高考申論題
115年
[工業設計] 人因工程(包括人體工學)
第 一 題
📖 題組：
試以手工具設計為例說明下列四項關於骨骼、關節與肌肉系統在人因工程中的重要性：（每小題 5 分，共 20 分）
試以手工具設計為例說明下列四項關於骨骼、關節與肌肉系統在人因工程中的重要性：（每小題 5 分，共 20 分）
📝 此題為申論題，共 4 小題
小題 (一)
骨骼功能
思路引導 VIP
思考點：骨骼在人體中扮演「支撐結構」與「槓桿力臂」的角色。在手工具設計中，重點在於工具如何與手部骨骼（如掌骨）互動。關鍵設計原則：握柄長度要夠長，必須超過手掌寬度，避免握柄末端壓迫到掌心的腕骨神經和血管；同時需考量手部骨骼的施力槓桿效率。
小題 (二)
關節活動範圍
思路引導 VIP
思考點：關節在處於「中立姿勢（Neutral posture）」時力量最大且不易受傷；若處於極端彎曲（如手腕的尺偏或橈偏），力量下降且容易導致發炎。關鍵設計原則：「彎曲工具，而非彎曲手腕」。
小題 (三)
肌肉負荷
思路引導 VIP
思考點：肌肉收縮分動態與靜態。手握工具常常是靜態負荷（抓握），容易疲勞。另外要考量肌群的大小與施力方向。關鍵設計原則：設計適當的握把直徑（最佳抓握直徑約3~4公分）以利手指肌肉發揮最大收縮力；減少靜態肌肉疲勞；利用較大的肌群（如手臂取代手指）來發力。
小題 (四)
疲勞與傷害預防
思路引導 VIP
思考點：結合前三者的觀念，手工具設計不良的最終結果就是「累積性創傷病變（CTDs）」，如腕隧道症候群、板機指、白指症等。設計原則：防震（對於動力手工具）、減少重複性動作、減少高握力需求。
手工具設計：骨骼功能
💡 骨骼具體化為支撐與槓桿，設計需分散壓力以保護軟組織。
🔗 骨骼功能與設計應用邏輯
- 1 骨骼基本功能 — 結構支撐與生物力學槓桿產生力量。
- 2 設計應用原則 — 將操作應力均勻分布於大面積骨骼。
- 3 具體設計實踐 — 握柄長過手掌，避免壓迫掌心神經。
- 4 最終達成目標 — 防止組織挫傷、CTDs 及血液循環問題。
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🔄 延伸學習：延伸學習：人體計測數據在手柄直徑與形狀設計上的應用。
