座椅扶手支撑对VDT作业人员鼠标操作的影响研究

1、座椅扶手支撑对VDT作业人员鼠标操作的影响研究摘要：为了探讨座椅扶手支撑对VDT作业人员鼠标操作的影响关系，采用可以调节扶手支撑的Dxracer FEO办公座 椅，选取30名VDT作业人员作为被试，使用Aim booster软件进行鼠标操作测试，采集有无扶手支撑两种状态下的测 试数据。结果表明，有扶手支撑时的鼠标点击精确度及击中目标次数较无扶手支撑时的更高；有扶手支撑时的鼠标 点击平均反应时间较无支撑时的更高；性别对鼠标点击绩效存在影响。据此提出针对不同鼠标操作任务类型的座椅 扶手设置等相关建议。关键词：座椅；扶手支撑；VDT作业；鼠标操作Research on the Influence o

2、f Seat Armrest Support onMouse Operation of VDT OperatorsAbstract: In order to explore the influence of armrest support on the mouse operation of VDT operators, the Dxracer FEO office seat with adjustable armrest support was adopted. 30 VDT operators were selected as subjects. Mouse operation test w

3、as conducted using Aim booster software to obtain test data in two states with and without armrest support. The results show that the mouse click accuracy and hit times are higher when there is armrest support than when there is no armrest support. The average reaction time of mouse clicks with armr

4、est support was higher than that without armrest support. Gender has an impact on mouse click performance. Some suggestions on seat armrest setting are put forward for different mouse operation tasks.Key words: seat; armrest support; VDT (visual disply terminal); mouse operation互联网和计算机技术的发展极大地改变了办 公

5、场所的作业模式，出现越来越多的VDT(visual display terminal)作业，即作业人员利用计算机系统 的视觉显示终端进行数据、文字、图像等信息处理 工作的总称 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 叫而作业人员在使用计算机进行办公 操作时有50%60%的时间是通过鼠标完成的鼠 标最基本的操作移动和点击对于VDT人员必不可 少。伴随着鼠标和键盘的频繁使用，大多数作业人 员习惯性将键鼠置于工作桌面上进行操作，且操作 键盘和鼠标所用时间长，频率高，腕部、肘部关节 需要反复活动，腕肘又长时间处于无支撑状态，所 以极易导致腕肘出现不适的症状

6、HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 3，会对VDT作业 人员产生不同的影响。这种影响是潜在的，最直接 影响的是工作人员的主观使用感受，进而影响到其 工作效率。协调的“人-计算机-环境是提高工作绩 效的重要基础，其中工作所必备的办公座椅就是劳动环境中的重要组成部分。1.2鼠标操作绩效的研究办公座椅作为坐姿工作中与人体接触最为密切 的家具之一，它与人体的功能结构、尺寸形态等有 着密切的关系 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 田。办公座椅的研究日益引起人们的 重视，对座椅而言最重要的就是舒适度，座椅舒适

7、 度可以通过作业人员的主观多方位评价体现，具有 个体差异性 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 5o座椅材质、腰背支撑和可调节性等 因素是座椅舒适度的重要指标 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 6o设计合理的座椅 可以将人体部位重量分散传递，减少身体能耗，避 免腰椎颈椎疾病的发生，同时可以降低不舒适感， 提升工作绩效 HYPERLINK l bookmark55 o Current Document 回。可见，以往对于作业人员坐姿体 态、座椅腰背支撑的研究较为广泛，此类指标如不 合理都会改变座椅整

8、体的舒适度，可能引起不同程 度的疲劳或是肌骨不适感，进而影响工作绩效。有 研究指出，高度、方向可调的扶手支撑会影响 VDT作业的键盘和鼠标操作 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 10，该研究采用肌电、 坐姿及量表分析人员的不舒适感，但并未说明扶手 支撑对鼠标操作绩效的具体影响是什么。动环境中的重要组成部分。1.2鼠标操作绩效的研究综上所述，本文为探讨办公座椅扶手支撑对鼠 标操作的具体影响，设置有无扶手支撑作为对照组 进行实验研究，采用Aim booster软件测试被试鼠标 操作的绩效输出。旨在为提高VDT作业人员工作舒 适性和工作效率提供理论依

9、据，为企业人-机-工作 环境优化提供管理建议，并为研究不同特征办公座 椅对员工作业绩效的影响关系提供一种新的研究思 路和方法。1理论基础及研究假设1.1肘部(扶手)支撑的影响研究肘 HYPERLINK l bookmark57 o Current Document 部支撑是一种比较简单有效的预防肌骨损伤 的措施 HYPERLINK l bookmark57 o Current Document 四。上肢部位的支撑可以有效地降 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 低主观不 舒适感，可以减轻肩颈及上肢部位的疼痛 HYPERLINK l bookmar

10、k59 o Current Document 眼同 时有学者研究发现肘部支撑比腕部支撑可以更好地 降低肩部酸痛发生率，肘部支撑时可以降 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 低肩部肌 肉以及斜方肌的肌肉负荷，不易造成疲劳 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 15o也有 研究探讨了不同肘部支撑高度对 HYPERLINK l bookmark61 o Current Document 于打字活动时相关 肌群的AEMG水平具有显著影响 HYPERLINK l bookmark61 o Current Doc

11、ument 顾。而座椅扶手作 为提供肘部支撑的一种有效手段，绝大部分办公座 椅均具有扶手。本文将有无扶手支撑设置为本研究图形用户界面(GUI)区别于以往的命令行界面， 是目前操作形式的主流。而在这一形式下指点操 作成为了人机交互中最为主要的操作元素，指点 操作细微提升也会对用户的工作效率产生极大的 影响 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 17o菲茨定理(Fitts Law)被广泛应用于人机交互领 域，菲茨通过设计往复敲击、圆盘移动及插针实 验，得出如果目标与当前位置距离(D)越远，或是 目标尺寸(幻较小，从当前移动到目标位置的时间 就会越长 H

12、YPERLINK l bookmark63 o Current Document 吧具体公式为MT = a + b log2(D/W + 1)。 其中，MT (movement time)为移动时间，a、b为常数。基于菲茨定理，部分学者 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 17,1921设计了不同类型 的鼠标指点实验研究点击绩效，其测量变量均有点 击精确度、平均反应时间，并验证了不同情境变量 水平下的鼠标操作绩效变化规律。据此提出，假设 有扶手支撑时的鼠标点击精确度高于无扶手支撑 时；H1b有扶手支撑时的鼠标点击平均反应时间低于 无扶手支撑时。2

13、实验设计与实施2.1实验设计对办公座椅扶手与鼠标操作影响的实验研究， 主要包括有扶手支撑和无扶手支撑2种状态。被试 执行鼠标精度实验，利用Aim booster软件进行记录 数据(精确度、击中次数、平均反应时间)，使用Spss 22.0导入数据进行分析。实验采用单因素2水平的设计方案。首先，选 择一款桌面高度固定的普通办公桌和Dxracer FE0办 公座椅，该座椅可对扶手支撑进行调整。其次，安 排被试坐在座椅中部，眼睛距离屏幕为50 cm，躯 干保持挺直，背部轻靠在椅背，双手手肘自然下 垂，同时避免身体的大幅摆动，保证稳定测试，如 HYPERLINK l bookmark6 o Curren

14、t Document 图1、 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 2所示。作业人员的鼠提也H情境下,VDT】blis上试人员进行访谈，包括一些基本信息以及主观的实 验感受。实验过程易于操作，即被试通过搜索-移动-点 击3步来完成测试。在正式实验前，先对被试进行 指导说明，让被试对软件操作熟悉了解。实验分 2天进行，第1天随机选出2作业人员的鼠提也H情境下,VDT】blis上试人员进行访谈，包括一些基本信息以及主观的实 验感受。图1有扶手支撑的座椅图示Figure 1 The seat with armrest support图2无扶手支撑的座椅图示

15、Figure 2 The seat without armrest support图1有扶手支撑的座椅图示Figure 1 The seat with armrest support图2无扶手支撑的座椅图示Figure 2 The seat without armrest support1）实验环境。实验场地选择只需符合实际VDT人员的办公环 境即可，光线良好，为顺利进行实验还需保证环境 稳定无干扰因素，室温恒定在26 C左右。2）实验设备。准备一台Lenovo电脑，型号为G510,鼠标选择 rival 310， 一把Dxracer FE0办公座椅，如 HYPERLINK l bookmark

16、28 o Current Document 图3所示。Dxracer FE0办公座椅的座面、座高和扶手等参 数均符合国家标准GB/T14774-93X作座椅的一般人 类工效学要求，同时满足VDT座椅主要尺寸的标准 化设计参数22。另外，此款座椅还具有扶手可升降 调节的优势，实验时控制其他参数一致，设置扶手 支撑有无即可。Aim booster是一款鼠标训练与测试软件，其设 置及测试界面如 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 图4所示。目标持续时间指的是图 中橙色目标出现的时间，目标大小是指图中橙色目 标的大小，网格大小则指的是目标随机出现的测试 区

17、域，即灰黑色背景网格的大小。整个测试区域被 均匀分成24x16=384个边长6 mm的正方形，目标在 此区域随机出现，被试需及时作出反应进行点击。图4 Aim booster测试设置界面Figure 4 The Aim booster test setup interface21图3 Dxracer FE0办公座椅Figure 3 Dxracer FE0 office chair名称指标Target duration（目标持续时间）0.5 sGrid size（网格大小）600 x420 pxTarget size（目标大小）50 px实验点击次数30次表1 21图3 Dxracer FE0办

18、公座椅Figure 3 Dxracer FE0 office chair名称指标Target duration（目标持续时间）0.5 sGrid size（网格大小）600 x420 pxTarget size（目标大小）50 px实验点击次数30次表1 Aim booster测试参数Table 1 Aim booster test parameters3）被试人员。在西安市中小企业选取了 30名VDT作业人员作 诫为被试,其中男性18人,女性12人，男女比例为 3 : 2，年龄范围为2346岁，平均年龄33.4岁。所选被试人员从事VDT作业至少在5年及以上，且不是 从事专业的键鼠操作的人员（

19、如打字员、电竞玩家 等），排除对鼠标操作熟悉程度对本实验结果的影 响。被试均为右利手，无脊柱病史，身体状况良 好，可正常完成坐姿实验。3数据分析与结果每位被试测试后的结果都会呈现在软件的界面 上（见 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 图5），会显示被试点击时长、击中次数、精确 度以及平均反应时长。将每位被试测试结果数据录 入Excel软件，再将这些数据导入Spss软件中，进行 描述性分析、差异性分析。AimBoosterAccuracy: 70%Total time： Q；48(Menu ) ( Again J图5被试Aim booster测试

20、结果界面(无支撑)Figure 5 Target booster test result interface (unsupported)3.1描述性分析在进行整体描述性分析前，对各组数据中的测 定值与平均值的偏差进行分析（见 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 表2）。经过异常值 检验后发现各组数据中无异常数据，说明被试的鼠 标操作无异常水平，被试选取合理。表2总体描述统计量T able 2 Population description statistics检验指标N极小值极大值均值标准差无支撑精确度3053.3096.5069.186 77.0

21、34 34无支撑击中次数3016.0028.0020.666 72.005 74无支撑平均反应时间30355.20443.30397.046 719.628 53有支撑精确度3070.0096.6084.740 07.560 31有支撑击中次数3021.00 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 29.0025.433 32.269 49有支撑平均反应时间30358.80481.20416.970 019.868 171）有支撑精确度的均值高于无支撑精确度的均 值（高出约15.55%）；无支撑精确度的极差明显大于 有支撑精确度的极差。2）有支撑击中

22、次数的均值高于无支撑次数的均 值（高出约5次）；无支撑击中次数的极差明显大于有 支撑击中次数的极差。3）有支撑平均反应时间的均值高于无支撑平均 反应时间的均值（高出约20 ms）；有支撑平均反应时 间的极差大于无支撑平均反应时间的极差。3.2差异性分析3.2.1成对样本T检验为了解有无扶手支撑与鼠标操作的影响关系， 从精确度、击中目标数、平均反应时间3方面的显 著性差异进行分析检验，如 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 表3所示。表3有无支撑时精确度、击中次数、平均反应时间成对样本检验Table 3 Paired sample T tests

23、for accuracy, number of hits, and mean response time with or without support成对差分检验指标均值标准差均值的标准误差分的95%置信区间tdfSig.（双侧）下限上限无支撑精确度-有支撑精确度-15.553 3310.700 721.953 67-19.549 05-11.557 62-7.961290.000无支撑击中次数-有支撑击中次数-4.766 673.147 890.574 72-5.942 11-3.591 23-8.294290.000无支撑平均反应时间-有支撑平均反应时间-19.923 3324.337

24、794.443 45-29.011 21-10.835 45-4.484290.000对有无支撑时精确度、击中目标数、平均反 应时间进行成对样本T检验，通过成对差分，可以 显示差的大小。精确度T= -7.961，说明无支撑精确 度有支撑精确度。Sig值=0.000远远小于0.05，所 确度；击中次数的T= -8.294，说明无支撑击中次 数有支撑击中次数。Sig值=0.000远远小于0.05, 所以拒绝原假设，即座椅有无支撑对鼠标击中次数 差异显著，且有支撑击中次数远高于无支撑的击中以拒绝原假设,即座椅有无支撑对鼠标点击的精确次数；平均反应时间的T=-4.484,说明无支撑反应度差异显著，且有

25、支撑的精确度远高于无支撑的精时间有支撑反应时间。Sig值=0.000远远小于0.05,所以拒绝原假设，即座椅有无支撑对平均反 应时间差异显著，且有支撑的平均反应时间远高于 无支撑的平均反应时间。据此，可以验证假设瓦、Hla成立，Hlb不成立。3.2.2单因素（性别）方差分析为了解不同性别与鼠标操作的影响关系，从精 确度（有无支撑）、击中目标数（有无支撑）、平均反应 时间（有无支撑）3方面进行单因素方差分析，在 5%的显著性水平下进行了单因素方差分析。首先进行方差齐性检验，分析发现有无支撑情 况下精确度、击中目标数、平均反应时间6种情况 的户值分别为0.597、0.255、0.591、0.245

26、、0.899、 0.554，均大于0.05,说明方差是齐的，可以使用单 因素方差分析法。从 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 表4中可以看到，有支撑时精确度的户=0.027, 有支撑时击中目标数的P=0.027，均小于0.05,说明 组间是存在显著性差异的，即不同性别对有支撑时 的鼠标点击精确度、击中目标数量是存在影响的。表4单因素方差分析Table 4 ANOVA检验指标平方和df均方F显著性精确度（有支撑）0.02710.0275.4160.027精确度（无支撑）0.00010.0000.0750.787击中目标（有支撑）24.200124

27、.2005.4140.027击中目标（无支撑）0.13910.1390.0330.856平均反应时间（有支撑）43.808143.8080.1080.745平均反应时间（无支撑）1 071.64811 071.6482.9700.096无支撑时的精确度、无支撑时的击中目标数、 有无支撑时平均反应时间的P值分别为0.787、0.856、 0.745、0.096，均大于0.05，说明组间是不存在显著 性差异的，即不同性别对无支撑时的鼠标点击精确 度、击中目标数量、平均反应时间以及有支撑时的 平均反应时间是不存在影响的。4讨论与建议 撑时鼠标击中目标次数差异显著，且有支撑时的击 中目标次数远高于无支

28、撑时的击中次数。以往研究 中23就使用“击中正确率”作为测量绩效指标，鼠 标操作点击就是一种绩效输出表现，也可说明有扶 手支撑时的鼠标操作绩效更高。实验阶段验证了目 标大小对点击效果的影响，印证了菲茨定律也同样 适用于鼠标操作，这与前人研究 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 17,19-21具有一致性。 另外，目标出现的持续时长也会影响鼠标操作绩 效，这也是对之前研究的一种有效补充。虽然座椅有无扶手支撑时鼠标点击的平均反应 时间差异显著，但有支撑时的平均反应时间远高于 无支撑的平均反应时间，这与H1b假设相悖。从运动 生理学24的角度分析原因，由于手肘部分有了依 托，减少了日常工作时的肱二头肌、肱三头肌的肌 紧张和静力性运动。静力性运动肌和紧张反射是维 持身体姿势的重要因素。但是由于手肘