安全指甲剪-力矩与垫片阻挡的应用.docx

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1、安全指甲剪-力矩與墊片阻擋的應用摘 要 剪指甲對某些人並不是一件簡單的工作，力量不足或是不專心會造成指甲剪得歪七扭八，甚至剪破皮，本研究在指甲剪上安裝照明設備、阻擋墊片及防指甲飛濺套子，並改良出伸縮把手，利用力臂的長短來控制所需的力道。加裝改良的安全指甲剪測試結果與一般指甲剪比較有以下幾點差異：一、可改變力臂的長短方便力氣較小的人使用。二、加裝2個LED燈最合適，可以增加照度6微瓦平方公分。三、防指甲飛濺套子可將指甲屑集中。四、加裝1mm寬的墊片可使指甲剪一次能夠剪下的指甲長度最大為2.3mm，這樣就不容易將自己剪傷。關鍵詞：安全指甲剪、力臂、墊片壹、研究動機剪指甲是每個人在生活中都會遇到的事

2、情，但是對一些人來說，這件事並不是那麼方便，例如：使用一般指甲剪剪指甲，光線不足容易剪到手：而且指甲屑很容易亂飛。另外年長者的指甲容易鈣化，剪指甲不是很方便。這讓我們激發出想設計一種新的指甲剪的想法，讓這些缺點可以改掉，增進大家生活中的便利性。貳、研究目的一、剪指甲所需的力量及握把長度二、LED燈泡顆數對剪指甲照明的幫助三、加裝套子對指甲屑飛出範圍的改變四、增加前端墊片對剪指甲安全性的影響参、研究設備及器材電線電池座水銀電池飛機木螺絲釘美工刀熱熔槍焊錫電熱棒方格紙彈簧照度計尺砝碼肆、研究過程及方法一、製作指甲刀模型將新設計出的指甲刀畫成設計圖，並以1(實物)：2(模型)的比例使用飛機木當作材料

3、，按照設計圖製作出安全指甲刀模型。(一)、塑膠套，新加裝在指甲刀上的部份，可防止指甲屑亂飛，便於清理；我們所新加的功 能，例如：LED燈、電池座、電池、開關等，大部分都設置在塑膠套上。1. 可伸縮式把手2. 墊片3. 塑膠套4. LED燈泡5. 電線收納處6. 水銀電池座7. 開關8. 可拆卸式刀片34567單位：mm圖一：塑膠套(二)、指甲刀本體，基本上與一般的指甲刀外型相差不多，新加的功能就是增加了伸縮式把 手與墊片和可拆卸式刀片。128單位：mm圖二：指甲刀本體(三)、內部燈泡電路圖，圖中的二極體就是LED燈泡，電池是使用水銀電池。圖三：內部燈泡電路圖照片1：電池座的彈簧照片2：利用電池

4、座之彈簧模擬出指甲刀的彈力照片3：指甲刀及塑膠套模型半成品照片4：內部電路材料照片5：開關模型前半部照片6：開關模型後半部照片7：塑膠套模型成品照片8：內部電線照片9：指甲刀本體模型成品照片10：塑膠套上LED燈照片11：最後完成品 二、 剪指甲所需的力量及握把長度(一)、以一般指甲刀的握把長度(7cm)當作基準，利用木棒延長其長度，分別做 出9cm、11cm、13cm(我們所設計之指甲刀握把長度)等四種不同的長度。 (二)、利用寶特瓶裝水當作重物(如照片12)，做出500g、1000g、1500g等三種不 同重量，模擬剪指甲時所施的力量。 (三)、以一般A4紙張來當作測量標準，記錄下各個長度

5、的握把使用相同力道所 能剪下的最大張數。 (四)、重複(三)的步驟分別測出使用不同重量時的結果，並記錄成表。照片12 三、 LED燈泡顆數對剪指甲照明的幫助(一)、分別準備1顆、2顆、3顆、4顆LED燈泡(我們所設計之指甲刀裝設的LED 燈泡數目)。(二)、使用一般小型照度器(如照片13)當作測量亮度之儀器(單位;每平方公分微瓦 特)(三)、在完全不透光之暗室進行測量，分別測量每一種數目之LED燈泡亮度，並記 錄成表。照片13 四、加裝套子對指甲屑飛出範圍的改變(一)、使用方格座標圖當作測量標準。(二)、分別使用一般指甲刀(無加裝套子)與我們所設計的指甲刀(有加裝套子)來 進行實驗。(三)、在

6、無風之密閉空間，在方格座標圖上，分別使用相同力道及面對相同方 向剪下相同張數(20張)之A4紙張。(四)、在剪下的同時，在方格座標圖(區分為十六個區塊)上標下各個紙屑的座標，且 紀錄其所在區塊。(五)、分別記錄完成後，比較兩者的密集度。五、增加前端墊片對剪指甲安全性的影響(一)、以一般指甲刀之下方刀片當作基準(以0cm計)，使用黏土在下方刀片分別做出 0.05cm、0.1cm、0.15cm、0.2cm(我們所設計之指甲刀墊片厚度)等四種不同厚 度(二)、分別以同一人的同一隻手指測量，記錄下最長所能剪到的指甲長度，並記錄 成表(三)、最長所能剪到的指甲長度若越小(但不影響應該剪到之指甲長度)，表

7、示其安全 度越高伍、研究結果一、剪指甲所需的力量及握把長度(一)、我們所測量出的結果為：使用7cm的握把長度使用500g、1000g、1500g時 所能剪下紙張張數分別為0張、1張、2張；使用9cm的握把長度使用500g、 1000g、1500g時所能剪下紙張張數分別為0張、1張、3張；用11cm的握 把長度使用500g、1000g、1500g時所能剪下紙張張數分別為0張、2張、3 張；用13cm的握把長度使用500g、1000g、1500g時所能剪下紙張張數分別 為0張、2張、4張。當握把長度越長或施力越大，所能剪下的紙張數目越多。 (二)、由圖四可看出指甲刀握把的長度越長，使用相同力量時所

8、能剪下的紙張數越多。根據槓桿原理(施力臂施力抗力臂抗力，當抗力及抗力臂固定時，施力臂越長，則所需施的力越小，也就是越省力)，此時我們所設計的指甲刀之握把(施力臂)比一般指甲刀之握把較長，也就是我們所設計之指甲刀與一般指甲刀相比之下較為省力。剪指甲所需的力量及握把長度比較圖012345500g1000g1500g施力大小7cm9cm11cm13cm紙張數目圖四：二、LED燈泡顆數對剪指甲照明的幫助(一)、我們測量出的結果為：當在兩個日光燈管之不透光房間（一般室內的光線）其 亮度為微瓦特平方公分，而在完全無光的環境下，使用1顆LED燈泡的亮 度為4微瓦特平方公分；使用2顆LED燈泡的亮度為6微瓦特

9、平方公分； 使用3顆LED燈泡的亮度為7微瓦特平方公分；使用4顆LED燈泡的亮度 為8微瓦特平方公分。另外，我們還發現了燈泡數目增加時，其亮度並不是 和燈泡數目成正比。 (二)、從圖五可看出，當不使用LED燈時，其亮度為1微瓦特平方公分，而當使 用一顆LED燈時，其亮度為4微瓦特平方公分，兩者的差距較多。可是當 LED燈之數目遞增時，亮度並沒有像之前的差距那麼多，反而變小，我們發現 使用四顆燈泡並沒有比使用兩顆燈泡之亮度增加很多，但前者之號電量卻是後 者的兩倍，這並不符合經濟效益，所以我們決定將原本的四顆燈泡減少為兩顆， 這樣較符合經濟效益。圖五： LED燈泡顆數對照度的幫助024681001

10、234LED燈泡顆數照度(微瓦特/平方公分)P.S：1.亮度單位為”微瓦特平方公分” 2.燈泡顆數為是指兩個日光燈管之不透光房間，其餘的則是在不透光 之暗室中使用不同燈泡顆數三、加裝套子對指甲屑飛出範圍的改變(一)、無加裝套子的指甲刀所剪下的紙的座標分別為：第一張(5.4，8.2)、第二張(7.8，4)、第三張(1，6.1)、第四張(3.2，11.2)、第五張(6，8.8)、第六張(0.7，2.2)、第七張(6.9，5.2)、第八張(3.6，3.5)、第九張(3.7，4)、第十張(5，1)、第十一張(2.9，7)、第十二張(2.7，5.1)、第十三張(5.2，11.3)、第十四張(2，0)、第

11、十五張(1.2，3)、第十六張(0.7，5.4)、第十七張(4.8，6.9)、第十八張(10，2.7)、第十九張(4，3.8) 第二十張(9.1，1.4)(二)、有加裝套子的指甲刀所剪下的紙的座標分別為：第一張(2.2，3.2)、第二張(2.1，2.1)、第三張(2，4.1)、第四張(3.8，3)、第五張(2.8，5.2)、第六張(3.5，4.5)、第七張(2.6，4.3)、第八張(3.3，3.9)、第九張(3.8，5.4)、第十張(2.1，2.2)、第十一張(3，4.2)、第十二張(3.1，5.9)、第十三張(4，4.7)、第十四張(1.8，4.9)、第十五張(3.2，2.2)、第十六張(2

12、.1，6)、第十七張(4，3.2)、第十八張(1.9，3.8)、第十九張(1.8，3.1) 第二十張(3，3.4)(三)、無加裝套子的指甲刀所剪下紙張在各區塊的比例分別為： 第一、八、十四、十五區塊：0 第二、三、四、七、九、十三、十六區塊：5第五、六、十二區塊：10 第十一區塊：15 第十區塊：20% (四)、有加裝套子的指甲刀所剪下紙張在各區塊的比例分別為：除了第六區塊為100外，其餘皆為0 (五)、由表一中可看出，無加裝套子(一般指甲刀)時，其指甲屑所飛出的範圍十分 大，這也就說明在剪指甲過後，指甲屑將會散落一地，到處都是，十分不好 清理乾淨。相對的，有加裝套子(我們改良過侯的指甲刀)，

13、因為其套子限制了 指甲屑 所飛出的範圍，所以其剪下的指甲屑比無加裝套子(一般指甲刀)相比 來的小很多，在剪指甲過後也就容易清理的多。無加裝套子有加裝套子座標圖 1020% 1115% 610% 510% 1210% 165% 135% 140% 150% 80% 75% 95% 45% 35% 25% 10%5010 6100% 16 0% 15 0% 14 0% 13 0% 12 0% 11 0% 100% 90% 50% 70% 80% 40% 30% 20% 10%表一四、增加前端墊片對剪指甲安全性的影響 (一)、我們測量的指甲其所需剪掉的長度為2mm，我們測量安全性的標準是：指甲剪最長

14、所能剪到長度要盡量小(比較不容易剪到肉)，越短其安全性越高，但前提是，其最長所能剪到長度不小於需剪掉長度(2mm)。 (二)、我們測量的結果為：無加裝墊片時(一般指甲剪) 最長所能剪到長度為3.3mm；墊片為0.5mm時，最長所能剪到長度為2.7mm；墊片為1mm時，最長所能剪到長度2.3mm；墊片為1.5mm(我們所設計之指甲刀) 最長所能剪到長度為1.7mm，1.5mm的墊片其最長所能剪到長度以小於需剪掉長度(2mm)，並不符合標準，所以我們決定將原本設計的墊片長度(1.5mm)，改為1mm。墊片長度(mm)剪下的長度(mm)無3.30.52.712.31.51.7需剪掉長度2表二剪下的長

15、度(mm)圖六：陸、討論一、市面上有各式各樣不同的指甲剪，有大的也有小的，雖然小的指甲剪較容易攜帶，不過卻不好握，也不太容易施力；相對的，大的指甲剪十分好握，也容易施力，不過攜帶不便，空間佔用太大是它的缺點。二、在市面上有種加裝了放大鏡功能的指甲剪，讓使用者便於看清手部細微的地方，看起來十分好用。我們原先在設計指甲剪時，也曾考慮過加裝這個功能，不過經過我們實地使用後發現，加裝了放大鏡後不但不好收納占空間外，更容易阻礙剪指甲。所以我們決定不採用這項功能。三、一般市面上所賣的兒童用安全指甲剪，其大部分都是專門做給小孩子使用的，而小孩子的指甲通常都比較軟，所以其刀片大部分不太銳利，但是隨著年齡的增長

16、，一個人的指甲會慢慢鈣化，而變得比較堅硬，所以不適合使用兒童用安全指甲剪。不過除了小孩子剪指甲要特別注意其安全性外，年長者也會因為眼睛慢慢出現老花眼的疾病，而讓剪指甲時變得不方便，這時年長剪指甲須注意安全的比例並不亞於小孩子，所以如何做出其安全性不小於兒童用安全指甲剪，但又能輕鬆容易的剪下指甲的安全指甲的方法，是大家都應該努力去發展的。四、剪指甲是每個人在生活中都一定會遇到的事，不過每個人剪指甲的習慣都不盡相同，有的人習慣拿前面一點，有的人習慣拿後面一點，有的人習慣將指甲刀拿橫著剪，有的人習慣將指甲刀拿直著剪，這點也是有需要討論的必要。五、每個人的慣用手都不一定相同，有的人習慣用右手，有的人習

17、慣用左手，不過現在看來是慣用右手者占多數。但是在剪指甲時，一定是右手拿指甲刀剪左手的指甲，或左手拿指甲刀剪右手的指甲，所以不管是不是慣用手一定都會使用到，但是是不是使用慣用手剪指甲，其安全性一定會有差距，因為平常沒有在使用，所以其熟練度必定會差很多。如何找出一種方法，讓慣用右手的人可以安全的用左手來剪指甲；讓慣用左手的人可以安全的用右手來剪指甲，也是有討論的價值，而如果真的做出這種指甲剪的話，將會分成，慣用右手者專用指甲剪，與慣用左手者專用指甲剪。六、一般人如果剪到肉時，通常不會流很多血，我們剛開始對這一點十分疑惑，不過在經過反覆的觀察後，我們發現在手指與指甲的夾縫之間有一層薄薄的薄膜，如果剪

18、到手的話就是剪到這層膜。七、一般市面上的指甲剪的刀口通常都是做成平的，每次剪完指甲都是有稜有角的，這導致剪完指甲後，還要使用模指甲的工具將它磨平。不過市面上也有一些指甲剪的刀口是做成有弧度的，但是其功效好像不太明顯。關於刀口有裝弧度，但是其功效卻不太明顯這一點，有再研究的必要。八、剪指甲時想要讓其變方便的重點在於：握把拿後面一點、讓指甲變軟一點。關於讓指甲變軟一點這一項目，我們建議大家在洗完澡才去剪指甲，因為泡過水後，能讓指甲變軟一點，剪起指甲也比較容易。九、在剪指甲時，除了手的指甲需要修剪以外，還有腳的指甲。在剪腳的時候，不是把腳舉起來剪，就是彎下要去剪指甲，不過不是每一個人的柔軟度十分好，

19、這就造成在剪腳趾甲時的不方便。所以大家應該努力朝這一個問題，來思考解決的方法。十、指甲的功用，主要是在保護富含神經的指尖免於受傷害。蛋白質、角質素及硫是指甲的主要組成要素。雖然說指甲最主要的功能是保護手指，但留太長也不太好，因為會有細菌卡在指甲縫中，有時沒有洗手就能東西來吃，這便會間接使細菌入侵身體內，所以指甲並不是和留太長。指甲大約留個1mm以保護手指是比較好的，根據我們所查到的資料，每個禮拜指甲大約會長0.5至1.2mm，也就是說，每個禮拜最好都修剪一次指甲。十一、現在，指甲彩繪或塗指甲油的風氣很盛行，不過根據我們所查到的資料，指甲彩繪或塗指甲油的次數如果太頻繁的話，將會對指甲有傷害，甚至

20、罹患甲床分離症指甲與指肉分開。曾經有一個實例：一名才20多歲的指甲彩繪師，長期使用去光水 和指甲油，結果指甲表面嚴重凹陷。還有人遭綠膿桿菌等菌種感染指甲，甚至會發 爛、流膿、掉落下來。所以我們並不建議大家使用指甲油，或者是彩繪指甲，畢竟 自然就是美。柒、結論為了改善現在人剪指甲的不便，經過我們的研究與仔細的討論和歸納後，我們從施力大小、握把長度、亮度和聚集度這四個方面，歸納出四個結論，希望能解決這的問題。一、我們使用500g的重物壓下指甲剪時，不管是7cm、9cm、11cm、13cm的握把都無法剪下紙張，也就是說，平常剪指甲的力量會大於500g。二、握把越長，剪下相同的指甲時將會比較省力。三、

21、LED燈泡的亮度算十分亮，單獨一顆就有4微瓦特平方公分的亮度，不過當燈泡數目遞增時，其亮度卻不是依照倍數關係加上去，反而有漸漸減少差距的趨勢，也就是說，亮度與燈泡數目並不是成正比關係，這與我們原本認為的情況大不相同。四、在沒有限制空間跟無風的情況下，物體的彈射是沒有規律可循的，不論是方向或距離都是隨機產生的，所以其將會成分散狀。而在有限制空間的情況下，物體會呈現十分集中的情況，與前者的差距很大。捌、參考資料及其他一、Yahoo！奇摩知識。日常生活中對指甲照顧的要領。日常生活中對指甲照顧的要領。2009/4/21。二、Yahoo！奇摩知識。指甲油對指甲的影響。指甲油對指甲的影響。2009/4/21。 三、蕾伊托斯麗。2006。指甲&手足保養輕百科。山岳出版社。台灣。13