民國115年 高考三級 工業設計 人因工程（包括人體工學）
第3題
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） 骨骼功能 關節活動範圍 肌肉負荷 疲勞與傷害預防
題目
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） 骨骼功能 關節活動範圍 肌肉負荷 疲勞與傷害預防
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、骨骼功能：骨骼提供支撐與保護、作為肌肉收縮之槓桿、儲存礦物質並造血。手工具設計須以骨骼為槓桿系統思考：握把直徑應使手指維持約四十五至七十度屈曲，使指骨與掌骨呈自然包覆；避免握把邊緣壓迫掌骨頭、豆狀骨與鉤骨，以免局部缺血與腕隧道症候群（carpal tunnel syndrome）；握持面應將壓力分布於魚際與小魚際之肌肉豐厚處，而非骨突處。
- 二、關節活動範圍：關節活動範圍（range of motion, ROM）決定工具可用之姿勢空間。以腕關節為例，屈曲、伸展、橈側與尺側偏移均有一定限度，設計應使操作落在中立位（neutral zone），避免持續超過約十五至二十度之尺側偏移。起子、鉗子宜採折角或槍型握把，使手腕維持直線；扳手加長握柄以減少所需力矩，但須避免關節過度負荷。並應考量關節炎或高齡者 ROM 退化，提供較大握持空間與省力機構。
- 三、肌肉負荷：肌肉出力受關節角度、肌肉長度—張力關係與力臂影響，握力在腕中立位最大，偏離則迅速衰減。工具重量、重心位置與扭力反作用力皆形成負荷；長時間等長收縮（static contraction）易阻斷血流而加速疲勞。設計對策包括：以動力工具取代人力、以平衡吊具支撐工具重量、採動力握（power grip）而非捏握（pinch grip）、增大接觸面積、將重心靠近握持點，並依最大自主收縮（MVC）之百分比控制負荷水準。
- 四、疲勞與傷害預防：重複性、用力、不良姿勢、振動與缺乏休息為工作相關肌肉骨骼疾病（work-related musculoskeletal disorders, WMSDs）之主要風險因子，常見者包括肌腱炎、網球肘、腕隧道症候群與振動性白指（HAVS）。預防採層級策略：優先以工程改善消除危害（低振動工具、軟質包覆握把、扳機跨距與形狀適配），其次為工作組織調整（輪調、休息、作業節奏），最後為教育訓練、熱身與健康監測；並建立早期通報機制，避免累積性傷害惡化。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。