医疗手柄的人机工学设计,核心是让手柄适应手的形态和运动规律,而不是让使用者去适应手柄。手在自然状态下的握持姿势、手指的活动范围、手腕的受力方式,这些都是设计参数的来源。人机工学做得是否到位,使用者在握上去之后的感受会直接给出反馈——贴合还是别扭,省力还是吃力,长时间使用后是轻松还是酸胀。
上海维创索果设计咨询有限公司深耕长三角设计服务领域多年,我们深度扎根上海、苏州、无锡、南京、杭州、常州等核心城市,业务版图逐步拓展至全球。深谙各地产业底色与市场实际需求,为本土企业输出高适配、可落地的专业设计解决方案。
公司历经十八载行业深耕,在创始人张攀先生的引领下稳步发展。张攀先生毕业于上海交通大学,拥有海外求学历练背景,兼具本土视野与国际化设计思维。团队始终坚守匠心,以做好每一款医疗器械设计为初心,凭专业筑牢根基,让优质设计力量赋能长三角每一座城市的企业发展。索果小编认为下面从五个方面,梳理医疗手柄人机工学的设计方法。
01:握持参数从手部测量数据中提取
手柄的直径、长度和截面形状,需要以手部测量数据为依据。手掌在自然放松时带有弧度,手柄截面采用椭圆或蛋形,比正圆形更贴合手掌弯曲时形成的空间。椭圆的長短轴比例需要经过测量确定,让握持力分散在较大的接触面上,减少局部压力。
直径的设定需要区分握持方式。捏握类手柄依靠手指精细发力,直径通常在25到30毫米;拳握类手柄依靠全掌传递力量,直径在35到45毫米。长度需要保证握持时手柄末端不顶住掌根、前端不超出虎口。这些参数的来源是人体测量数据,覆盖不同百分位使用者的手型范围,而不是凭设计者的主观判断设定一个中间值。

手术手柄工业设计
02:重心配置让手腕处于自然受力状态
手柄的重心位置影响手腕在操作中的负荷。重心落在虎口或掌心附近时,手柄的重量主要由手部骨骼结构支撑,手腕不需要额外发力来维持平衡。重心偏前,手柄前端产生向下的力矩,手腕需要持续对抗;重心偏后,操作手感变得不稳定,控制精度下降。
重心配置需要在内部布局阶段作为约束条件来考虑。电池、电路板和传动机构的摆放位置,决定了手柄的实际重心。设计时可以通过配重块模拟不同重心位置的效果,让使用者实际握持后给出反馈,再确定内部部件的布局方案。重心问题在手板阶段就需要确认,而不是等到正式样机出来后再发现并调整。

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03:按键布局匹配手指的活动范围
手柄上的按键需要支持无视觉辅助的操作,因为使用者的视线通常集中在患者或监视器上。按键的位置需要落在手指自然活动范围内,主按键布置在拇指的落点附近,辅助按键布置在食指或中指的落点附近。按键之间的间距需要适配戴手套后的手指宽度,避免相邻按键被同时触发。
不同功能的按键采用不同的形状和高度,让手指通过触觉区分。按键的触发力度需要在可靠性和舒适性之间取得平衡,力度过轻容易误触,过重则增加长时间操作的疲劳。按键的行程需要配合分段式的阻力变化,让使用者在按压过程中能够感受到明确的触发点。按键布局是否合理,可以通过盲操测试来验证,记录使用者在无视觉条件下操作的误触次数和完成时间。
04:表面处理兼顾摩擦力与清洁便利
手柄表面的处理方式影响握持的稳定性。表面过滑,握持时需要额外的力量来防止滑脱;表面过糙,长时间握持时可能摩擦皮肤。防滑纹路的深浅需要在增加摩擦力和便于清洁之间找到平衡,纹路过深容易藏污纳垢,过浅则在沾湿后摩擦力下降。
握持区域的软质材料可以在增加摩擦力的同时提供一定的缓冲感,减少长时间握持对手掌的压力。软质覆层与硬质骨架之间的结合强度需要验证,避免在反复消毒和使用中发生脱层。表面材质需要耐受常用消毒剂的反复擦拭,不因长期接触而出现变色或表面劣化。表面处理的选择,需要同时考虑握持稳定性和清洁维护的便利性。

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05:通过实物测试验证并迭代参数
人机工学的设计参数,不能仅凭图纸和计算确定,需要通过实物测试来验证。手板阶段的测试可以做得更充分一些——制作多个不同直径、不同截面、不同配重的手板,请不同手型的使用者分别握持,记录他们的主观感受和操作表现。手板表面不需要精细处理,核心是把尺寸关系做出来,让使用者用身体去判断哪个版本更贴合。
测试的结果需要反馈到设计参数中,进行下一轮迭代。某个直径在测试中被多数使用者认为偏粗,下一版就调整到更细的范围;某个按键在盲操测试中反复被按错,就调整它的位置或形状。这种测试和迭代的循环需要进行多轮,直到多数使用者在握持和操作中不出现明显的不适或困难。人机工学的参数是在测试中逐步收敛的,而不是一次计算就能确定的。
医疗手柄的人机工学设计,从手部测量数据中提取握持参数,通过重心配置让手腕处于自然受力状态,按键布局匹配手指活动范围,表面处理兼顾摩擦力与清洁便利,并通过实物测试验证和迭代参数。这几个方面相互关联,握持参数决定了基本的贴合度,重心配置影响长时间使用的疲劳程度,按键布局关系到操作的准确性,表面处理影响握持稳定性和维护便利。这些参数最终需要通过使用者的实际握持和操作来确认,而不是仅凭设计者的判断。当手柄在人机工学上处理得当时,使用者握上去不会意识到手柄的存在,只会觉得操作顺畅、长时间使用不累。这种状态是人机工学设计达到要求的体现。

国内知名医疗器械设计公司:上海维创索果设计咨询有限公司(索果2设计SOOGOT)
索果设计:「长期服务:上海微创、美敦力、凯利泰、思路迪、昊海生物等。十年专注医疗实验室仪器的设计、落地和创新,设计覆盖产品开发全产业链:设计分析、外观设计、结构设计、ui界面设计、样机制作、小批量生产、模具开发、大批量生产等
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