牙內(nèi)側(cè)時(shí)腕部受靜態(tài)肌力，刷柄采用內(nèi)彎式。據(jù)統(tǒng)計(jì)，牙床彎度在2025之間，新設(shè)計(jì)應(yīng)采用的內(nèi)彎角度最好為12左右。因?yàn)檫^大的彎角，會使刷頭和刷面之間產(chǎn)生較大的力矩，造成刷牙動作不穩(wěn)定。 另外應(yīng)在刷頭一側(cè)設(shè)計(jì)一個(gè)防護(hù)蓋，以防止刷牙時(shí)刷毛劃傷舌、腭、唇、頰。,一、牙刷刷頭,1、刷頭形狀：采用圓柱刷頭、柱面周邊植毛方式。刷頭部分應(yīng)小巧，以便在口腔內(nèi)活動靈活。 2、刷頭直徑、長度：根據(jù)現(xiàn)有牙刷統(tǒng)計(jì)，刷頭直徑應(yīng)在1012mm之間，刷頭長度取30mm。 3、刷毛長度：為避免刷毛很快產(chǎn)生倒毛現(xiàn)象，刷毛長度應(yīng)在45mm之間。 4、刷毛材質(zhì)：從耐磨性、抗菌性、彈性、美觀等方面考慮，采用尼龍納米粘土復(fù)合材料制作。 5、刷毛圓頸：根據(jù)有關(guān)除垢度的研究報(bào)告，直徑為0.200.25mm的刷毛除垢度最好。 6、刷毛排列方式：刷毛采用長短兩層結(jié)構(gòu)，長的用軟性毛，短的用中硬度毛。長的軟性毛用于清潔齒間鄰面和牙齦按摩，短的中硬度毛用于清潔齒面。 7、刷毛形狀：刷毛前端部磨成球狀，以保護(hù)牙齦。,二、牙刷刷柄,新設(shè)計(jì)應(yīng)采用持握舒適的魚腹型手柄設(shè)計(jì)，拇指按壓處為開關(guān)。目前的刷柄直徑過于窄小，從計(jì)測值來看，刷柄直徑大約在13M。持握的穩(wěn)定性和舒適性都較差，需增加防滑、止推結(jié)構(gòu)才能保證持握的穩(wěn)定。新設(shè)計(jì)應(yīng)將刷柄最大截面直徑的結(jié)構(gòu)尺寸增加到30M，使其充分與手掌接觸，將集中在手指部分的持握力分散到整個(gè)手掌，以此達(dá)到持握舒適和穩(wěn)定的目的。避免因刷柄過于窄小而增加的防滑、止推結(jié)構(gòu)，使得牙刷握柄整體造型簡潔、流楊，持握舒適、穩(wěn)定。,牙刷的設(shè)計(jì)實(shí)例分析,在1986年國際口腔衛(wèi)生研討會得出結(jié)論：無論采用什么刷牙方法，電動牙刷比一般牙刷能更有效清除菌斑。許多比較手動和電動牙刷的研究表明：(1)電動牙刷有輕微優(yōu)勢，因此可能達(dá)到某些長而寬的手動牙刷所不能達(dá)到的鄰間隙；(2)電動牙刷產(chǎn)生較少的牙體和牙齦 的損害，主要是因?yàn)檩^輕的刷牙力量或者減少刷牙了的運(yùn)動。從那時(shí)開始，新一代的電動牙刷在許多方面發(fā)生了改變。 近年來出現(xiàn)了更多的電動牙刷和手動牙刷比較的研究，在12到18個(gè)月的實(shí)驗(yàn)中，結(jié)果很顯著。在這些研究中，新式電動牙刷和舊式牙刷不一樣，不會折斷，長期應(yīng)用電動牙刷比手動牙刷在去除菌斑方面更有效。 新一代電動或超聲波牙刷的最新試驗(yàn)改變了舊牙刷的研究結(jié)果。在短期研究中，一些新型電動牙刷在統(tǒng)計(jì)和臨床方面都顯示對口腔健康有顯著的改善，這些數(shù)據(jù)是可信的，但更需要長期研究的數(shù)據(jù)。 老式電動牙刷是有效的，由于在手柄上電能貯存比較低，并且當(dāng)遇到較大阻力時(shí)會停止轉(zhuǎn)動，因此通常沒有對牙齦的損害。這些牙刷，相對短時(shí)間的作用，在最初使用中，使用的效果是滿意的。在嚴(yán)格設(shè)計(jì)的研究中，新式電動牙刷的菌斑清除率顯著高于手動牙刷，由于電動牙刷價(jià)格高，并且在使用中有噪音，并非所有的電動牙刷需長期使用。,一些研究表明新型電動牙刷對牙齦磨耗極低，但長期結(jié)果有待于進(jìn)一步調(diào)查。使用電動牙刷的專業(yè)指導(dǎo)對于使用效果有巨大改善，例如：對鄰面牙菌斑的清除更穩(wěn)定和有效。 專業(yè)人士的首選仍是手動牙刷，但是對于大眾，新一代的電動牙刷顯示出優(yōu)越性，細(xì)菌附著與牙菌斑的殘留明顯減少，還能輔助牙周病的治療。沒有使用電動牙刷對鈦種植體表面損害的報(bào)告，電動牙刷比手動牙刷有更強(qiáng)的去除鄰面菌斑的功能，主要是比較小的刷頭結(jié)構(gòu)和運(yùn)動的結(jié)果，這個(gè)事實(shí)和結(jié)果增加了刷頭達(dá)到所有的牙面和減少刷牙時(shí)間的需求，在普通大眾的使用者可以顯著地改善口腔衛(wèi)生。如何利用新的理論和技術(shù)改進(jìn)手動牙刷，使之能更加有效的維護(hù)口腔的健康，是我們這次設(shè)計(jì)的目的。 牙刷設(shè)計(jì)首先要求牙刷頭寬窄合適，以適應(yīng)扭轉(zhuǎn)，分區(qū)洗刷的實(shí)際需要，牙刷柄扁平而直，使之具有足夠的刷去污物和按摩牙齦的力量，每組牙刷毛的長度相等，以適應(yīng)三面洗刷的需要，各組毛的間隔距離適當(dāng)，易于保持牙刷本身的清潔，每組無成柱狀，防止刺傷或擦傷牙齦。 從牙刷毛的材料上看，有天然豬鬃和尼成龍絲毛兩種。天然毛鬃牙刷其清潔效果及吸附牙膏較好，但干得很慢，尼龍絲毛牙刷則對牙齒的清潔作用及按摩作用均佳，彈性好且耐磨。所以尼龍牙刷的應(yīng)用更加廣泛。 從刷毛的質(zhì)地上來說，有硬毛牙刷與軟毛牙刷。硬毛牙刷對牙齒的清潔效果較好，但對牙齒的磨損作用和牙齒的損傷也較大；軟毛牙刷能進(jìn)入齦緣以下及鄰面間隙去菌斑，但對較厚的菌斑則不能完全去除。,1 、充分了解人們對牙刷的使用是我們設(shè)計(jì)的起點(diǎn) 一般來說，目前市場上銷售的國產(chǎn)牙刷，使用 l-3個(gè)月，牙刷毛就彎曲了。而彎曲的牙刷毛不僅不能刷凈牙縫中的食物殘?jiān)?，還會擦傷牙齦。所以，發(fā)現(xiàn)牙刷毛彎曲時(shí)，應(yīng)該立刻換一把新牙刷。另外使用時(shí)間過長的牙刷頭內(nèi)易存留細(xì)菌。所以一般建議最少每三個(gè)月更換一次牙刷。 一般而言，我們可以根據(jù)刷牙的方法對牙刷的設(shè)計(jì)方法分為以下幾種： 短橫刷法 這種方法對牙周疾病的預(yù)防有較好效果（注意：這種刷牙方法因操作要求較高，切忌大幅度水平拉鋸式橫刷，拉鋸式橫刷可能造成牙齒表面的楔狀缺損，這是一種常見的由于刷牙方法不當(dāng)造成的牙體缺損。） 豎轉(zhuǎn)動法 刷牙齒的內(nèi)、外面時(shí)，刷毛和牙長軸平行，刷毛指向牙齦，加壓、順著牙縫方向轉(zhuǎn)動（動畫4），刷上牙時(shí)從上往下刷，刷下牙時(shí)從下往上刷。通過牙-牙齦交界處要有力些，在同一部位重復(fù)5-6次。刷咬合面和牙列中最末端牙的末端軸面（靠近咽喉的那面）時(shí)要點(diǎn)與Bass法相同。這種方法對齲齒的預(yù)防效果較好。 改良Bass法：即以上兩種方法結(jié)合使用，是目前認(rèn)為比較有效的刷牙方法。 當(dāng)然，無論哪種刷牙方法，都應(yīng)強(qiáng)調(diào)面面俱到，即全面徹底的清潔牙齒。另外，每天刷牙至少兩次，有條件的每次飯后都應(yīng)刷牙?？谇会t(yī)師建議：在能夠正確掌握要領(lǐng)的情況下，盡量采用改良Bass法，否則以豎刷法為好。,在牙刷的設(shè)計(jì)過程中還應(yīng)當(dāng)注意以下幾個(gè)問題： 牙刷刷頭要便于清洗，容易干燥而殺菌； 牙刷刷頭的設(shè)計(jì)要注重刷毛的彈性和柔韌性； 要分年齡層次最牙刷進(jìn)行設(shè)計(jì)； 牙刷設(shè)計(jì)盡量對顏色以及形體多元化，以便于辨認(rèn)，這樣會起到更好的效果。,Visible Signals 視覺信息 Comfortable 方便舒適 Distinctive 與眾不同 Functional Differentiation 功能特征 Scrubbing 易于清洗 Interdental Cleaning 清理齒間 Gentle to Gums 不傷牙齦 Hygienic, Antibacterial 衛(wèi)生，抗菌 Durable 經(jīng)久耐用 Whitening Assist 增白 Tongue Cleaning 舌苔清潔,2、設(shè)計(jì)目標(biāo),現(xiàn)在通常的牙刷有四個(gè)部分：刷頭、刷頸、刷毛和刷柄。刷頭應(yīng)稍短、稍窄、以便伸入整個(gè)口腔，刷凈難刷的部位。刷頭最好成圓弧狀，以免刮傷牙肉。刷頸要有適當(dāng)?shù)膹澏?，以配?牙齒床的弧度而深達(dá)后臼齒區(qū)。刷毛要軟硬適當(dāng)，頂端經(jīng)過特殊處理，免得損傷牙齦及牙釉質(zhì)。刷毛部分的外側(cè)應(yīng)稍長且柔軟，以利牙齦的按摩。刷柄以好握為度。一般的牙刷，應(yīng)用過3個(gè)月左右更新一次，刷毛已向兩側(cè)傾倒的牙刷，不可再用，它不僅無法清除牙垢，而且易傷牙齦。,3、牙刷結(jié)構(gòu)組成及工藝,國內(nèi)外形態(tài)各樣的牙刷帶給我們美的享受 了解你的消費(fèi)群體，首先針對將要設(shè)計(jì)發(fā)展的產(chǎn)品作全盤性的了解，透過信息收集與市場調(diào)查的方法，去探詢市場上同類產(chǎn)品的競爭態(tài)勢，銷售狀況及消費(fèi)者使用的情形(包括的操作的習(xí)慣，使用后的抱怨點(diǎn)與對新功能潛在的需求)還有市面上的流行事物。在分析評估后得加上公司發(fā)展策略的考量，以企劃出新產(chǎn)品的整體“概念”！ 從以上的實(shí)例看出不管是在前期資料收集和試驗(yàn)階段還是在后期的生產(chǎn)制作階段，系統(tǒng)性的分析產(chǎn)品，以求達(dá)到工藝，功能，技術(shù)，美觀的統(tǒng)一。這是提供給消費(fèi)者良好的口腔護(hù)理產(chǎn)品的基礎(chǔ)。,結(jié)論與展望 1938年牙醫(yī)羅拔赫遜博士制造了世界上第一支尼龍牙刷；1949年羅拔赫遜博士在美國創(chuàng)立了歐樂B公司；1984年 吉列公司收購歐樂B公司；1993年 上海歐樂B有限公司成立；現(xiàn)在，歐樂B有限公司擁有三十多種設(shè)計(jì)專利，業(yè)務(wù)分布一百多個(gè)國家，是口腔護(hù)理用品的倡導(dǎo)者。 中國有70以上的國民由于患有牙齦組織疾病，而倍受折磨，由此引發(fā)的全身疾病也大有人在，人們天天刷牙，為何還不能有效預(yù)防牙病呢？是不是走入誤區(qū)了？因?yàn)槿藗冇矛F(xiàn)有牙刷刷牙，易損傷牙釉牙齦，造成牙齦出血，導(dǎo)致血液感染，易患心血管等疾病，既不能徹底清除牙縫殘?jiān)?，易產(chǎn)生異味，也不能有效按摩牙齦，起不到很好的口腔保健作用，導(dǎo)致齲齒、牙漬、牙垢和口腔炎的發(fā)生，滋生有害菌進(jìn)入腸胃或毛細(xì)血管傷害身體。（即使一些電動牙刷也是延續(xù)老式的刷牙模式）也不能保證牙齒相伴到老。在無換代產(chǎn)品上市之前，消費(fèi)者只能被動的接受現(xiàn)有牙刷，所以，對一種良好品質(zhì)高科技含量的牙刷的設(shè)計(jì)和制造在口腔護(hù)理方面具有重要意義。,近幾年來，牙刷的各項(xiàng)技術(shù)飛躍發(fā)展，牙刷設(shè)計(jì)思想也從裝飾性向?qū)嵱眯院团R床效果轉(zhuǎn)化。世界牙刷市場的發(fā)展潮流己經(jīng)從多少年來“一種牙刷，誰都合適”這樣的觀念發(fā)展為高度的市場細(xì)分化。這種細(xì)分化甚至超出了牙刷的基本清潔功能。市場不僅要求牙刷有其基本的清潔功能，而且還要求有臨床的功能，甚至希望刷牙不僅是一種習(xí)慣，而且成為一種生活需求和美好的享受，從而使刷牙真正成為人們?nèi)粘２豢扇鄙俚囊环N需要。人機(jī)工程學(xué)是一門新興的邊緣學(xué)科。它是運(yùn)用人體測量學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)和生物力學(xué)以及工程學(xué)等學(xué)科的研究方法和手段,綜合地進(jìn)行人體結(jié)構(gòu)、功能、心理以及力學(xué)等問題的研究的學(xué)科。 本文從牙刷設(shè)計(jì)的多個(gè)方面結(jié)合人機(jī)工程學(xué)做了詳細(xì)分析，特別是在對牙刷設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀進(jìn)行資料收集分析后，得出了符合人機(jī)工程學(xué)原理的牙刷設(shè)計(jì)的新構(gòu)想，對牙刷設(shè)計(jì)與人機(jī)工程學(xué)的結(jié)合創(chuàng)新是本文的最大貢獻(xiàn)。 當(dāng)然，對牙刷刷毛的材質(zhì)，刷毛尖端形狀的設(shè)計(jì)，刷柄的設(shè)計(jì)等，還在不斷發(fā)展，并將逐漸地與