牙刷的人机工程学设计与改良
浅析电动牙刷的人机工程学设计
浅析电动牙刷的人机工程学设计作者：于鑫鑫张春菊宋娜来源：《速读·中旬》2018年第12期牙齿的健康直接关乎到人身体的健康状态。
很多人不知道如何去正确的刷牙，刷牙的方式都存在或多或少的问题。
刷牙是我们每天都必须要做的一件事情，如果长期不刷牙或者刷牙方法不对，牙齿会产生牙菌斑、牙结石、蛀牙等一系列问题。
刷牙的工具是牙刷，普通牙刷的设计现状已经满足不了现代人的需求，追求人性化设计成为当今社会的发展趋势，而电动牙刷的问世，从工作原理到安全问题都引起了巨大的争议。
据调查，60%以上的人患有不同程度的口腔疾病，口腔健康是一个人全身健康的基础。
刷牙——最简单也是最有效果的一项口腔护理。
电动牙刷的出现是口腔护理的新潮流，虽然在我国的应用尚不普及，但在国外已掀起了口腔领域的一场革命。
关于电动牙刷的人机工程学的含义、发展、范畴、方法及其与“以人为本”设计理念之间的关系是本课题的出发点。
一、人机工程学设计概述人机工程学是将人体结构与机能结构相结合的一门学科，并且还要与环境融为一体。
研究人体结构的意义，也就是研究其产品的人性化设计，人性化设计是应对如此庞大竞争机制的一大亮点，也是吸引众多消费者的关键因素；机能结构可以体现产品专业性和使用范围，是消费者购买其产品的原因；环境因素必不可少，人、物、环境三者是紧密联系的。
二、电动牙刷的人机工程学设计要素（1）造型要素。
任何产品都有造型，实际上首先吸引人们眼球的就是造型，而造型设计也需要考虑很多因素，以及整体部件搭配起来的和谐程度。
电动牙刷的人机工程造型主要分为：刷头的造型、刷柄的造型。
这两方面的造型因素都要参考人机工程学中关于人体尺寸的知识。
（2）感官要素。
人体主要的感官器官有：眼睛、耳朵、鼻子、舌头、皮肤等。
有实验证明，人脑对电动牙刷的以下属性刺激做出反应的顺序依次是：形态、尺寸大小、材质、颜色、声音气味，将这些要素运用到相应的位置，人会因为这些刺激而做出来相应的反应，如何将这些感官要素正确的表达在设计的东西上，表达出合理的人机学，是成功的关键。
人机工程学在牙刷中的应用PPT文档50页
4、牙刷设计的人机工程学分析
放 在 人 机 工 程 学 上 ， 对 牙 刷 进 行 改 进 设 计 。
于 是 ， 本 文 对 目 前 市 场 上 的 牙 刷 进 行 了 调 查 分 析 ， 把 重 点
重 要 的 。 尤 其 是 在 牙 刷 的 人 机 工 程 学 上 要 考 虑 得 尽 量 周 到
6、现有牙刷分析 1、牙刷分类，如图所示：
电 动 牙 刷
电动牙刷是以电能为动力使刷头运动的一类牙 刷。电动牙刷按刷头运动方式可分成三类：传 统的横向移动式牙刷(可同时伴有纵向移动)，新 颖的旋转式牙刷(可有顺时针和逆时针旋转两种)， 近年出现的高频超声振动电动牙刷。
旋转式电动牙刷：主要由防护罩、牙刷头、
3.3、人机工程学提供设计理论依据
人机工程学在研究人、机、环境三个基本 要素时，并不单纯着眼于个别要素的优良 与否，而是将人和所使用的机及人与机所 共处的环境作为—个系统来研究。在人机 工程学中将这个系统称为“人—机—环境” 系统。在这个系统中，人、机、环境三个 要素之间的相互作用、相互的依存关系决 定着系统的总体性能。在人机工程学的 人—机—环境系统设计中，通常是在明确 系统总体要求的前提下，着重研究和分析 人—机—环境三个要素对系统总体性能的 影响，应具备的各自功能及其相互之间的 关系。如在系统中，人与机的功能如何分 配；人和机所构成的人机关系如何影响环 境；环境对人，对人机关系的反作用如何； 等等。经过不断修正和完善三要素之间的 结构和组成模式，最终确保系统最优组合 方案的实现。
刷 牙 是 我 们 日 常 保 持 口 腔 清 洁 、 健 康 的 重 要 方 法 之 一 。 它
是 非 常 重 要 的 。
70
％ 的 人 有 这 样 或 那 样 的 牙 科 疾 病 。 可 见 ， 维 护 口 腔 卫 生
牙刷的改良设计
牙刷的改良设计一，设计调研与分析1.牙刷的现状牙刷是现代人生活中不可缺少的生活用品，人们每天都要使用它，刷牙可减少口腔内细菌,减少对牙齿的侵蚀。
在现代重视卫生健康的年代，口腔卫生也显得日益重要了。
在现代各大超市以及卖日用品的地方，各式各样各种各类的牙刷比比皆是。
现在各大医院中都开设有口腔科，也从另一个侧面说明了人们口腔类疾病的问题。
刷牙是可以清洁口腔和牙齿中的异物的，因为口腔和牙齿中的异物，要是不及时的清除可以导致牙齿烂的。
口腔卫生是必需的如果不刷就会形成牙结石这个要不了多少年牙就会掉了未老先衰的感觉可不好。
所以刷牙才能长久以后老了吃东西全靠牙不刷的人不到年老就掉得差不多了这样还有什么口福可言。
现代的牙刷种类主要有普通牙刷，电动牙刷，声波牙刷等，牙刷的材料刷毛尺寸都是各式各样。
而牙刷架的运用以及牙刷用完后的卫生问题却少有改变，因此这些就是值得研讨的方向。
2.调研分析牙刷的调查问卷（2011,7,7）1, 您的性别（）A，男 B,女2，您常用的牙刷类型（）A,手动牙刷 B，电动的牙刷 C，其他3，您的牙刷多久换一次（）A，一个月 B，两个月 C，三个月 D，三个月以上4，您对废旧牙刷的处理是（）A，扔掉 B，做清洁 C，其他5，您有换牙刷头的习惯（）A，没用过 B，很少用 C，偶尔会用6，您觉得牙刷的长度如何（）A，长了 B，短了 C，很合适 D，基本合适7，您觉得刷毛的弹性好吗（）A，很好 B，易倒伏 C，很不好8，您是否有过牙刷头前方伤到牙龈的经历（）A，经常 B，有过几次 C，从来没有9，您对牙刷柄的多次利用有什么看法（）A，应该 B，不应该10，您觉得洗完后将牙刷放入杯中卫生吗（）A，很不卫生 B,卫生 C，没感觉１１，您对现有牙刷的一些改进意见是——————发现的问题：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确定要解决的问题1刷毛弹性不够且不耐高温，2普通牙刷的尺寸问题，3牙刷柄的浪费量大，4洗完后刷头不卫生设计的方向：1改变刷毛的排列以及材料使之既舒适又耐高温。
人机工程学在牙刷中的应用与研究
人机工程学在牙刷中的应用与研究第1章导论1.1选题的目的和意义工业产品的设计要素包括造型设计、色彩设计和人机工程设计，其中人机工程学方面是非常重要的内容。
然而，许多产品在投入市场后不能达到预期的效果。
究其原因，不仅与产品的生产工艺、性能、材科、可靠性有关，更为重要的是与设计的产品不适宜于人的特性有关，即忽视了“人的因素”我们经常能看到许多忽视应用人机工程学而设计的产品例子。
例如计算机，通常我们所使用的键盘都是104键键盘，它的六排按键都是呈水平直线排列的，且基准键位很近。
因此人们在打字时不得不去适应它，努力收紧两肘，手腕外旋，使手指符合各个键位，但是这与手臂在自然状态下的状态完全不相符。
并且在现行的上机条件下，操作者常常是手臂向前悬空来操作键盘和鼠标的，肘部没有支撑。
在工作时，长时间手臂的悬空形成了肩颈部的静态疲劳，并使得操作者不便靠在椅子靠背上作业。
而当脱离靠背又手臂悬空时，体重就全部由脊柱来承担，其结果或是腰部的疲劳酸痛，或是腰肌放弃维持直坐姿势而塌腰驼背，或者把手腕抵在桌沿而引发腕管综合症。
如此等等，使得计算机操作者的作业姿势，大都不是打字教科书中推荐的正确姿势。
本论文要研究的牙刷设计也存在许多问题，我国许多牙刷设计企业不重视甚至不了解人机工程学，在牙刷产品设计中只单方面在功能上改进，没有考虑用户的需求—“人的需求”。
随着人类社会的发展，人们越来越重视健康。
人的生活质量和健康在很大程度上依赖于人体同诸如生活用品、交通系统、衣着、工作和生活场所、以及娱乐活动等各种因素之间的几何关系。
为了优化牙刷的技术设计，确保人与环境之间的协调性，必须量化牙刷与人机工程学的关系。
而这种几何关系的确定基础就是人体测量及其测量数据。
本选题的研究目的在于：（1）对现有牙刷的资料进行收集，研究牙刷设计的现状；（2）在现状分析的基础上，提出基于人机工程学的牙刷新设计构想；（3）对牙刷设计构想进行定量或定性评价分析；建立牙刷计测数据，对新的测量数据扩展处理，以利于设计师在设计时进行人机工程学应用和评价使用。
人机工程学中的牙刷比较分析与设计(可打印修改)
人机工程学中的牙刷比较分析与设计随着人类社会的发展，人们越来越重视健康。
人的生活质量和健康在很大程度上依赖于人体同诸如生活用品、交通系统、衣着、工作和生活场所、以及娱乐活动等各种因素之间的几何关系。
因而产品设计越来越朝着理性化与人性化的方向发展，本文以牙刷为例，对人机工程学在产品设计中的运用进行了简单的分析。
人—机的和谐共存是人机工程学研究的核心问题，文章从牙刷的材质、色彩、造型三个方面来探究人机的和谐统一，即宜人性，对牙刷比较设计的人性化进行探讨。
关键词：人机工程学牙刷人性化现代社会高科技的迅猛发展，正逐步改变着人类生产生活的方方面面，在展示人类伟大的征服力量和无与伦比的聪明才智的同时，也带给人类新的苦恼和忧虑，那便是人情的孤独、疏远和感情的失衡。
在高科技的社会里，人们必然去追求一种平衡——科技与情感的平衡，理性和人性的平衡。
技术越进步，对这种平衡的愿望就越强烈。
所以约翰·奈斯比特认为：“无论何处都需要有补偿性的高情感。
我们的社会里高技术越多，我们就越希望创造高情感的环境，用技术的软性一面来平衡硬性的一面。
”而这种情感和人性平衡的实现，作为与人类生活息息相关的设计是责无旁贷的。
牙刷，是人们日常生活的必需品，是人们为了保持牙齿健康及口腔清洁而设计的，它已是生活中司空见惯的设计产品。
然而，牙刷自产生之日起，便具有了其基本的实用功能，虽然在造型、材质、色彩等方面的设计比较单一，但已经具有了牙刷的基本形态。
目前中国发现的最早的牙刷，是辽驸马卫国王墓葬的陪葬品中的两支骨制牙刷柄，（刷毛因年代久远已经消失）我们可以看到，那时的牙刷只是简单的将刷毛与刷柄组合，而且刷柄的长度比现在要长，其使用的舒适度也不能与现代相比，可以说基本上没有考虑人机工程学，也不具有视觉上的审美价值。
随着历史的发展，时代的进步，各式各样的牙刷正在慢慢的步入人们的生活中。
面对商场中琳琅满目的牙刷，其设计在色彩、种类、材质、造型等方面都呈现出前所未有的变化与发展，此时的牙刷已不仅仅是为了满足人们的使用需要，而是越来越多的考虑人们的精神生活需求，即要满足人们的审美需求、心理需求、情感需求等，最大限度的突出其人性化设计含量。
牙刷的人机工程学研究
牙刷的人机工程学研究牙刷是人们保证口腔清洁以及预防疾病的重要工具。
市场上现有牙刷的类型主要有“通用型”和“特异型”两种。
随着年龄的增长，牙弓形态和牙齿大小发生非常明显的变化，人们必须要根据自身情况选择牙刷。
牙刷刷头和刷柄的设计，从材料，尺寸上符合人机工程学原理。
选择适合自己的牙刷，正确刷牙，让牙刷真正起到为人类服务的目的。
标签：牙刷;人机工程学;选择牙刷;尺寸一、牙刷的市场调研及现状分析1.现有牙刷的种类“工欲善其事，必先利其器”.牙刷是我们清洁口腔最好的工具。
牙刷保持口腔清洁，消除口腔内的食物碎渣，能把部分牙面斑除去，还能起到按摩牙龈和牙槽的作用。
市场上现有的牙刷种类有很多，根据年龄和口腔具体情况的不同一般分为“通用型”和“特异型”两大类。
通用型牙刷一般是指长柄植毛刷，一般用于幼儿，少儿及成人三种。
长柄植毛刷的特点是刷头和刷毛在一条直线上，幼儿牙刷刷头较小，长度最大为18mm，宽度不到9mm，刷毛高度不超度不超过9mm，刷头的毛束2-3排，每排6-8束，每排的毛束间隔距离大约在1mm，适合牙龈和牙槽的承受能力；成人牙刷刷头一般长度为30-35mm，宽度是10-12mm，刷头的毛束在3-4排，高度在10mm 左右。
特异型牙刷是指具有一些保健功能和在殊需要的情况下所用的牙刷。
市场上出现了各种各样的特异型牙刷，如电动牙刷，太阳能牙刷，旋转牙刷，磁疗牙刷，水压牙刷，还有含牙膏的牙刷等等。
特异性牙刷的特点是牙刷的刷头短并且窄，扭转灵活，分区洗刷方便，牙刷扁平而直，毛束2-3排，每排6-8束，这种牙刷一般用于特殊的情况下，例如在整形牙齿戴固定矫正器的时候，人们要选用刷毛质地非常柔软，具有特效的“V”型牙刷。
另一个角度来区分牙刷的种类，我们可以分少儿牙刷，成人牙刷，而成人牙刷又可分为男士牙刷和女士牙刷。
之所以区分开来，取决于刷头的长度，宽度，刷毛的数量和硬度以及刷柄的长度。
2.牙刷的功能牙刷，是人们保证口腔清洁以及预防疾病的重要工具。
牙刷设计方案
牙刷设计方案刷牙是我们日常保持口腔清洁、健康的重要方法之一。
它能消除口腔内软白污物、食物碎片和部分牙面菌斑，而且有按摩牙龈作用，从而减少口腔环境中致病因素，增强组织的抗病能力。
刷牙对于预防各种口腔疾病，特别是对于预防和治疗牙周病和龋病等具有重要的作用。
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，备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。
背景资料: 每颗牙有五个面、即颊、舌、咬合及两个邻面。
设计的牙刷应保证这五个面都能刷到。
刷牙的方法、刷牙时间的长短、压力大小均是影响清洁效果的重要因素(1)刷牙方法: 刷牙方法有横刷法、贝斯法、旋转法等。
横刷法因为被认为是造成契状缺损的重要因素之一，已渐遭淘汰。
贝斯法使用最为广泛，清除牙颈部及齿龈沟内菌斑的效果好，且对牙龈有良好的刺激。
改良贝斯法:以上两种方法结合使用，是目前认为比较有效的刷牙方法。
(2)刷牙时间和次数科学刷牙的最佳次数和时间是每天刷牙三次，每次都在饭后3分钟后刷，同时每次刷牙3分钟。
这是因为饭后3分钟正是口腔齿缝中细菌开始活动并对牙齿产生危害的时刻。
总之，正确的刷牙时间和次数对口腔的健康起着至关重要的作用。
(3)刷牙压力及压强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，儿童用力一般小于成人，电动牙刷所施之力小于手动牙刷。
实验结果显示4-5岁儿童刷牙时，最适力为3N，成人最适力为3-4N。
1计测对象选择计测群体的选择与牙刷的使用群体应相同。
例如，可以选择15,55岁的男女作为使用群体和计测群体。
2计测项目选择(1)手部主要包括拇指指幅、把握长度、把握直径、最大展曲角、最小展曲角、张弯最大角、张弯最小角、牙床弯度和牙床高度。
(2)齿部主要包括牙床弯度和牙床高度。
3本设计采用了某调查数据，即对160名成年男女的统计计测结果，统计计测值见下表:名称平均值标准差拇指指幅 19.77mm 1.47mm把握长度 121.9mm 3.5mm把握直径 13mm 1.2mm展屈最大角 183.18? 3.38?展屈最小角 130.96? 2.814?最大张弯角 249.34? 3.708?最小张弯角 114? 2.43?牙床弯度 22.6? 1.071?牙床高度 15mm 2.6mm4 牙刷设计的改进设想根据对牙刷的现状分析，目前新设计应该考虑电动式牙刷。
市场牙刷人机学评析与设计创意 (2)
市场牙刷产品的人机学评析学院 xxxxxxxxxxxxx 与学生姓名 xxxxxxxxx设学号 xxxxxxx计专业、班级 xxxxxxxxx 创指导老师 xxxxxx 意二0一x年x月一、市场调研1.1牙刷是我们日常生活中离不开的口腔卫生工具，在调查问卷中，有44.4%的人坚持早晚刷牙。
每天早上起床后第一件事就是刷牙，睡觉前的最后一件事也是刷牙。
在如今的生活中，刷牙不在仅仅为了口腔卫生，还能提高一个人的个人形象。
然而，市场上各种各样的牙刷并没有满足消费者的需求，尽管刷牙的种类层出不穷，消费者二、需求分析三、产品分析牙刷设计的改进设想根据前面对牙刷的现状分析，目前新设计应该考虑电动式牙刷。
3.1牙刷压力及压强牙刷的压力指刷头对牙面的正压力。
牙刷压强指牙刷与牙面接触后，刷毛单位面积上所具有的压力。
刷牙压力大小因人而异和牙刷而异，儿童用力一般小于成人，电动牙刷所施力小于手动牙刷。
使用多大压力较为适当呢？Hasegawa等提出最适合的概念，他们认为最适合指清洁效果最佳，牙龈无疼痛感亦不出血是刷牙压力。
实验结果显示3——4N。
在这里，我们主要通过刷毛和刷头、牙刷颈部的弹力控制来调整人们刷牙的力度，避免伤到牙龈。
牙刷的人机工程学设计有不同的要求。
结合以上分析，我们很清楚的认识到每一种牙刷都是针对某一种使用群体（如：儿童）而设计的，它不可能适用于所有的使用者，所以，牙刷设计应有针对性，有具体的使用人群划分，划分指导方针如下：（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）少年儿童、老年人或牙周病患者，应选用较软的牙刷。
（3）吸烟、爱饮浓茶者，色素容易沉积于牙面，应选用中等硬度牙刷。
（4）戴有固定牙正器或口腔内有固定修复体者，要在口腔科医生指导下选用特制的异形牙刷，如“V”形牙刷（刷毛毛束排列呈V形）3.2.以上分析对牙刷设计指导四、人机工程学依据随着人类社会的发展，产品设计越来越朝着理性化方向发展，而且人们对精神情感方面的追求越来越强烈。
牙刷设计方案
牙刷设计方案刷牙是我们日常保持口腔清洁、健康的重要方法之一。
它能消除口腔内软白污物、食物碎片和部分牙面菌斑，而且有按摩牙龈作用，从而减少口腔环境中致病因素，增强组织的抗病能力。
刷牙对于预防各种口腔疾病，特别是对于预防和治疗牙周病和龋病等具有重要的作用。
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，备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。
背景资料: 每颗牙有五个面、即颊、舌、咬合及两个邻面。
设计的牙刷应保证这五个面都能刷到。
刷牙的方法、刷牙时间的长短、压力大小均是影响清洁效果的重要因素(1)刷牙方法: 刷牙方法有横刷法、贝斯法、旋转法等。
横刷法因为被认为是造成契状缺损的重要因素之一，已渐遭淘汰。
贝斯法使用最为广泛，清除牙颈部及齿龈沟内菌斑的效果好，且对牙龈有良好的刺激。
改良贝斯法:以上两种方法结合使用，是目前认为比较有效的刷牙方法。
(2)刷牙时间和次数科学刷牙的最佳次数和时间是每天刷牙三次，每次都在饭后3分钟后刷，同时每次刷牙3分钟。
这是因为饭后3分钟正是口腔齿缝中细菌开始活动并对牙齿产生危害的时刻。
总之，正确的刷牙时间和次数对口腔的健康起着至关重要的作用。
(3)刷牙压力及压强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，儿童用力一般小于成人，电动牙刷所施之力小于手动牙刷。
实验结果显示4-5岁儿童刷牙时，最适力为3N，成人最适力为3-4N。
1计测对象选择计测群体的选择与牙刷的使用群体应相同。
例如，可以选择15,55岁的男女作为使用群体和计测群体。
2计测项目选择(1)手部主要包括拇指指幅、把握长度、把握直径、最大展曲角、最小展曲角、张弯最大角、张弯最小角、牙床弯度和牙床高度。
(2)齿部主要包括牙床弯度和牙床高度。
3本设计采用了某调查数据，即对160名成年男女的统计计测结果，统计计测值见下表:名称平均值标准差拇指指幅 19.77mm 1.47mm把握长度 121.9mm 3.5mm把握直径 13mm 1.2mm展屈最大角 183.18? 3.38?展屈最小角 130.96? 2.814?最大张弯角 249.34? 3.708?最小张弯角 114? 2.43?牙床弯度 22.6? 1.071?牙床高度 15mm 2.6mm4 牙刷设计的改进设想根据对牙刷的现状分析，目前新设计应该考虑电动式牙刷。
牙刷的人机工程学设计与改良
的不适应。如下图：
牙动 是目
计
•直径设计
•H3=115
• 牙刷 柄的 度之 弹性 向的
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牙刷的人机工程学设计与改良
•牙齿握柄设计
•牙刷后柄材 料
• 高档牙刷手柄的热塑性弹性体（TPE）KSE5050。 具有以下特点：与PCTA(共聚聚酯塑料原料)和PETG(非 酯)基体粘接力强、手感细腻、抓握力强、无毒无味、易 点，并已取得FDA认证 。
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牙刷的人机工程学设计与改良
•牙刷头部设计
•头部设计
• 由人体标准尺寸，后槽牙牙宽约为0.8～1.1厘米，牙刷 其略宽 应设计宽度为1.2厘米。牙刷头长度应当伸到后槽牙 时，人手指还距离牙齿大约2厘米。牙刷头高度应等于人在 度很小情况下张嘴后上下牙垂直距离的一半，约为一厘米。 • 人的舌头无数个凸起的味蕾很容易藏污纳垢， 滋生引 腔异味的细菌，所以用硅胶做牙刷头的底部材料可在刷牙时 出现用力不慎导致碰伤情况，并且因其柔软性、摩擦性可以 清洁牙龈及舌苔。背部表面做成颗粒状，深度清洁。底板应 稍带弧度，使刷毛略呈放射状，与口腔接触面增大。
• 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。
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牙刷的人机工程学设计与改良
•总体设计
•初步分析
• 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。
人因工程课程设计牙刷
人因工程课程设计牙刷一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解和掌握人因工程的基本概念和应用，通过分析牙刷的设计和使用的案例，使学生能够运用人因工程的原理和方法来解决实际问题。
具体的教学目标包括：1.知识目标：学生能够理解人因工程的定义、历史和发展；掌握人因工程的基本原理和方法，包括人的生理、心理和行为等方面的因素；了解人因工程在产品设计、工作环境优化等方面的应用。
2.技能目标：学生能够运用人因工程的原理和方法分析牙刷的设计和使用的案例，提出改进意见；能够运用人因工程的原理和方法解决实际问题，如改善工作环境、提高产品使用效率等。
3.情感态度价值观目标：培养学生对人的生理、心理和行为等方面的因素的尊重和关注，培养学生运用科学的方法解决实际问题的兴趣和责任感。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括人因工程的定义、历史和发展，人因工程的基本原理和方法，以及人因工程在产品设计、工作环境优化等方面的应用。
具体的教学内容包括：1.人因工程的定义、历史和发展：介绍人因工程的起源、发展过程和现状，使学生对人因工程有一个整体的认识。
2.人因工程的基本原理和方法：讲解人因工程的基本原理，包括人的生理、心理和行为等方面的因素；介绍人因工程的方法，如需求分析、设计原则、评估与优化等。
3.人因工程在产品设计、工作环境优化等方面的应用：通过分析牙刷的设计和使用的案例，使学生能够运用人因工程的原理和方法解决实际问题。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
具体的教学方法包括：1.讲授法：通过讲解人因工程的定义、历史和发展，人因工程的基本原理和方法，使学生能够掌握人因工程的基本知识。
2.讨论法：通过分组讨论牙刷的设计和使用的案例，使学生能够运用人因工程的原理和方法解决实际问题。
3.案例分析法：通过分析牙刷的设计和使用的案例，使学生能够运用人因工程的原理和方法解决实际问题。
4.实验法：通过实验，使学生能够亲自体验人因工程的原理和方法在实际中的应用。
人机工程学课程设计牙刷的人因设计
人机工程学课程设计牙刷的人因设计集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-教学单位机械工程学院学生学号 4022人机工程学课程设计题目牙刷的人因设计学生姓名冯亮亮专业名称产品设计指导教师韩超艳成绩2015 年 7 月 3 日牙刷的人因设计摘要：一把牙刷不能长期使用，因为牙刷毛会出现卷曲、分叉等问题，此时就应及时更换，以免刷毛刺伤牙龈。
而且，经过研究发现，牙刷使用一个月后，就会有大量细菌繁殖在牙刷上，可能导致牙龈发炎或者其它的健康问题。
因此三个月更换一次牙刷的建议致使我们更换牙刷，可能有的家庭把废牙刷再利用，但是经过调查，更多的人选择丢弃整支牙刷直接买新的。
刮胡刀可以换刀片，于是我想，牙刷能否只更换刷毛，将刷毛作为一个整体进行季度性地更换，那样相比有些替换刷头的牙刷更节约成本，而且相对于丢弃整支牙刷更符合资源节约型社会的要求。
那样一年就能少扔40亿支牙刷，节约万吨资源，减少万吨污染。
每天刷牙，挤牙膏于牙刷上，会出现牙膏从牙刷上掉下来的情况，我就想，能否让牙膏与牙刷轻松地“融合在一起”，也省了拧开牙膏盖的功夫。
老年人会穿戴假牙，假牙的清洁怎么实现。
针对牙齿患有疾病的牙刷更要特殊对待。
现在许多成年人都患有或轻或重的牙龈炎，严重时，牙龈肉腐蚀，牙齿与牙龈的缝隙加大。
想改善牙齿的健康状况，就要选对合适的牙刷。
关键字：使用周期；环保；牙刷疾病。
1项目计划表牙刷的人因设计项目计划书时间项目完成情况设计调研调研分析及设计定位设计草图修正、完善设计及方案效果图尺寸图综合展板整理、归纳制作报告书目录1项目计划 (1)2市场调查分析报告 (2)设计调查准备阶段 (2)调查问卷 (17)调查问卷内容与分析 (17)3设计定位 (23)4草图 (24)5效果图 (34)6工程图 (35)7展版 (36)8产品说明书 (37)2 市场调查设计调查准备阶段调研前言现在大力提倡资源节约型、环境友好型社会。
基于人机工程学的牙刷设计 2讲解
基于人机工程学的牙刷设计牙刷产业的市场调研中国是世界上牙刷生产量最大的国家，以及牙刷使用量最大的国家。
2004年产量约为35亿支,中国大陆消费量为730595900支( 约7.3亿支，约合人民币15亿元)； 2005年产量约为50亿支，中国大陆消费量为890036200支( 约8.9亿支，约合人民币18亿元)；截止2006年7月的产量约为28亿支，中国大陆消费量为 565603100 支( 约5.6亿支，约合人民币12亿元)。
2004年中国大陆人均牙刷消费量为 0.56支（ 1.18元），2005年中国大陆人均牙刷消费量为0.68支（ 1.41 元）。
换句话说，2004年中国人平均21.4个月换一支牙刷，到了2005年，中国人平均17.6个月换一支牙刷。
这个趋势看来比较乐观：中国人在过去2年中牙刷更换频率增加了21%。
按这样的趋势，到2012年，中国大陆牙刷消费量将达到2617753529支（约26亿支），是2005年的2.92倍；到2014年，中国大陆牙刷消费量将达到5235507059支（约52亿支），是2005年的5.84倍，和2005年中国大陆牙刷产能基本一致。
根据2006年7月统计结果，中国大陆牙刷平均零售价格为2.13元，2005年同期为2.07元，价格同比增长2.9%。
按这样的价格增长趋势，中国大陆到2011年的牙刷消费金额约为68亿元人民币，到2014年的牙刷消费金额约为148亿元人民币。
如此大的产业集群及消费情况表明，牙刷的合理设计对于行业来说显得十分重要。
随着人们生活水平的提高，人们对自己的身心健康日益重视。
“病从口入”这句话早已成为人们的口头禅，人们都知道对自己所吃的东西把好关。
但是，人们却忽视了“病从口入”的另一个方面，那就是口腔卫生的问题。
我们知道，口腔是人消化系统中的第一道关，牙科疾病将直接影响到人的消化。
有关牙科专家指出，牙科疾病还会引起心、脑、脊柱等身体其他部位的一些疾病。
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星星之火
牙刷颜色设计
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牙刷颜色设计
当代美国视觉艺术心理学家布鲁墨所说：“色彩唤起各种情 绪，表达感情，甚至影响我们正常的生理感受”。因此，色彩就被 赋予了情感因素。同时，色彩的情感效应也与人们的经验、联想有 关，并且在一定文化环境中具有某种象征意义。
颜色设计
刷毛多采用清洁的白色、白色与蓝色相间、白色与绿色相见等 颜色。 刷柄的色彩选择性就比较多。不同的色彩都有不同的色彩联想 。下面有与牙刷设计关系较为密切的色彩分析见附录3 根据色彩联想，采用不同配色来形成效果： 红色与白色及黑色相配形成一种永恒的美感； 高亮的绿色与纯绿色相配形成一种清澈、凉爽的感觉； 白色与纯红色相配形成朝气蓬勃的感觉；
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总体设计
以下使我们的设计特点
（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）
设计特点
（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
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牙刷握柄设计
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牙齿握柄设计
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牙刷头部设计
背部硅胶颗粒
头部立体图
刷刷头部设计
头部立体图
刷毛位置
正视图
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牙刷头部设计
头部立体图
连接插口
侧视图
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牙刷刷毛设计
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牙刷刷毛设计
刷毛材料
刷毛直接与牙齿接触，借助牙膏的作用， 达到清洁牙齿的目的。刷 毛是体现牙刷清洁功能的最主要部分， 因此刷毛的材料、 形态、 排列方 式直接影响到刷牙的舒适性和清洁效果。 1、刷毛材料 天然鬃毛用做刷毛材料，虽然具有柔软、 吸附牙膏效果好等特点， 但因其干燥慢、 寿命短已被丝条美观、 易干、 视觉清爽的耐力丝 （尼龙 b12 ）代替。这种新型的刷毛材料通过丝尖的磨毛加工， 可以做成各种 形状 ， 丝尖成为更细的绒毛状， 更柔软、 更舒适。 以根据清洁部位的不同， 内外刷毛材料、 丝径不一样， 外围束的刷 毛应软一些， 有利于按摩牙龈； 内部束的刷毛要硬一些， 有利于清洁牙 齿。
设计牙刷组成
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。
NICE TEETH
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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
B1
B2
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。
传统牙刷 尺寸特点
H1
H2
H3
牙刷颈部没有角度 ，很容易导致在刷牙过 程，妨碍牙刷运动。
C1
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 口腔的软组织（牙龈）。
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牙齿握柄设计
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
牙刷后柄设计
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牙齿握柄设计
图A牙刷的运动方向图
图B
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牙刷刷毛设计
刷毛排列
牙刷刷毛的毛端平面形状分为平切、波浪等几种。不同的列 形式清除牙齿缝隙间食物残渣的效果略有不同。 根据对比试验验证（资料）： 刷牙 ,无论是采用平切型 , 还是波浪型牙刷并不能完全清除菌 斑, 刷牙后菌斑残留率为 16. 9- 17. 1%,特别是在牙齿邻面和舌腭 侧存在菌斑残留区。因此 , 在刷牙时还有必要提倡和推广各种辅 助性口腔卫生清洁工具。（这里在刷头设计会有所体现） 我们采用的是斜切型。（如上图B所示）
直径设计
H3=115
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牙齿握柄设计
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 。
牙刷后柄材料
TPE
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牙刷头部设计
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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效果有很大影响。刷毛太大 ， 运动不变， 对口腔内下颌前齿内、 舌两侧等狭小部分的 清洁效果不佳。儿童的口腔小， 乳牙釉质矿化较差， 应使 用柔软刷毛的小刷头牙刷， 以免刺破牙龈。 由于口腔后部空间狭小，特别是在清洁后齿各面时，需 在狭小空间舒适的完成前后、上下弧线、 斜线运动， 根据 这一运动特点， 刷头的形状宜采用近椭圆形并做修缘处理 。 根据有关人体尺寸，结合植毛工艺要求，适用于成人的 刷头尺寸宽度应为 11~15 mm， 长度为 18~35 mm较为 合理。
刷毛丝尖端轮廓资料图示
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牙刷刷毛设计
刷毛排列
2、刷毛排列 刷毛丝尖端轮廓按刷毛的排列分为四排毛、 三排 毛和两排毛3 种。排数少， 在口腔内运用方便， 但单 薄， 易倒毛， 不耐用； 毛密有利于铺开牙膏， 清刷 作用强，但不利于牙刷本身的清洁， 毛根部容易藏污 。根据实验研究， 一般牙齿健康的成年人， 以选用四 排毛的牙刷为宜 。 根据口腔颊侧间隙及植毛工艺要求， 刷毛高度以 9~10 mm为佳，根据刷头尺寸宽度以9~10mm为佳 ，长度以25~30mm为佳。 根据图A所示，牙刷刷毛会采取略微外凸（图B） 增大与牙齿的接触面积已达到更好的清洁效果。
牙刷前柄设计
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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。
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总体设计
初步分析
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。
简易设计图
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牙齿握柄设计
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。
牙刷前柄设计
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牙齿握柄设计
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。根据牙刷的前柄长度 可知刷头高=前柄长*tan12=30*tan12=6mm。
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总体展示
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简图
简易图展示
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简图
草图展示
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谢谢观看
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附录1
a
刷柄后倾角
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附录2
谢谢观看
成年人握拳的直径大约30mm把握直径 13mm左右。所以握柄的直径取13mm为基准 。
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附录3
色彩引起的抽象联想： 红色：活跃、紧张、欢心、兴奋等
橙色：高兴、活跃、精神、热闹等
牙刷的人机工程设计
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目录
总体设计思路
牙刷握柄设计
牙刷头部设计
牙刷刷毛设计
牙刷颜色设计 总体展示
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总体设计思路
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总体设计
设计理念
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。
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牙刷头部设计
头部设计
由人体标准尺寸，后槽牙牙宽约为0.8～1.1厘米，牙刷应比 其略宽 应设计宽度为1.2厘米。牙刷头长度应当伸到后槽牙尾端 时，人手指还距离牙齿大约2厘米。牙刷头高度应等于人在疲劳 度很小情况下张嘴后上下牙垂直距离的一半，约为一厘米。 人的舌头无数个凸起的味蕾很容易藏污纳垢， 滋生引起口 腔异味的细菌，所以用硅胶做牙刷头的底部材料可在刷牙时防止 出现用力不慎导致碰伤情况，并且因其柔软性、摩擦性可以按摩 清洁牙龈及舌苔。背部表面做成颗粒状，深度清洁。底板应做成 稍带弧度，使刷毛略呈放射状，与口腔接触面增大。
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：
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
黄色：愉快、开心、明朗、精神等 绿色：年轻、新鲜、希望、平静等