基于人機(jī)工程學(xué)的警棍設(shè)計(jì)與分析
摘要：本文從人機(jī)工程學(xué)的角度分析了警棍的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，使其外形、功能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合人的生理特性和使用習(xí)慣，最終達(dá)到人與器材的最佳結(jié)合狀態(tài)，發(fā)揮裝備的最高使用效能。
關(guān)鍵詞：人機(jī)工程學(xué)；警棍；設(shè)計(jì)
一、概述
現(xiàn)代越來(lái)越多地提到人機(jī)工程的產(chǎn)品，只要是人類(lèi)所使用的物品，包括武器裝備，都應(yīng)該在人機(jī)工程上加以考慮，產(chǎn)品的造型與人機(jī)工程無(wú)疑是結(jié)合在一起的。優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，用以建立人與物之間和諧關(guān)系的方式，最大限度地挖掘人的潛能，綜合平衡地使用人的機(jī)能，從而提高作用效率。
警棍的設(shè)計(jì)應(yīng)在認(rèn)真研究人、警棍，環(huán)境三個(gè)要素本身特性的基礎(chǔ)上，充分考慮三個(gè)要素相互間的關(guān)系，優(yōu)化警棍總體的性能。人機(jī)工程學(xué)上警棍的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為：
(一)警棍與人手的`尺寸形狀、生理特點(diǎn)是否配合；
(二)警棍在使用時(shí)是否順手和便于發(fā)力；
(三)警棍是否便于清潔、保養(yǎng)及修理。
二、警棍的外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析
(一)警棍握把的設(shè)計(jì)分析
手握式操作工具，握把當(dāng)然是最重要的部分。對(duì)于警棍，其操作方式是掌面與手指周向抓握，所以其設(shè)計(jì)因素應(yīng)包括握把直徑，長(zhǎng)度，形狀等。
1、直徑：警棍的握把設(shè)計(jì)應(yīng)避免掌部組織受壓力，如果握把直徑太大，長(zhǎng)時(shí)間的緊握會(huì)在掌部和手指處造成很大的壓力，引起局部性的缺血，導(dǎo)致手的麻術(shù)；直徑太小則會(huì)減小握力，降低靈活性與操作速度，并使指端彎曲增加，長(zhǎng)時(shí)間操作會(huì)導(dǎo)致指端疲勞。握把的直徑大小取決于工具的用途與手的尺寸，著力抓握比較適合的直徑是30～40毫米，所以警棍握把直徑也應(yīng)設(shè)計(jì)為30～40毫米。
2、長(zhǎng)度：警棍的握把應(yīng)避免過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短，過(guò)長(zhǎng)不僅浪費(fèi)材料增加重量，而且還使得在操作時(shí)的靈活性變低，影響使用的效能；過(guò)短使得手掌不能完全用上力，影響作戰(zhàn)時(shí)的發(fā)揮。而且在用力操作時(shí)警棍容易脫手。握把長(zhǎng)度主要取決于手掌寬度，掌寬一般在70～98毫米之間，因此合適的握把長(zhǎng)度為100～125毫米。
3、形狀：對(duì)于警棍著力式抓握，握把與手掌的接觸面積越大，則壓力愈小，因此選用圓形截面握把較好，使壓力能分布于較大的手掌面積上，減小應(yīng)力，或者使壓力作用于不太敏感的部位，如拇指與食指之間的虎口部。為了防止使用時(shí)出現(xiàn)滑脫，可以在握把上面設(shè)計(jì)防滑紋。
(二)警棍棍體的設(shè)計(jì)分析
警棍的材料不但要有好的強(qiáng)度和韌性，而且要求質(zhì)地輕、耐腐蝕。目前國(guó)內(nèi)警棍的材料大多采用橡膠，很難適應(yīng)新形勢(shì)下防暴制暴的復(fù)雜多變性。警棍的材料最好選用強(qiáng)度的較高的聚碳酸酯材料和醋酸纖維素材料，因?yàn)檫@類(lèi)材料手感凝重，質(zhì)地精良，耐敲打，在高溫下不彎曲，膨脹率低，吸收能盛的性能較好，打擊后棍上不留凹痕。
長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短。長(zhǎng)警棍可以增強(qiáng)威懾力，擴(kuò)大作戰(zhàn)的范圍，但太長(zhǎng)攜帶不方便，警棍過(guò)短則很難發(fā)揮出警棍的威力，鑒于此并結(jié)合人體前臂的尺寸，警棍的合適長(zhǎng)度在400～700毫米之間。如目前武警部隊(duì)裝備的98-1型橡膠警棍的全長(zhǎng)為490毫米，符合作戰(zhàn)的需求。
警棍總重量不宣太重也不宜太輕，雖然警棍重量大可以增加打擊力度，但操作起來(lái)比較費(fèi)力，不適合長(zhǎng)時(shí)間操作，警棍太輕發(fā)揮不出打擊的力量，握在手里沒(méi)有手感，不適合作戰(zhàn)。例如98-1型橡膠警棍的全重為0.8千克，重量適中，符合人機(jī)工程學(xué)的要求。
三、警棍功能實(shí)現(xiàn)方面的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)分析
(一)防搶功能設(shè)計(jì)分析
在警棍前部的外側(cè)面或外圓柱面上設(shè)有隱藏的刀刃，如果暴徒膽敢抓住警棍的前部外側(cè)實(shí)施搶奪，使用者只需用力抽回警棍，設(shè)置的了刀刃就會(huì)割傷暴徒的手掌。
(二)威懾功能分析
警棍作為一種警用器材，必須要有強(qiáng)悍的外觀(guān)，能使對(duì)方產(chǎn)生一種恐懼。所以在棍體形狀設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足人機(jī)心理學(xué)方面的特性，使用時(shí)能給暴徒在心理上施加一定的震撼。例如，將警棍棍體設(shè)計(jì)成帶有尖刺的狼牙二棒狀，這能在外觀(guān)上帶給敵人一定的恐懼感。
(三)便攜式設(shè)計(jì)分析
警棍的攜帶設(shè)計(jì)，可以在手柄的尾部帶有一個(gè)金屬環(huán)，通過(guò)金屬環(huán)將警棍棍體與一個(gè)卡鉤相連接。在不用警棍時(shí)可利用卡鉤把警棍別掛在腰上。佩戴警棍時(shí)，將警棍的卡鉤掛在腰上，置于身體的左側(cè)，棍身下垂貼于褲縫。這樣長(zhǎng)時(shí)間佩戴不會(huì)對(duì)腰部及腿部產(chǎn)生不良影響，當(dāng)遇到緊急情況時(shí)，也可以迅速持棍，進(jìn)入戰(zhàn)斗狀態(tài)。
四、警棍的發(fā)展趨勢(shì)
(一)趨于多功能化
目前裝備的警棍只具有打擊的功能，性能比較單一，為了更有效的打擊犯罪勢(shì)力，維護(hù)社會(huì)秩序，警棍的發(fā)展應(yīng)趨于多功能化，集警報(bào)、電擊、噴霧、照明手一體。例如在警棍前端增加一個(gè)強(qiáng)光手電，既可用作照明又可使用強(qiáng)光刺激敵人的眼睛，使其目眩；或者在棍體內(nèi)攜帶刺激劑，必要時(shí)將其噴出以制服暴徒。
(二)新穎的外觀(guān)設(shè)計(jì)
如將警棍做成可伸縮式或拐形狀，可達(dá)到出其不意、一招致敵的效果。警棍作為一種警用裝備器材，外觀(guān)必須具有強(qiáng)大的威懾力，使人產(chǎn)生畏懼感，首先在氣勢(shì)上壓倒敵人。
(三)更高性能材料的應(yīng)用
警棍材料的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該是向著高韌性、高比強(qiáng)度、高耐磨性、耐高溫、抗腐蝕的方向發(fā)展，同時(shí)要重視創(chuàng)立和采用新理論、新工藝、新技術(shù)來(lái)改造傳統(tǒng)工藝和傳統(tǒng)材料。
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