硬體說明 硬體說明 硬體說明 硬體說明

第二節 第二節 硬體說明 硬體說明 硬體說明 硬體說明

為滿足計劃預定量測人數及各樣本分類項目，並進駐至各合作單位進行量 測，故量測設備以簡單量測、快速架設為原則，包括：FaroArm、電子握力 計、評估椅及電動升降桌。靜態量測儀器為 FaroArm；動態量測儀器為電 子握力計；另外受試者需在評估椅、電動升降桌及多功能強力吸盤扶手進行 不同量測項目。

1. 量測儀器

(1) 靜態量測儀器：FaroArm（見圖圖圖圖 3.2. 1 左）

FaroArm 被發展用於 3D CAD-to-Part 檢測比對與逆向工程之點 群資料掃瞄兩大領域。在航太、汽車、機械、3C、消費性產品、

學術等產業中，被廣泛應用在零件與裝之品質管制、產品設與試 驗。其特性包括高度操作性：重量輕、手臂自由旋轉無死角、可 攜帶或移動；多元化之軟體介面：可利用 PolyWorks、CAM2 Measure SA、Geomagic、Rhino、Verisurf 等軟體介面，輸出量 測報告藉以分析物件尺寸。其結構為四隻手臂、四個具高度自由 度關節、探針及計算處理單元所構成，其精確度可達 0.043mm。

運作過程為利用計算處理單元中記錄手臂之長度、探針長度以及 三維空間座標軸，在移動探針時利用各關節之角度變化量、手臂 長度、探針長度加以計算，即可得知探針在三維空間中之座標位 置。利用探針得至探測點三維座標，可結合 PolyWorks 進行人體 尺寸量測。在建研所的「肢體障礙者人因工程與使用行為研究」

(2009)的量測中，利用特徵點易辨識的四個人體尺寸：右手寬、左 肩峰高、左眼高及肩峰寬重複量測，針對再測信度進行相關前後 二次量測的相關性檢定，檢定結果 α 值皆小於 0.01，顯示在同一 尺寸的量測下，FaroArm 的量測結果有高度的再測信度。Feathers, et al. 在 2004 年則發現，利用 FaroArm 的平均量測差異比起其他 傳統人體計測工具小 0.3cm，代表 FaroArm 較其傳統人體計測工 具更有量測上的效度。

(2) 動態量測儀器：電子式握力計（見圖圖圖圖 3.2. 1 右）

傳統握力計不易調整手掌握取之長度，不適切之手掌握取長度會 影響其握力值，且每次量測完皆需手動歸零，耗費時間且精確度 低。而電子式握力計可依受試者個別調整手掌握取之長度、快速 歸零。測量範圍至 100kg，量測單位為 0.1kg，精確度達 2kg。

圖 3.2. 1FaroArm(左)與電子式握力計(右) 圖來源：本研究整理

2. 評估椅（見圖圖圖圖 3.2. 2 左）

評估椅為一可調整頭靠高度、扶手高度、扶手深度、椅面深度、椅背傾 角、椅背角度及腳踏板高度之座椅。FaroArm 在量測過程中的主要量測 工具，部份人體尺寸的量測需要受試者維持標準姿勢，則需評估椅可調 整的特性，如在調整腰部、膝部與地面垂直後，可量測正確的背靠至膝 蓋深度。

3. 電動升降桌（見圖圖圖圖 3.2. 2 右）

作業域的量測方法以心理物理法為基礎，而量測作業域前桌面高度需要先 確定，電動升降桌的桌面高度桌高度可由 63cm 升至 99cm，主試者視受 議者的感受調出整適合之桌面高度，其桌面長為 120cm、寬度為 60cm。

4. 握徑測量器

為一三角圓錐體，由上至下直徑漸增，受試者手部中指與拇指相觸，由 握徑測量器上方套入後，可由握徑測量器的刻度觀察受試者之握徑。

圖 3.2. 2 評估椅(左)及電動升降桌(右) 圖來源：本研究整理

5. 作業域量測板（見圖圖圖圖 3.2. 3 左）

作業域量測板上有順時針及逆時針之角度線。受試者在的最舒適桌面高 度及下腹部貼近桌面下畫出左手及右手的正常與最大作業域後，主試者 覆蓋上作業域量測板，即可由作業域量測板上之角度線觀察作業域角度 的範圍，並利用 FaroArm 量測在各角度上的可及深度。

6. 多功能強力吸盤扶手（見圖圖圖圖 3.2. 3 右）

多工能吸盤扶手可吸附於玻璃、壁磚及鐵櫃表面等，可快速拆裝。扶手 高以心理物理法進行量測，量測過程中利用多功能強力吸盤扶手可快速 拆裝調整高度的特性，視受試者感受上下調整出最舒適之扶手高。

圖 3.2. 3 作業域量測板(左)及多功能強力吸盤扶手(右) 圖來源：本研究整理

第三節 第三節

第三節 第三節 軟體說明 軟體說明 軟體說明 軟體說明

量測過程中，以 FaroArm 為主要量測工具，而 FaroArm 的產出僅探針 所探測到的三維座標，需透過計算來得到人體尺寸。在計劃量測之前，首先 將人體尺寸分群，分群條件包括：需移動 FaroArm 或需移動受試者。再拆 解出人體尺寸的探測點與基準面（點），如：眼高的量測點為眼角，基準面 為地板面。後再各分群中調整探測點及基準面（點）得順序（於圖圖圖圖 3.3. 1 中 5、3），以便於主試者量測及減省量測時間，另外，PolyWorks 可設定多種 尺寸類型，此計劃中利用至的尺寸類型為點與點連線距離、點與平面之垂直 距離、投影連線距離、平面與平面之距離。

量測中，主試者透過 PolyWorks 選擇量測群組、以 FaroArm 為量測執行工 具，量測作業進行時可於 PolyWorks 的 3D 場景（如圖圖圖 3.3. 1 中 6）中觀察圖 探測點的相對位置以減少量測錯誤 PolyWorks 將計算各尺寸下的探測點與 基準面（點）以求出尺寸，完成量測後 PolyWorks 產生 Excel、Word、HTML 和 PDF 等多種報告格式及量測檔，便於後續量測結果的統計分析。

圖 3.3. 1PolyWorks 操作介面 圖來源：本研究整理

PolyWorks 操作介面包括下列六項主要功能：

1. 目錄列。

2. 標準工具列：包括量測專案的開啟或儲存、動作回復、選擇物件等。

3. 巨集量測：將命令編輯於巨集量測內，點擊巨集量測後即自動執行先前 編輯之命令。

4. 物件工具列：可新增點、投影點、面、尺寸等物件。

5. 目錄樹：編輯所需量測物件、產生的尺寸之順序。

6. 3D 場景：呈現已量測物件（或量測面）於空間之相對位置。

第四節 第四節 第四節

第四節 量測路徑 量測路徑 量測路徑 量測路徑

圖 3.4. 1 量測流程 圖來源：本研究整理

量測流程：

A. 向受試者說明量測目的、量測設備及量測順序。

B. 受試者閱讀量測說明書後，若同意參與量測，則簽署同意書並開始量 測。

C. 坐姿人體尺寸量測（評估椅）：部份人體尺寸的量測需要受試者維持標 準姿勢，則需評估椅可調整的特性，如在調整腰部、膝部與地面垂直後，

可量測正確的背靠至膝蓋深度，量測尺寸請參考表 3.5.1。

D. 坐姿左、右指極量測（評估椅）：因指極量測包括正常橫向距離及最大 橫向距離，探測點為身體中心點及橫向可及指尖點，Faro Arm 手臂長 度無法同時量測至左手及右手橫向可及指尖點，故將左、右指極分開量 測。此階段利用 Faro Arm 進行量測，量測尺寸請參考表 3.5.2。

E. 頭部尺寸（評估椅）：在受試者仍在評估椅上時，主試者利用皮尺量測 頭圍、利用馬丁量測頭長及頭寬，量測尺寸請參考表 3.4.1。

F. 立姿人體尺寸量測：量測在立姿下眼高、肩高、肘靠高等，全程皆利用 Faro Arm 進行量測，量測尺寸請參考表 3.5.3。

G. 立姿左、右指極量測：同坐姿左、右指極量測，因指極量測包括正常橫 向距離及最大橫向距離，探測點為身體中心點及橫向可及指尖點，Faro Arm 手臂長度無法同時量測至左手及右手橫向可及指尖點，故將左、

右指極分開量測。此階段利用 Faro Arm 進行量測，量測尺寸請參考表 3.5.4。

H. 立姿背靠人體尺寸量測：部份立姿人體尺寸的基準面(點)為背靠面，受 試者需移動至牆面，故需與立姿人體尺寸分開量測，量測尺寸請參考表 3.5.5。

I. 扶手高度量測：利用多功能強力吸盤扶手，調整出受試者舒適之扶手高 度，量測扶手高度並記錄，量測尺寸請參考表 3.4.1。

J. 握力量測：因利用電子握力計量測握力時需要求受試者手臂向下垂放，

以取得最大握力值，而在自有輪椅之手臂扶手無法使手臂向下垂放，故

將握力量測設定於評估椅上，量測受試者握力三次，每次間隔五分鐘使 受試者恢復握力，取平均握力值記錄之。

K. 桌高度、徑度及手部尺寸：受試者仍位於評估椅，並移動至電動升降桌，

調整出受試者舒適作業之桌面高度，以 Faro Arm 量測記錄之。在調整 後桌面高度上請受試者握持握徑測量器，量測握內徑。握外徑以 Faro Arm 量測記錄之。調整出受試者與桌緣之舒適距離，以 Faro Arm 量測 記錄之，量測尺寸請參考表 3.5.6。

L. 作業域量測：利用先前已調整之舒適桌高度、受試者與桌緣之舒適距 離，請受試者先以正常的自然手臂姿勢於作業域量測板上畫出其正常作 業域，再以最大手臂可及範圍畫出最大作業域，籍由作業域量測板記錄 作業域於 0、30、60、90、120、150、180 度上之可及深度，此階段皆 利用 Faro Arm 進行量測，並拍照記錄其作業域。

M. 掌厚：利用受試者尚停留在評估椅上，以游標卡尺量測受試者兩手的手 掌厚度，量測尺寸請參考表 3.4.1。

N. 立姿向上可及高度：國內人體計測資料庫的向上伸手可及高度的平均值 明顯高於 FaroArm 可量測的圍範，故將皮尺置於牆面，受試者背靠牆 面向上伸手量測之，量測尺寸請參考表 3.4.1。

O. 正向可及範圍：量測受試者以無障礙物及下的正向最低及最高可觸及高 度(距離牆面一個前臂長)；以及在兩種障礙物下的正向最高可觸及高 度，兩障礙物高度皆為 75cm、深度為 25cm 及 60cm，量測尺寸請參考 表 3.4.1。

P. 側向可及範圍：同正向可及範圍，受試者維持立姿，量測受試者以無障 礙物及下的側向最低及最高可觸及高度；以及在兩種障礙物下的側向最 高可觸及高度，兩障礙物高度皆為 75cm、寬度為 25cm 及 60cm，量測 尺寸請參考表 3.4.1。

表 3.4. 1 量測巨集及儀器、設備