论牙刷使用方法及牙刷的人机工程学设计

论牙刷使用方法及牙刷的人机工程学设计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⋯。本文对目前市场上的牙刷进行了调查分析，把重点放在人机工程学上，对牙刷进行改进设计。一、牙刷的使用方法极其设计指导牙刷的使用方法是我们研究牙刷的人机工程学的起点。我们每颗牙有五个面，即颊、舌、咬合及两个邻面。设计的牙剐应保证这五个面都能剥烈。刷牙的方法、尉牙时间的长短、压力大小均是影响清洁效果的重要因素。近年来，学者们在这一领域作了很多研究。通过了解牙刷使用方式，才能清晰的了解牙刷设计的要点。而对牙刷设计各部分的分析，我们更能进一步掌握如何利用设计的功能、材料、结构等要素来实现牙刷设计所需的人机工程学要求呤】。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。短横刷法(又叫水平颤动法、Bass法)：(1)在刷牙齿的内(舌腭)、外(唇颊)两面时，将刷毛与牙齿长轴成45度角轻压，刷毛尖端进入牙与牙龈交界的牙龈沟内，水平颤动6—8次，颤动距离约l一2mm。(2)在刷上下前牙内面时，可将牙刷竖起，用刷头尖端的刷毛作水平或垂直颤动6—8次。(3)在刷牙齿的咬合面时，要加一定的压力，使牙刷毛尖端能进入咬合面的窝沟点隙中，沿牙弓的方向水平运动。(4)应注意不要遗漏牙列中最末端牙的末端轴面(靠近咽喉的那面)，牙刷头尽量向里放，旋转刷头即可刷到。这种方法对牙周疾病的预防有较好效果。但是，这种刷牙方法因操作要求较高，切忌大幅度水平拉锯式横刷，拉锯式横刷可能造成牙齿表面的楔状缺损。竖转动法(竖刷法)：刷牙齿的内、外面时，刷毛和牙长轴平行，刷毛指向牙龈，加压、顺着牙缝方向转动，刷上牙时从上往下刷，刷下牙时从下往上刷。通过牙一牙龈交界处要有力些。在同一部位重复5—6次。刷咬合面和牙列中最末端牙的末端轴面(靠近咽喉的那面)时要点与Bass法相同。这种方法对龋齿的预防效果较好。旋转式刷牙法：首先，从牙龈往牙冠方向旋转刷。刷前牙唇面、后牙颊面和后牙舌孵面时，牙届q毛束的尖端朝向牙龈，即上牙朝上，下牙朝下。牙刷毛与牙面呈45度角。第二步，将牙刷朝冠向作小环形旋转运动。第三步，顺牙缝刷洗，即可将各个牙面刷干净。刷前牙舌腭面时，牙刷毛束尖直接放在牙齿的舌腭面。上牙向下拉，下牙向上提，刷后牙咬合面时将刷毛放在咬面上，前后来回刷。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HJ。使用多大压力较为适当呢?Hasegawa等提出最适力的概念，他们认为最适力指清洁效果最佳，牙龈无疼痛感亦不出血时的刷牙压力。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、牙刷颈部的弹力控制来调整人们刷牙的力度，避免伤到牙龈。3．以上分析对牙刷设计的指导刷牙是保持口腔清洁的重要措施，它的作用是出去牙齿上的残存的食物，又不损伤牙龈组织。不同的刷牙方法，对牙刷的人机工程学设计有不同要求¨】。结合以上分析，我们能很清楚的认识到每一种牙刷都是针对某一使用者群体(如儿童)而设计的，它不可能适用于所有的使用者，所以，牙刷设计应该有针对性，有具体的使用人群划分，划分的指导方针如下：(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)戴有固定正牙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(刷毛毛柬排列呈V形)。二、手部刷牙时受力分析及其对牙刷的设计指导人手具有极大的灵活性。单就抓握动作而言，也有多种方式。其中主要的三种形式是前倾式、后倾式和无角度式。根据人手腕部的受力特征，刷洗牙齿内侧，尤其是刷内侧后半部时，刷柄前倾时，人手腕部接近自然位置，手腕感觉最舒适。刷柄后顿时，手腕处于尺(挠)侧偏状态，感觉最不舒适。刷洗外侧牙面时，牙刷沿着牙床垂直的方向上下移动。刷柄后倾时，人手腕部接近自然位置，手腕感觉最舒适。刷柄前倾时，手腕处于尺(挠)侧偏状态，手腕感觉最不舒适。刷洗上下咬合面时，直柄牙刷手腕感觉最舒适。刷洗前表面时，牙刷颈部后倾时，手腕感觉最舒适。因此应用于对牙刷设计的指导中，要特别考虑牙齿内表面，尤其是内表面后半部最难清洁，故应按该位置和；合理设计刷头与刷柄的夹角。在此位置，采用颈部前倾式牙刷刷柄，手的腕部受力状态较合理。但是仅仅考虑了颈部前倾式牙刷刷柄虽然解决了前牙内面、牙齿内表面后半部的清洁问题，但是，由于沿齿缝方向清洁内、外表面齿同邻面时，刷柄的施力和刷头的阻力之间存在旋转力矩，致使手难于稳定地持握牙刷。特别是在狭小的牙床高度空间内，频繁、枯燥的上下移动动作极易造成腕部、小臂、大臂和精神疲劳。在刷洗外侧牙面、上咬合面以及前表面时，手的腕部还无法保持顺直状态，使得腕部受力更加恶化。在设计中如能将刷头设计成沿齿缝方向的电动旋转式。就可以克服手动牙刷的这一致命弱点。靠刷头的旋转来完成牙刷沿齿缝方向的相对运动，达到清洁齿间邻面的效果。三、牙刷尺寸设计在这里，笔者做了详细的群体调查，需要注意的是，在做统计测量时，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。计测项目选择l、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。对160名成年男女的统计计测结果，统计计测值见__名称平均值标准差拇指指幅19．77ram1．47mm把握长度121．9mm3．5mm把握直径13ram1．2mm．展屈最大角183．1803．380展屈最小角130．9602．814。最大张弯角249．3403．708。最小张弯角11402．4．30牙床弯度22．6。1．071。牙床高度15mm2．6mm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。使得在刷牙过程中不会产生疲劳与把握的不适应。结合以上牙刷各个部分受力结构、各部分形态以及适应范围的分析，我们尝试做出一款新的牙刷设计如图l：牙刷的尺度应该在综合考虑使用者在使用牙刷方式上的习惯姿势，以及各种刷牙方式的优劣性，并认真参考刷牙时的舒适性，方便性。这里提出的这款设计的针对人群是最广泛的，所以在具体数字的选择上应该取各个人群的合适交集。所以并没有完全确定具体的尺度。但是各部分之间的比例关系，以及刷头的上扬角度都严格进行了选择，使得使用者在使用过程中能方便，舒适，同时也最大的发挥牙刷的清洁功能。圈1四、总结我们进行牙刷设计目标和方法选取，不仅是以这个所需求的广大市场为目标，同时应该看到的是，在这个市场经济飞腾的今天，人类的身体健康是我们设计的终极目标。牙刷产品设计不只是从美观的角度出发，更重要的是，充分把握其中的人机工程学要素，使之更加人性化。在新的牙刷产品的开发中，我们应在充分了解市场需求和发展趋势情况下，结合人机工程学、医化学、材jIs!学、美学等各方面，以市场为依托，形成一个完整的新产品开发流程，开发出更加舒适、方便、有效的牙刷产品。