牙刷的人机工程学设计与改良

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1、牙刷的人机工程设计总体设计思路牙刷握柄设计牙刷头部设计牙刷刷毛设计总体展示目录牙刷颜色设计总体设计思路要想拥有一口健康漂亮的牙齿，除了养成良好的刷牙习惯和正确的刷牙方式外，有一把设计合理的牙刷也是至关重要的。尤其是在牙刷的人机工程学上要考虑得尽量周到。我们将以人机工程学为基础，对牙刷进行改进设计。设计理念总体设计刷牙的压力指刷头对牙面的正压力。刷牙压强指牙刷与牙面接触后，刷毛单位面积上所具有的力。刷牙压力大小因人和牙刷而异。Hasegawa等人提出最适力的概念，实验结果显示4—5岁儿童刷牙时，最适力

2、为3N，成人最适力为3-4N。在这里，我们主要通过刷毛和刷头、牙刷颈部材料使用来调整人们刷牙的力度，避免伤到牙龈。对于牙刷握柄，我们将手握形状考虑进去设计握柄形状。NICETEETH初步分析总体设计传统牙刷尺寸特点H1H2H3B1B2C1C2总体设计刷毛呈长方体，对于口腔内复杂位置无法达到好的清洁效果握柄同为长方体，而且大拇指出只有简单的防滑垫，使用起来手不舒服，较为硌手。牙刷颈部没有角度，很容易导致在刷牙过程，妨碍牙刷运动。牙刷头材料坚硬，并且头部出毛刷一小段距离，当刷牙时，用力稍有不慎便可以碰到

3、口腔的软组织（牙龈）。以上分析对牙刷设计的指导刷牙是保持口腔清洁的重要措施，它的作用是出去牙齿上的残存的食物，又不损伤牙龈组织。每个人都有不同的刷牙方法。所以我们的牙刷要去考虑大部分人的形体要素以及使用情况。指导方针如下：(1)牙刷的刷头要适合个人口腔的大小，不宜过大，刷毛不能过硬、过密、过长。(2)为尽量避免刷牙动作稍有不慎使得牙刷头戳到牙龈或腮帮导致疼痛，所以材料不应是传统的硬塑料，要采用更柔软的材料。(3)牙刷整体重量不宜过重。(4)握柄设计要使手握更加舒服。总体设计设计分类以下使我们的设计特

4、点（1）将牙刷头部和握柄分开，形成组装型牙刷。（2）牙刷头呈月牙形（小弧度）（3）牙刷刷毛的尺寸大小改善。（4）牙刷头背面软垫及牙刷头材料优化。（5）握柄弯曲度优化，更适合手掌的拿握。（6）牙刷颜色分析改善总体设计设计特点牙刷握柄设计通过网上的问卷调查得出：95%的人使用的是手动牙刷72%的人的牙刷是一月一换61%的人时将废旧牙刷丢掉90%的人没有换牙刷头的习惯。一半的人对牙刷的尺寸材料满意45%的人有过牙刷头前方伤到牙龈的经历93%的人认为洗完后将牙刷放入杯中不卫生。分析牙刷握柄的问题：牙刷柄的浪

5、费量大；握柄的材质问题。为此我们首先设计出可换牙刷头，避免握柄浪费。牙齿握柄设计设计牙刷组成简易设计图牙齿握柄设计牙刷前柄设计1、牙刷前柄长涉及到收我的舒适，以及让刷头能深入到牙床最里面，而手不会有碰到嘴唇的尴尬。压床的深度就是牙刷前柄长所所要对照的人机标准。女性的压床的深度为45mm左右，男性在65mm左右，所以取65mm。牙齿握柄设计牙刷前柄设计2、为了保证手腕处于自然的顺治状态，一般采用内弯式。设计采用内弯角度为12度左右。如果弯角过大会使刷头和刷面产生较大的力矩，造成刷牙动作不稳定。根据牙刷

6、的前柄长度可知刷头高=前柄长*tan12=30*tan12=6mm。牙齿握柄设计牙刷前柄设计TPE（热塑性弹性体）包裹PP(聚丙烯)的设计,使颈部保障足够的使用强度的同时拥有良好的弹力性能。桥形减振装置,吸收过大的用力,充分利用结构来进行弹力设计。在充分考虑材料特性、结构、加工工艺的基础上进行设计,使整个牙刷的形态达到功能与美的统一。根据人体的标准尺寸可知手宽取95%为89mm，手长取95%为193mm,而为了美观，根据黄金比例，全长为195mm大拇指把住的地方开始算握柄，为了增大摩擦，一般有稳住拇

7、指的阻力设计。并且握柄的长度都不手宽多10-20mm，所以取115mm牙齿握柄设计牙刷后柄设计牙齿握柄设计牙刷后柄设计人机工程学的手握型设计在设计制作牙刷的时候，应该充分考虑到使用者的手部尺度，也就是牙刷合理的长度，宽度，厚度，以及各个功能部分的比例关系。握柄主体采用不对称圆弧形设计,防止旋转,使得在刷牙过程中不会产生疲劳与把握的不适应。如下图：H3=115按照大多数手型来设计出具有弧度的握柄，从而减少刷牙动作过程中的不适应。这也是目前市面上普遍人机工程设计根据有关人体尺寸及分析牙刷在口腔内的运动轨

8、迹，刷柄的后倾角应控制在90~105度之间。同时，牙刷颈部应作弹性设计，以适应牙刷运动方向的变化给操作带来的不适。示意图直径设计高档牙刷手柄的热塑性弹性体（TPE）KSE5050。此款材料具有以下特点：与PCTA(共聚聚酯塑料原料)和PETG(非结晶型共聚酯)基体粘接力强、手感细腻、抓握力强、无毒无味、易加工等特点，并已取得FDA认证。牙齿握柄设计牙刷后柄材料TPE牙刷头部设计牙刷头部设计头部设计牙刷的刷头包括刷毛与置毛基座部分，主要在口腔内运动，刷头的的形状对刷牙的