本研究以HDT(Human Design Technology)設計方法為架構，目的為探討登山行為腰部護具使用性問題及提出設計規範加以改良。首先針對三款市售腰部護具，進行使用性的觀察及實驗，13位受測者分別以無穿戴與穿戴腰部護具兩種情形，模擬登山的動作:起立、前彎、放下、步行等動作做測試。發現在穿戴腰部護具上能降低整體腰部肌群的負荷，而腹斜外肌與背闊肌活動度比起無穿戴有減少趨勢，但對腹直肌影響較少。再透過HDT設計方法中的3P (3-Points)任務分析，彙整產品操作時的問題並予以架構化，經由專家權重配重後，將結果轉換為設計元素。初階發想設計:主要針對材料及結構組合來打樣第一款腰部護具，以參與式方法請受測者們試穿評估並修改。而最終修正後的第二款腰部護具，在比對前期試戴的問卷及評價調查中，腰帶設計緊度的增加和後背有支條撐起，有助於登山時腰部直腹肌、斜外腹肌、背闊肌等活動度的降低，達到支撐、舒適的效果。本研究建議腰部護具產品的研究，除了生物力學等實驗方式外，可藉由HDT的使用性設計程序歸納出，在設計腰部護具產品時的一套規範:1.整體構造的組成；2.舒適與支持性的取捨考量；3.實用與接受度來作為設計腰部護具的參考方向。

In this study, HDT (Human Design Technology) design methodology has been used as the framework for the purpose of studying the behavior of waist braces in climbing and hiking to determine usability and problems found to propose improvement of design specifications. Three commercially available waist braces were used for the first observation and experiment. 13 subjects were chosen to test with and without wearing the waist braces in two scenarios to simulate the following climbing actions: standing, bending forward, squatting down, walking, etc. during testing. Wearing of the protective gear was found to reduce the overall load on the waist muscles. Abdominal oblique muscle activity compared with the latissimus dorsi (major back muscle) showed a decreasing trend without the brace but there was less impact on the rectus abdominis (abs) with or without the brace.. Then through HDT design methods 3P (3-Points) task analysis, collection of issues and product operation was architected, through climbing and hiking experts weighing and counter-weighing their results into the design elements giving their knowledge and suggestions on areas that needed change. The first initial design: the main structure and material combinations for the new waist brace went through proofing by participation from our volunteer subjects to evaluate the comfort level for further modification. The final revised waist brace, which followed the earlier model tried to match participants'' evaluation in a questionnaire survey. Results showed the revision''s increase in belt design tightness and strengthened propping up of the back with brace pieces helped climbers'' straightening of the abdominal waist, reducing the degree of the latissimus dorsi and other muscle activities, to support a comfort effect. This study suggests that waist brace product research, in addition to biomechanics and other experimental approaches, are available by the HDT design process summarized in the design of the waist brace product set of specifications: 1. Overall structure of the composition; 2 Comfort and support considerations; 3. practicality and acceptance as a reference in waist brace design.

摘要.......................................................I
Abstract................................................. II
謝誌......................................................IV
目錄...................................................... V
表目錄................................................. VIII
圖目錄.................................................... XI

第一章 緒論...........................................01
1-1 研究背景...........................................01
1-2 研究動機...........................................02
1-3 研究目的...........................................03
1-4 研究範圍與限制......................................03
1-5 研究架構與流程......................................04

第二章 文獻回顧 .......................................06
2-1登山運動之相關研究....................................07
2-1-1登山基本步法動作機制................................07
2-1-2登山常見運動傷害....................................08
2-1-3登山背包之影響.....................................09
2-2腰帶機制之相關研究....................................09
2-2-1腰帶緊度與內腹壓....................................10
2-2-2腰帶與脊椎關係.....................................11
2-2-3腰帶與腹背肌群.....................................11
2-2-4腰帶與心肺功能.....................................11
2-2-5其他腰帶之相關設計..................................12
2-2-6小結.............................................13
2-3 HDT使用設計方法.....................................14
2-3-1 3P任務分析.......................................15
2-3-2構造化分析.........................................16
2-3-3 70個設計項目......................................18
2-4設計項目之參與式設計...................................18
2-4-1參與式設計操作方法..................................19

第三章 研究方法 ........................................21
3-1-1 實驗架構與流程......................................21
3-1-2實驗訂定...........................................23
3-2-1 HDT使用性設計方法之3P任務...........................32
3-2-2腰部護具部分的構造化.................................37

第四章 實驗分析與設計規範 ................................39
4-1-1腰部護具ENG測試結果.................................39
4-1-2 EMG測試結果MVC%小結................................47
4-2-1 3P (3-Points)任務分析結果..........................53
4-2-2腰部護具3P任務分析加權結果............................55
4-3-1設計規範訂定........................................58

第五章 使用性評估與再設計 ................................59
5-1-1參與試設計..........................................59
5-1-2概念發想草圖........................................61
5-1-3概念選擇............................................67
5-2-1原型草模製作........................................68
5-2-2參與式設計再評估....................................70
5-2-3模型再修正..........................................72
5-2-4參與式設計結果......................................73
5-3 最終設計............................................77

第六章 結論 ............................................79
6-1-1 市售腰部護具與改良後腰部護具間差異....................79
6-1-2 結果討論與建議.....................................81

參考文獻 ................................................85

附錄 ...................................................89


表目錄
表1-1 研究流程說明............................................ 06
表2-1 3P 任務分析表格(引用Human design technology 一書).......16
表3-1 受測者的基本資料........................................ 23
表3-2 EMG 實驗第一階段.........................................31
表3-3 EMG 實驗第二階段.........................................32
表3-4 3P 任務1 執行表..........................................34
表3-5 3P 任務2 執行表..........................................34
表3-6 3P 任務3 執行表..........................................35
表3-7 3P 任務4 執行表..........................................36
表4-1 各腰部護具(背起-站立)EMG 實驗%MVC 平均數比較..............39
表4-2 各腰部護具(站立-前彎)EMG 實驗%MVC 平均數比較..............40
表4-3 各腰部護具(站立-放下)EMG 實驗%MVC 平均數比較..............40
表4-4 各腰部護具(步行)EMG 實驗%MVC 平均數比較...................40
表4-5 各腰部護具(背起-站立)EMG 實驗%MVC 平均數比較..............41
表4-6 各腰部護具(站立-前彎)EMG 實驗%MVC 平均數比較..............42
表4-7 各腰部護具(站立-放下)EMG 實驗%MVC 平均數比較..............42
表4-8 各腰部護具(步行)EMG 實驗%MVC 平均數比較...................42
表4-9 各腰部護具(背起-站立)EMG 實驗%MVC 平均數比較..............43
表4-10 各腰部護具(站立-前彎)EMG 實驗%MVC 平均數比較.............44
表4-11 各腰部護具(站立-放下)EMG 實驗%MVC 平均數比較.............44
表4-12 各腰部護具(步行)EMG 實驗%MVC 平均數比較................. 44
表4-13 各腰部護具(背起-站立)EMG 實驗%MVC 平均數比較............ 45
表4-14 各腰部護具(站立-前彎)EMG 實驗%MVC 平均數比較............ 46
表4-15 各腰部護具(站立-放下)EMG 實驗%MVC 平均數比較............ 46
表4-16 各腰部護具(步行)EMG 實驗%MVC 平均數比較................. 46
表4-17 腰部護具使用問卷調查................................... 49
表4-18 主觀知覺施力評估之動作(站立-放下)分析.................. 51
表4-19 主觀知覺施力評估之動作(站立-前彎)分析.................. 51
表4-20 主觀知覺施力評估之動作(步行)分析....................... 52
表4-21 3P 任務分析 1.穿戴腰部護具............................. 53
表4-22 3P 任務分析 2.活動時穿戴腰部護具之狀................... 54
表4-23 3P 任務分析3.步行時穿戴腰部護具之狀................... 54
表4-24 3P 任務分析4.拆掉腰部護具............................. 55
表4-25 腰部護具需求項目加權值分析........................... 56
表4-26 腰部護具改良設計的設計規範............................ 58
表5-1 腰部護具概念發想草圖1.................................. 62
表5-2 腰部護具概念發想草圖2.................................. 63
表5-3 腰部護具概念發想草圖3.................................. 64
表5-4 腰部護具概念發想草圖4.................................. 65
表5-5 腰部護具概念發想草圖5.................................. 66
表 5-6 概念評比矩陣問卷結果................................... 68
表 5-7 第一款腰部護具打樣試戴結果與意見口述................... 71
表 5-8 最終之腰部護具穿戴測試過程............................. 74
表 5-9 最終定案之腰部護具試戴結果與意見口述................... 75
表5-10 最終改良腰部護具說明.................................. 77


圖目錄
圖1-1 研究架構.................................................05
圖 2-1 參考Human Design Technology 使用性設計方法的過程........16
圖 2-2、構造化分析構築方式(引用自 Human design technology 一書)17
圖3-1 腰部護具ENG 肌電實驗架構................................ 22
圖3-2 實驗用腰部護具種類.......................................24
圖3-3 橢圓滑步機.............................................. 25
圖3-4 MP150 肌電訊號收集系統與訊號貼片....................... 26
圖3-5 由左至右1.斜方肌2.直腹肌3.腹外協肌4.豎脊肌..............26
圖3-6 電子節拍器.............................................. 26
圖3-7 背架式登山背包.......................................... 27
圖3-8 斜方肌MVC 測試.......................................... 29
圖3-9 直腹肌MVC 測試.......................................... 29
圖3-10 腹外斜肌MVC 測試........................................ 30
圖3-11 豎脊肌MVC 測試.......................................... 30
圖3-12 HDT 3P 任務分析流程......................................33
圖3-13 腰部護具的構造化分類................................... 38
圖4-1 腰部護具3P任務分析加權結果..............................57
圖5-1 工作坊流程架構.......................................... 60
圖5-2 草圖概念評選........................................... 67
圖5-3 第一款原型草模.......................................... 69
圖5-4 第一款腰部護具製作流程-1................................ 69
圖5-5 第二款修改後原型草模.................................... 73
圖5-6 第一款腰部護具製作流程-2................................ 73
圖5-7 最終腰部護具之改良設計平面尺寸.......................... 78
圖5-8 最終腰部護具之改良設計立體圖............................ 78

參考文獻
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