座椅扶手支撐對VDT作業(yè)人員鼠標操作的影響研究

1、座椅扶手支撐對VDT作業(yè)人員鼠標操作的影響研究摘要：為了探討座椅扶手支撐對VDT作業(yè)人員鼠標操作的影響關系，采用可以調(diào)節(jié)扶手支撐的Dxracer FEO辦公座 椅，選取30名VDT作業(yè)人員作為被試，使用Aim booster軟件進行鼠標操作測試，采集有無扶手支撐兩種狀態(tài)下的測 試數(shù)據(jù)。結果表明，有扶手支撐時的鼠標點擊精確度及擊中目標次數(shù)較無扶手支撐時的更高；有扶手支撐時的鼠標 點擊平均反應時間較無支撐時的更高；性別對鼠標點擊績效存在影響。據(jù)此提出針對不同鼠標操作任務類型的座椅 扶手設置等相關建議。關鍵詞：座椅；扶手支撐；VDT作業(yè)；鼠標操作Research on the Influence o

2、f Seat Armrest Support onMouse Operation of VDT OperatorsAbstract: In order to explore the influence of armrest support on the mouse operation of VDT operators, the Dxracer FEO office seat with adjustable armrest support was adopted. 30 VDT operators were selected as subjects. Mouse operation test w

3、as conducted using Aim booster software to obtain test data in two states with and without armrest support. The results show that the mouse click accuracy and hit times are higher when there is armrest support than when there is no armrest support. The average reaction time of mouse clicks with armr

4、est support was higher than that without armrest support. Gender has an impact on mouse click performance. Some suggestions on seat armrest setting are put forward for different mouse operation tasks.Key words: seat; armrest support; VDT (visual disply terminal); mouse operation互聯(lián)網(wǎng)和計算機技術的發(fā)展極大地改變了辦 公

5、場所的作業(yè)模式，出現(xiàn)越來越多的VDT(visual display terminal)作業(yè)，即作業(yè)人員利用計算機系統(tǒng) 的視覺顯示終端進行數(shù)據(jù)、文字、圖像等信息處理 工作的總稱 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 叫而作業(yè)人員在使用計算機進行辦公 操作時有50%60%的時間是通過鼠標完成的鼠 標最基本的操作移動和點擊對于VDT人員必不可 少。伴隨著鼠標和鍵盤的頻繁使用，大多數(shù)作業(yè)人 員習慣性將鍵鼠置于工作桌面上進行操作，且操作 鍵盤和鼠標所用時間長，頻率高，腕部、肘部關節(jié) 需要反復活動，腕肘又長時間處于無支撐狀態(tài)，所 以極易導致腕肘出現(xiàn)不適的癥狀

6、HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 3，會對VDT作業(yè) 人員產(chǎn)生不同的影響。這種影響是潛在的，最直接 影響的是工作人員的主觀使用感受，進而影響到其 工作效率。協(xié)調(diào)的“人-計算機-環(huán)境是提高工作績 效的重要基礎，其中工作所必備的辦公座椅就是勞動環(huán)境中的重要組成部分。1.2鼠標操作績效的研究辦公座椅作為坐姿工作中與人體接觸最為密切 的家具之一，它與人體的功能結構、尺寸形態(tài)等有 著密切的關系 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 田。辦公座椅的研究日益引起人們的 重視，對座椅而言最重要的就是舒適度，座椅舒適

7、 度可以通過作業(yè)人員的主觀多方位評價體現(xiàn)，具有 個體差異性 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 5o座椅材質(zhì)、腰背支撐和可調(diào)節(jié)性等 因素是座椅舒適度的重要指標 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 6o設計合理的座椅 可以將人體部位重量分散傳遞，減少身體能耗，避 免腰椎頸椎疾病的發(fā)生，同時可以降低不舒適感， 提升工作績效 HYPERLINK l bookmark55 o Current Document 回?？梢?，以往對于作業(yè)人員坐姿體 態(tài)、座椅腰背支撐的研究較為廣泛，此類指標如不 合理都會改變座椅整

8、體的舒適度，可能引起不同程 度的疲勞或是肌骨不適感，進而影響工作績效。有 研究指出，高度、方向可調(diào)的扶手支撐會影響 VDT作業(yè)的鍵盤和鼠標操作 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 10，該研究采用肌電、 坐姿及量表分析人員的不舒適感，但并未說明扶手 支撐對鼠標操作績效的具體影響是什么。動環(huán)境中的重要組成部分。1.2鼠標操作績效的研究綜上所述，本文為探討辦公座椅扶手支撐對鼠 標操作的具體影響，設置有無扶手支撐作為對照組 進行實驗研究，采用Aim booster軟件測試被試鼠標 操作的績效輸出。旨在為提高VDT作業(yè)人員工作舒 適性和工作效率提供理論依

9、據(jù)，為企業(yè)人-機-工作 環(huán)境優(yōu)化提供管理建議，并為研究不同特征辦公座 椅對員工作業(yè)績效的影響關系提供一種新的研究思 路和方法。1理論基礎及研究假設1.1肘部(扶手)支撐的影響研究肘 HYPERLINK l bookmark57 o Current Document 部支撐是一種比較簡單有效的預防肌骨損傷 的措施 HYPERLINK l bookmark57 o Current Document 四。上肢部位的支撐可以有效地降 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 低主觀不 舒適感，可以減輕肩頸及上肢部位的疼痛 HYPERLINK l bookmar

10、k59 o Current Document 眼同 時有學者研究發(fā)現(xiàn)肘部支撐比腕部支撐可以更好地 降低肩部酸痛發(fā)生率，肘部支撐時可以降 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 低肩部肌 肉以及斜方肌的肌肉負荷，不易造成疲勞 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 15o也有 研究探討了不同肘部支撐高度對 HYPERLINK l bookmark61 o Current Document 于打字活動時相關 肌群的AEMG水平具有顯著影響 HYPERLINK l bookmark61 o Current Doc

11、ument 顧。而座椅扶手作 為提供肘部支撐的一種有效手段，絕大部分辦公座 椅均具有扶手。本文將有無扶手支撐設置為本研究圖形用戶界面(GUI)區(qū)別于以往的命令行界面， 是目前操作形式的主流。而在這一形式下指點操 作成為了人機交互中最為主要的操作元素，指點 操作細微提升也會對用戶的工作效率產(chǎn)生極大的 影響 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 17o菲茨定理(Fitts Law)被廣泛應用于人機交互領 域，菲茨通過設計往復敲擊、圓盤移動及插針實 驗，得出如果目標與當前位置距離(D)越遠，或是 目標尺寸(幻較小，從當前移動到目標位置的時間 就會越長 H

12、YPERLINK l bookmark63 o Current Document 吧具體公式為MT = a + b log2(D/W + 1)。 其中，MT (movement time)為移動時間，a、b為常數(shù)?；诜拼亩ɡ?，部分學者 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 17,1921設計了不同類型 的鼠標指點實驗研究點擊績效，其測量變量均有點 擊精確度、平均反應時間，并驗證了不同情境變量 水平下的鼠標操作績效變化規(guī)律。據(jù)此提出，假設 有扶手支撐時的鼠標點擊精確度高于無扶手支撐 時；H1b有扶手支撐時的鼠標點擊平均反應時間低于 無扶手支撐時。2

13、實驗設計與實施2.1實驗設計對辦公座椅扶手與鼠標操作影響的實驗研究， 主要包括有扶手支撐和無扶手支撐2種狀態(tài)。被試 執(zhí)行鼠標精度實驗，利用Aim booster軟件進行記錄 數(shù)據(jù)(精確度、擊中次數(shù)、平均反應時間)，使用Spss 22.0導入數(shù)據(jù)進行分析。實驗采用單因素2水平的設計方案。首先，選 擇一款桌面高度固定的普通辦公桌和Dxracer FE0辦 公座椅，該座椅可對扶手支撐進行調(diào)整。其次，安 排被試坐在座椅中部，眼睛距離屏幕為50 cm，軀 干保持挺直，背部輕靠在椅背，雙手手肘自然下 垂，同時避免身體的大幅擺動，保證穩(wěn)定測試，如 HYPERLINK l bookmark6 o Curren

14、t Document 圖1、 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 2所示。作業(yè)人員的鼠提也H情境下,VDT】blis上試人員進行訪談，包括一些基本信息以及主觀的實 驗感受。實驗過程易于操作，即被試通過搜索-移動-點 擊3步來完成測試。在正式實驗前，先對被試進行 指導說明，讓被試對軟件操作熟悉了解。實驗分 2天進行，第1天隨機選出2作業(yè)人員的鼠提也H情境下,VDT】blis上試人員進行訪談，包括一些基本信息以及主觀的實 驗感受。圖1有扶手支撐的座椅圖示Figure 1 The seat with armrest support圖2無扶手支撐的座椅圖示

15、Figure 2 The seat without armrest support圖1有扶手支撐的座椅圖示Figure 1 The seat with armrest support圖2無扶手支撐的座椅圖示Figure 2 The seat without armrest support1）實驗環(huán)境。實驗場地選擇只需符合實際VDT人員的辦公環(huán) 境即可，光線良好，為順利進行實驗還需保證環(huán)境 穩(wěn)定無干擾因素，室溫恒定在26 C左右。2）實驗設備。準備一臺Lenovo電腦，型號為G510,鼠標選擇 rival 310， 一把Dxracer FE0辦公座椅，如 HYPERLINK l bookmark

16、28 o Current Document 圖3所示。Dxracer FE0辦公座椅的座面、座高和扶手等參 數(shù)均符合國家標準GB/T14774-93X作座椅的一般人 類工效學要求，同時滿足VDT座椅主要尺寸的標準 化設計參數(shù)22。另外，此款座椅還具有扶手可升降 調(diào)節(jié)的優(yōu)勢，實驗時控制其他參數(shù)一致，設置扶手 支撐有無即可。Aim booster是一款鼠標訓練與測試軟件，其設 置及測試界面如 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 圖4所示。目標持續(xù)時間指的是圖 中橙色目標出現(xiàn)的時間，目標大小是指圖中橙色目 標的大小，網(wǎng)格大小則指的是目標隨機出現(xiàn)的測試 區(qū)

17、域，即灰黑色背景網(wǎng)格的大小。整個測試區(qū)域被 均勻分成24x16=384個邊長6 mm的正方形，目標在 此區(qū)域隨機出現(xiàn)，被試需及時作出反應進行點擊。圖4 Aim booster測試設置界面Figure 4 The Aim booster test setup interface21圖3 Dxracer FE0辦公座椅Figure 3 Dxracer FE0 office chair名稱指標Target duration（目標持續(xù)時間）0.5 sGrid size（網(wǎng)格大?。?00 x420 pxTarget size（目標大小）50 px實驗點擊次數(shù)30次表1 21圖3 Dxracer FE0辦

18、公座椅Figure 3 Dxracer FE0 office chair名稱指標Target duration（目標持續(xù)時間）0.5 sGrid size（網(wǎng)格大?。?00 x420 pxTarget size（目標大?。?0 px實驗點擊次數(shù)30次表1 Aim booster測試參數(shù)Table 1 Aim booster test parameters3）被試人員。在西安市中小企業(yè)選取了 30名VDT作業(yè)人員作 誡為被試,其中男性18人,女性12人，男女比例為 3 : 2，年齡范圍為2346歲，平均年齡33.4歲。所選被試人員從事VDT作業(yè)至少在5年及以上，且不是 從事專業(yè)的鍵鼠操作的人員（

19、如打字員、電競玩家 等），排除對鼠標操作熟悉程度對本實驗結果的影 響。被試均為右利手，無脊柱病史，身體狀況良 好，可正常完成坐姿實驗。3數(shù)據(jù)分析與結果每位被試測試后的結果都會呈現(xiàn)在軟件的界面 上（見 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 圖5），會顯示被試點擊時長、擊中次數(shù)、精確 度以及平均反應時長。將每位被試測試結果數(shù)據(jù)錄 入Excel軟件，再將這些數(shù)據(jù)導入Spss軟件中，進行 描述性分析、差異性分析。AimBoosterAccuracy: 70%Total time： Q；48(Menu ) ( Again J圖5被試Aim booster測試

20、結果界面(無支撐)Figure 5 Target booster test result interface (unsupported)3.1描述性分析在進行整體描述性分析前，對各組數(shù)據(jù)中的測 定值與平均值的偏差進行分析（見 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 表2）。經(jīng)過異常值 檢驗后發(fā)現(xiàn)各組數(shù)據(jù)中無異常數(shù)據(jù)，說明被試的鼠 標操作無異常水平，被試選取合理。表2總體描述統(tǒng)計量T able 2 Population description statistics檢驗指標N極小值極大值均值標準差無支撐精確度3053.3096.5069.186 77.0

21、34 34無支撐擊中次數(shù)3016.0028.0020.666 72.005 74無支撐平均反應時間30355.20443.30397.046 719.628 53有支撐精確度3070.0096.6084.740 07.560 31有支撐擊中次數(shù)3021.00 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 29.0025.433 32.269 49有支撐平均反應時間30358.80481.20416.970 019.868 171）有支撐精確度的均值高于無支撐精確度的均 值（高出約15.55%）；無支撐精確度的極差明顯大于 有支撐精確度的極差。2）有支撐擊中

22、次數(shù)的均值高于無支撐次數(shù)的均 值（高出約5次）；無支撐擊中次數(shù)的極差明顯大于有 支撐擊中次數(shù)的極差。3）有支撐平均反應時間的均值高于無支撐平均 反應時間的均值（高出約20 ms）；有支撐平均反應時 間的極差大于無支撐平均反應時間的極差。3.2差異性分析3.2.1成對樣本T檢驗為了解有無扶手支撐與鼠標操作的影響關系， 從精確度、擊中目標數(shù)、平均反應時間3方面的顯 著性差異進行分析檢驗，如 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 表3所示。表3有無支撐時精確度、擊中次數(shù)、平均反應時間成對樣本檢驗Table 3 Paired sample T tests

23、for accuracy, number of hits, and mean response time with or without support成對差分檢驗指標均值標準差均值的標準誤差分的95%置信區(qū)間tdfSig.（雙側）下限上限無支撐精確度-有支撐精確度-15.553 3310.700 721.953 67-19.549 05-11.557 62-7.961290.000無支撐擊中次數(shù)-有支撐擊中次數(shù)-4.766 673.147 890.574 72-5.942 11-3.591 23-8.294290.000無支撐平均反應時間-有支撐平均反應時間-19.923 3324.337

24、794.443 45-29.011 21-10.835 45-4.484290.000對有無支撐時精確度、擊中目標數(shù)、平均反 應時間進行成對樣本T檢驗，通過成對差分，可以 顯示差的大小。精確度T= -7.961，說明無支撐精確 度有支撐精確度。Sig值=0.000遠遠小于0.05，所 確度；擊中次數(shù)的T= -8.294，說明無支撐擊中次 數(shù)有支撐擊中次數(shù)。Sig值=0.000遠遠小于0.05, 所以拒絕原假設，即座椅有無支撐對鼠標擊中次數(shù) 差異顯著，且有支撐擊中次數(shù)遠高于無支撐的擊中以拒絕原假設,即座椅有無支撐對鼠標點擊的精確次數(shù)；平均反應時間的T=-4.484,說明無支撐反應度差異顯著，且有

25、支撐的精確度遠高于無支撐的精時間有支撐反應時間。Sig值=0.000遠遠小于0.05,所以拒絕原假設，即座椅有無支撐對平均反 應時間差異顯著，且有支撐的平均反應時間遠高于 無支撐的平均反應時間。據(jù)此，可以驗證假設瓦、Hla成立，Hlb不成立。3.2.2單因素（性別）方差分析為了解不同性別與鼠標操作的影響關系，從精 確度（有無支撐）、擊中目標數(shù)（有無支撐）、平均反應 時間（有無支撐）3方面進行單因素方差分析，在 5%的顯著性水平下進行了單因素方差分析。首先進行方差齊性檢驗，分析發(fā)現(xiàn)有無支撐情 況下精確度、擊中目標數(shù)、平均反應時間6種情況 的戶值分別為0.597、0.255、0.591、0.245

26、、0.899、 0.554，均大于0.05,說明方差是齊的，可以使用單 因素方差分析法。從 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 表4中可以看到，有支撐時精確度的戶=0.027, 有支撐時擊中目標數(shù)的P=0.027，均小于0.05,說明 組間是存在顯著性差異的，即不同性別對有支撐時 的鼠標點擊精確度、擊中目標數(shù)量是存在影響的。表4單因素方差分析Table 4 ANOVA檢驗指標平方和df均方F顯著性精確度（有支撐）0.02710.0275.4160.027精確度（無支撐）0.00010.0000.0750.787擊中目標（有支撐）24.200124

27、.2005.4140.027擊中目標（無支撐）0.13910.1390.0330.856平均反應時間（有支撐）43.808143.8080.1080.745平均反應時間（無支撐）1 071.64811 071.6482.9700.096無支撐時的精確度、無支撐時的擊中目標數(shù)、 有無支撐時平均反應時間的P值分別為0.787、0.856、 0.745、0.096，均大于0.05，說明組間是不存在顯著 性差異的，即不同性別對無支撐時的鼠標點擊精確 度、擊中目標數(shù)量、平均反應時間以及有支撐時的 平均反應時間是不存在影響的。4討論與建議 撐時鼠標擊中目標次數(shù)差異顯著，且有支撐時的擊 中目標次數(shù)遠高于無支

28、撐時的擊中次數(shù)。以往研究 中23就使用“擊中正確率”作為測量績效指標，鼠 標操作點擊就是一種績效輸出表現(xiàn)，也可說明有扶 手支撐時的鼠標操作績效更高。實驗階段驗證了目 標大小對點擊效果的影響，印證了菲茨定律也同樣 適用于鼠標操作，這與前人研究 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 17,19-21具有一致性。 另外，目標出現(xiàn)的持續(xù)時長也會影響鼠標操作績 效，這也是對之前研究的一種有效補充。雖然座椅有無扶手支撐時鼠標點擊的平均反應 時間差異顯著，但有支撐時的平均反應時間遠高于 無支撐的平均反應時間，這與H1b假設相悖。從運動 生理學24的角度分析原因，由于手肘部分有了依 托，減少了日常工作時的肱二頭肌、肱三頭肌的肌 緊張和靜力性運動。靜力性運動肌和緊張反射是維 持身體姿勢的重要因素。但是由于手肘