Ergonomi vid grepp. 8 december. Mälardalens Högskola

Transkript

1 Ergonomi vid grepp 8 december 2009 Denna individuella inlämningsuppgift redogör för vilka förutsättningar människans hand skapar när det gäller utformningen av handtag på produkter samt vad ska man tänka på när man utformar handtaget och placerar det på produkten. Mälardalens Högskola Jessica Johansson Produktutveckling 3, KPP039 INL 1, Individuell inlämningsuppgift Handledare: Rolf Lövgren

2 Innehåll Inledning... 3 Frågeställningar... 3 Definition av begrepp... 3 Litteraturstudie... 4 Användaren och dennes hand... 4 Undvika skador... 7 Anpassa produkten utefter uppgiften... 7 Resultat Reflektion Referenser

3 Inledning Under kurserna Produktutveckling 2 och Produktutveckling 3 har jag arbetat i ett projekt där uppgiften är att designa om en produkt för att attrahera en ny målgrupp. Under arbetet dök frågan upp om ergonomi vid grepp och det är detta område som jag vill undersöka vidare i denna individuella inlämningsuppgift. Nedan visas en bild på den ursprungliga produkten, se bild 1, och en bild som visar resultatet efter den första kursen Produktutveckling 2, se bild 2. Bild 1 Ursprunglig produkt Bild 2 Resultat efter Produktutveckling 2 Frågeställningar För att strukturera arbetet med denna fördjupade studie kring ergonomi vid grepp ställdes ett antal frågeställningar. Vilka förutsättningar skapar människans hand när det gäller utformningen av handtag på produkter? Vad ska man tänka på när man utformar handtaget på en produkt? Vad ska man tänka på när det gäller placering av handtaget på en produkt? Definition av begrepp För att kunna redogöra för denna studie krävs definition av ett antal begrepp. Ergonomi Läran om människan i arbete; samspelet mellan människan och arbetsredskapen. Kunskapsområde som avser individualiserad anpassning av arbetsmetoder och arbetsmiljö så att de i möjligaste mån är i harmoni med människokroppens struktur och funktionssätt och inte har benägenhet att framkalla hälsoproblem. Ergonomiska åtgärder kan gälla bl.a. arbetsställning, lyfthjälpmedel och optimal belysning. (Nationalencyklopedin) Handtag Detalj på föremål avsedd att fatta om och hålla i särsk. vid förflyttning av föremålet. (Nationalencyklopedin) Grepp Det att fast och stadigt omsluta ngt med handen el. händerna el. armarna e.d.; ofta för att kontrollera el. förflytta. (Nationalencyklopedin) 3

4 Litteraturstudie I A Guide to Human Factors and Ergonomics behandlar Helander bland annat ämnet design av handhållna verktyg. I samband med detta sätter han upp tre krav på vad ett handverktyg måste ha för egenskaper. Verktyget ska vara anpassat för uppgiften, passa användaren och dennes hand, inte orsaka skador. Jag anser att detta gäller inte bara verktyg utan även alla andra produkter som greppas för att användas. Nedan följer inledningsvis en redogörelse för vilka förutsättningar användaren och dennes hand skapar när det gäller att utforma ergonomiska produkter. Därefter behandlas hur man designar grepp för att undvika att ge användaren skador och slutligen redogörs för hur man anpassar produkten efter uppgiften. Dessa områden är inte fristående utan i allra högsta grad sammankopplade med varandra. Alla dessa tre måste beaktas för att produkten ska vara ergonomisk att använda. Användaren och dennes hand Människans hand har en funktionell viloställning där den är som minst belastad, se bild 3, och det är när man har en rak handled. När man utformar produkter vill man att dessa ska ge möjlighet att användas med ett grepp som är så nära denna ställning som möjligt. Bild 3 Den funktionella viloställningen Därmed påverkar greppdelens position i förhållande till effektdelen, dvs. den del som är i kontakt med det som ska bearbetas, om produkten är ergonomiskt utformad eller inte. För visualisering av greppdel och effektdel se bild 4. I bild 4 visas också greppspann, vilket kommer nämnas längre fram i arbetet. (Greppet direkt) 4

5 Bild 4 Effektdel, greppdel och greppspann Exempel på delarnas förhållande till varandra ses i bild 5 och 6. Bild 5 visar en dåligt utformad produkt där greppdelens position i förhållande till effektdelen gör att handleden inte är rak vid användning. Bild 6 visar ett gynnsamt förhållande mellan de båda delarna som möjliggör en rak handled. (Högskolan Halmstad) Bild 5 Böjd handled Bild 6 Rak handled Ytterligare en illustration av resultatet av effektdelens position i förhållande till greppdelen är hämtad ur Helanders bok, se bild 7. I den övre delen av bilden ses ett förhållande mellan delarna som ger en rak handled. I den undre delen syns en böjd handled till följd av en olämplig placering av effektdelen i förhållande till greppdelen. Bild 7 Effektdelens position i förhållande till greppdelen 5

6 Våra händer kan formas till olika grepp med olika funktioner. De olika greppen skapar varierade förutsättningar för precision och kraft. Nedan följer en bildserie över tre grepp, se bild 7, 8 och 9. Bild 7 Pincettgreppet Bild 8 Nyckelgreppet Bild 9 Kraftgreppet Bild 7 visar pincettgreppet, ett grepp som ger mycket bra precision men svag kraft. I bild 8 visar nyckelgreppet som ger sämre precision än det föregående greppet, men mer kraft. Det tredje greppet är kraftgreppet, bild 9, som likt namnet antyder ger störst greppkraft. Greppet ger dock dålig precision. Detta leder till slutsatsen att om stor kraft önskas i greppet ska produkten ge möjlighet att använda kraftgreppet, dvs. tillåta grepp med så stor del av handen som möjligt. (Högskolan Halmstad) Enligt Helander finns det något som han kallar för precisionsgrepp. Det finns i två varianter bestående av det inre resp. det yttre precisionsgreppet. Det inre, se bild 10, innebär att man håller produkten på insidan av handen, likt en bordskniv. Det yttre greppet, se bild 11, innebär att man har produkten på utsidan av handen, som när man t.ex. håller en penna. Bild 10 Inre precisionsgrepp Bild 11 Yttre precisionsgrepp Handen har en varierad styrka beroende på position i förhållande till den funktionella viloställningen, se bild 12. Den funktionella viloställningen ger 100 procents greppstyrka och avvikelse från denna position ger en minskning av styrkan i handen. Bild 12 Greppstyrka 6

7 Hur stor greppstyrka man har beror också till viss del på hur stora händer man har. Detta är något som är kopplat till kön då män generellt sett har större händer än kvinnor. Men självklart finns det män med små händer och kvinnor med stora händer. I häftet Greppet direkt nämner Fritz att experiment visat att män har maximal greppstyrka vid greppspann på mm och kvinnor vid mm. Greppspann kan ses i bild 4. En undersökning visade även att 40 procent av könskillnaden i handstyrka berodde på skillnader i handstorlek. Undvika skador När man utformar handtag vill man undvika så kallad kontaktstress i handen. Kontaktstress uppstår när mjukdelarna i handen, dvs. muskler, ligament, senor och bindväv, belastas med hårda och skarpa objekt. Det kan undvikas med släta ytor på handtagen eller genom att dimensionera upp själva handtaget så att det inte tränger in i handen. Bild 13 visar exempel på kontaktstress i handflatan på grund av utformningen av verktygets handtag. Bild 13 Kontaktstress Andra saker som man vill undvika är att utsätta handen för extrema temperaturer både när det gäller värme och kyla. Därför ska man välja ett material i handtaget som inte leder temperaturen vidare från produkten in i handen. Man vill även undvika att handtaget glider i handen, vilket enklast görs genom att välja ett material som ger ett glidfritt grepp. Det är också rekommenderat att greppytan ska vara något hoppressbar för att ge ett bättre grepp. En annan viktig sak är att när man designar produkter som skapar vibrationer måste man se till att dessa inte sprids vidare in i handen via handtaget. (Högskolan Halmstad) Anpassa produkten utefter uppgiften Att anpassa produkten utefter uppgiften handlar om att analysera vad produkten är till för. Det kan till exempel gälla att veta om det behövs ett precisionsgrepp, nyckelgrepp eller kraftgrepp för att hantera produkten. Helander sätter upp några rekommenderade mått när det gäller handtag på produkter med precisionsgrepp resp. kraftgrepp. 7

8 Precisionsgrepp Greppets tjocklek ska vara mellan 8 13 mm Greppets längd ska vara minst 100 mm Produktens maximala vikt är 1.75 kg Kraftgrepp Greppets tjocklek ska vara mellan mm Greppets längd ska vara minst 125 mm Produktens maximala vikt är 2.3 kg, helst cirka 1.2 kg En annan fråga som man ska ställa sig är om man använder produkten när man står eller när man sitter? Att vara stående ger en större räckvidd, ökad rörlighet och större styrka, vilket skapar andra förutsättningar för utformning av produkten mot om man sitter ner. Att sitta ner ger stabilitet, är mindre energikrävande och minskar belastningen på benen. (Högskolan Halmstad) Hur måste man placera handtaget för att användaren ska ha en rak handled när denne använder produkten? För att veta det måste man veta hur produkten ska användas. I bild 14 har inte arbetsuppgiften analyserats då valet av handtag och placering av detta leder till en böjd handled. Bild 14 Böjd handled Bild 15 visar när uppgiften har blivit analyserad genom att arbetsytans placering har blivit undersökt. Det ger förutsättningar för att utforma ett lämpligt handtag och en korrekt placering av detta i förhållande till effektdelen. Bild 15 Rak handled 8

9 I häftet Greppet direkt tar Fritz upp krav för vad man ska ta hänsyn till när man utvecklar nya verktyg: Arbetsställning Handstorlek och handstyrka för den aktuella brukargruppen Handledsställning Grepptyp Skänklarnas spann, form och egenskaper Yttryck och ytans egenskaper Vikt Yttre krafter (vad som krävs för att använda verktyget, t.ex. för att föra en sax framåt) Tar man hänsyn till dessa aspekter har man kommit långt i att utforma en ergonomisk produkt. 9

10 Resultat Nedan följer frågeställningarna, som ställdes i inledningen av rapporten, tillsammans med dess svar utifrån genomförd litteraturstudie. Vilka förutsättningar skapar människans hand när det gäller utformningen av handtag på produkter? Människans hand ställer att antal krav på produktens utformning, däribland att man ska kunna använda produkten med en rak handled. Detta för att handen är minst belastad i denna position och att greppstyrkan är som störst. Avviker man från denna position kommer greppstyrkan att minska och belastningen på handen öka. Mjukdelarna i handen får inte utsättas för hårda och skarpa objekt för det kan leda till så kallad kontaktstress i handen. Därför krävs det mjuka och släta handtag för att inte irritera handens mjukdelar. Vad ska man tänka på när man utformar handtaget på en produkt? När man utformar handtaget ska man tänka på vad produkten ska användas till. Väg kraft och precision mot varandra och se vilket sorts grepp som passar produkten. Det är också viktigt att se till vilken målgrupp produkten har, då till exempel finns skillnader i lämpligt greppspann för mäns respektive kvinnor. Handtaget bör även utformas för att minska överföringen av vibration från produkten till handen. Det ska även vara utformat för att ge ett glidfritt grepp och för att motverka att eventuell värme eller kyla sprids vidare till handen. Vad ska man tänka på när det gäller placering av handtaget på en produkt? Det är viktigt att tänka på hur handtaget ska placeras för att man ska kunna hålla en rak handled när man använder produkten. Man måste alltså studera uppgiften som produkten ska användas till för att man ska kunna veta hur man ska placera effektdelen i förhållande till greppdelen för att en rak handled ska vara möjlig vid användning av produkten. Man måste även se till om produkten ska användas när användaren står eller sitter då även det skapar olika förutsättningar för att hantera en produkt, t.ex. då man stående för en större räckvidd än en sittande person. 10

11 Reflektion Under litteraturstudien uppmärksammades det att den litteratur som finns på ämnet behandlar främst handhållna verktyg av olika slag med användning inom industrin. Vid sökning på Internet fanns främst fakta kring ergonomiska hjälpmedel för personer med nedsatt funktion i händerna. Dessa ämnen var inte direkt vad detta arbete skulle avhandla men dessa ämnen är sammanflätade då de alla i grund och botten handlar om hur man anpassar produkten utefter dem som ska använda den. Helander, till exempel, hade tre krav på handhållna verktyg och dessa kan appliceras på alla produkter som ska greppas. Man vill ju alltid att produkten ska vara anpassad för vad den har till uppgift att göra, att den ska passa användaren och dennes hand samt att den inte ska orsaka skador. Fritz krav, se sidan 10, för vad man ska ta hänsyn till när man utvecklar nya verktyg kanske känns specifikt för vad man ska tänka på när man ska utveckla ett verktyg till industrin. När man funderar igenom punkterna ser man snart att dessa går att applicera på vilka produkter som helst som måste greppas för att användas. Industrin är en mycket tuff miljö där det är viktigt att verktygen är bra utformade. Om man utformar en produkt som inte är ämnad för industrin utefter dessa riktlinjer har man goda möjligheter att skapa en ergonomisk produkt. Detta är ett mycket intressant och lärorikt ämne för en blivande produktutvecklare. När man utformar nya produkter vill man att dessa ska passa användaren och att få lära sig mer om ergonomi vid grepp är ett steg i rätt riktning mot att kunna skapa produkter anpassade efter användaren. I inledningen nämnde jag att det var projektet i produktutvecklingskurserna som väckte mitt intresse kring ergonomi vid grepp. Projektgruppen utvärderade vår produkt, ReCan, ur en ergonomisk synvinkel med hjälp av en prototyp i plast och papp, se bild 16. Bild 16 Prototyp Det visade sig att produkten kan användas med raka handleder, vilket är bra ur ergonomisk synvinkel. Om handtagen har alltför skarpa kanter eller inte var svårt att bedöma med den prototyp som skapats. Detta på grund av materialen prototypen tillverkats i begränsade möjligheterna att belasta produkten med någon realistisk vikt. Dock antas att kanterna kommer att upplevas som skarpa om produkten är fylld med något tungt innehåll. Om handtagen för över värme eller kyla från 11

12 produkten till handen gick inte att kontrollera med hjälp av prototypen i papp och plast. Däremot antas det att handtagen kommer att leda temperaturen från produkten till handen, eftersom den i verkligheten ska tillverkas i metall. Detta kommer troligen inte utgöra något problem då produkten på grund av den lackerade insidan inte kan användas för att innehålla något mycket varmt. Den är inte heller ämnad för att till exempel användas som förpackning vid frysning. En diskussion fördes med uppdragsgivaren angående att vinkeln på bärhandtaget leder till att kärlet inte kommer att hänga lodrätt när det lyfts. Vid provningen av prototypen upplevdes lutningen inte heller som något problem, men det kan bero på att det inte var möjligt att belasta produkten nämnvärt. Då fokus i detta projekt ligger på utseende ansåg uppdragsgivaren att designen inte skulle ändras av denna anledning. 12

13 Referenser Tryckta källor Helander, M. (2006). A Guide to Human Factors and Ergonomics. 2. uppl. Boca Raton: CRC Press Fritz, M. (1992). Greppet direkt från värktyg till verktyg. Stockholm: Nyströms Tryckeri AB Elektroniska källor Nationalencyklopedin, Ordbok. Hämtat från: Handtag Grepp Ergonomi, kort version Ergonomi, lång version Högskolan Halmstad (2008). Föreläsningsmaterial till kursen Ergonomi 1. Hämtat från: ht08.pdf, ht08.pdf,