手持产品的重心和握持:人机工程里最容易被跳过的两个数

手持类产品好不好用,用户说不出道理,但一上手就知道。电钻、扫码枪、手持检测仪、美容仪、电动牙刷,这些产品每天要在手里待几十分钟,握着累不累、会不会滑、操作时手腕要不要别着劲,往往比外观漂亮不漂亮更影响复购。

但在开发流程里,握持和重心这两个最该早定的事,经常被推到造型定稿之后。等外壳都开模了才发现头重脚轻,能改的余地已经很小。

握持直径:一个可以直接查表的数

人手握住一个物体时,有几个典型姿态。用力抓握,比如握锤子、握电钻手柄,最优直径大概在 30 到 40 毫米;精细捏握,比如握笔,直径在 8 到 16 毫米;需要按压操作的,接触面宽度在 10 到 15 毫米比较舒服。

这些数字背后是手掌的屈肌群能不能有效发力。太粗,手指包不住,只能靠指腹捏着,很快酸;太细,手指过度弯曲,握力反而下降。很多手持设备为了做得小巧把柄部做细,结果是用一会儿就手酸,用户只会觉得这产品手感差,说不出是因为直径。

顺便说一句,断面不一定要圆的。扁平一点的椭圆形断面,在需要控制方向的场景下更好用,因为手能感知到朝向。电动工具的手柄很多做成上下略扁的形状,就是这个道理。

创恩设计案例
图为创恩设计案例。

重心位置:比重量本身更关键

同样 400 克的产品,重心靠近手掌和重心悬在前段,使用体验完全是两回事。力臂差一倍,手腕承受的力矩就差一倍。长时间使用下来,前者轻松,后者手腕疼。

经验原则是:重心尽量落在握持区域内,最好靠近虎口位置。电池往往是最重的部件,布局时优先考虑怎么让它靠近手。很多手持设备把电池放在手柄底部做配重,就是这个逻辑。

如果是前端需要伸出去工作的形态,比如探测头、扫描头,重心必然靠前。这种情况要么在后端加配重,要么给前臂设计一个支撑位置,把力矩分担到手臂上。硬扛是最差的选择。

三个容易被忽略的细节

第一是按键位置。拇指自然覆盖的区域有限,一般在握持后拇指指腹能扫到的弧段内。按键排在这个区域之外的,用户就得换手或者够着按,操作一个动作变成两个动作。做按键排布时,让真人握着样机试一遍,比在屏幕上画多少圈都管用。

第二是表面摩擦。包胶和皮纹能大幅提升握持稳定性,尤其是手上有汗或者戴手套的工况。但摩擦系数不是越大越好,需要贴着皮肤滑动的部件就要做光滑一些。同一个产品上不同区域用不同处理,是常见也有效的做法。

创恩设计案例
图为创恩设计案例。

第三是热。手持产品散热有限,长时间握持的位置温度要控制住。金属外壳手感好但导热快,内部热源附近的壳体温度容易超标。标准上对可触及表面的温升有明确限值,塑料件一般控制在 50 摄氏度以下,金属件更严。设计阶段要留好隔热和导热路径,别等样机出来手握不住才改。

怎么用最低成本验证

最笨也最有效的办法:做个等重的手板。用 3D 打印或者油泥做外壳,内部塞配重块把重量和重心调到设计值,然后找几个人实际用十分钟。手的感受骗不了人,重心偏不偏、握着累不累,三十秒就有结论。

有条件的话,在不同的握持姿态下拍照记录,看手指关节角度和手腕角度是不是自然。手腕明显背屈或者尺偏的角度,就是设计要调整的信号。

这些验证花不了多少时间,但能避免开模之后才发现手感不对。模具一开,形态基本就锁死了,重心和握持这种底层问题再想动,代价就不是一星半点。