1、精品資料推薦工業(yè)083鼠標(biāo)、鍵盤(pán)人體工程設(shè)計(jì)產(chǎn)品的現(xiàn)狀與分析課程名稱：人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)所屬院系：管理學(xué)院工業(yè)工程系指導(dǎo)教師：鄧華在第二次世界大戰(zhàn)之后，人體工程學(xué)就已經(jīng)作為獨(dú)立的學(xué)科開(kāi)始發(fā)展，在設(shè)計(jì)、環(huán)境、軍事等諸多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，可以說(shuō)，只要是有人機(jī)交流的地方就有人體工學(xué)的應(yīng)用,而鍵盤(pán)鼠標(biāo)外設(shè)的人體工學(xué)也已經(jīng)成長(zhǎng)了多年。鍵鼠產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展了幾十年，作為電腦桌面上使用頻率最高的輸入工具，同時(shí)也是人機(jī)交流的最重要工具，它的性能好壞直接決定了我們工作效率的高低。隨著技術(shù)的發(fā)展，我們從最原始的機(jī)械鼠標(biāo)到激光鼠標(biāo)，從有線鼠標(biāo)到無(wú)線鼠標(biāo)，從功能簡(jiǎn)單的機(jī)械鍵盤(pán)到功能豐富的多媒體鍵盤(pán)，我們已經(jīng)突破了技術(shù)瓶頸。鼠

2、標(biāo)鍵盤(pán)是人和計(jì)算機(jī)交互的一個(gè)主要界面，它同時(shí)集成了光標(biāo)的移動(dòng)和計(jì)算機(jī)的操作的功能，輕松的運(yùn)動(dòng)和多功能的按鍵使鼠標(biāo)領(lǐng)先于其他各種定位設(shè)備，可以說(shuō)鼠標(biāo)鍵盤(pán)是我們?nèi)粘Ｉ钪胁僮麟娔X的一個(gè)最常用的工具，因此設(shè)計(jì)具有人機(jī)工程學(xué)特點(diǎn)的鼠標(biāo)是十分有意義的。鼠標(biāo)的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)，主要就是鼠標(biāo)的造型設(shè)計(jì)。而要研究這個(gè)問(wèn)題首先要研究人手人于家的血管和“鰥解SUA構(gòu)圖一：人手的結(jié)構(gòu)鼠標(biāo)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析人手的結(jié)構(gòu)中，與鼠標(biāo)相關(guān)的部分向上包括前臂，而向下則有手腕、手掌、手指等結(jié)構(gòu)。前臂內(nèi)部包括尺骨、模骨等主要的骨骼人就是依靠這兩根骨頭的交錯(cuò)來(lái)完成手腕的旋轉(zhuǎn)的。而手腕結(jié)構(gòu)中主要是一快腕骨，它的轉(zhuǎn)動(dòng)使得人的手腕可以仰俯。而人的

3、手掌則主要由兩組肌肉組成，一個(gè)是拇指屈肌和外展肌組成的肌群，一個(gè)是小指屈肌及展肌組成的肌群，在兩個(gè)肌群指間有一條溝壑。對(duì)于不同的人，這條溝的深度和寬度是不同的。而這條溝內(nèi)部，則是人手主要神經(jīng)和血管所走的地方。手指的結(jié)構(gòu)則相對(duì)比較簡(jiǎn)單，每個(gè)手指包括三個(gè)指節(jié)，并在一定范圍內(nèi)可以作橫向的展開(kāi)。對(duì)于手腕結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，多次的試驗(yàn)證明，當(dāng)人的手腕呈“仰起”狀態(tài)時(shí)，則“仰起”的夾角在15度30度之間的時(shí)候，是最舒適的狀態(tài)，超出這個(gè)范圍，會(huì)導(dǎo)致前臂肌肉處于拉伸狀態(tài)，而且也會(huì)導(dǎo)致血流的不暢。對(duì)于手掌來(lái)說(shuō)，其最自然的形態(tài)就是半握拳狀態(tài)。而鼠標(biāo)的造型設(shè)計(jì)，實(shí)際上就是要盡量貼合這個(gè)形態(tài)。對(duì)鼠標(biāo)的設(shè)計(jì)原則，可以歸結(jié)為以下三

4、點(diǎn)：1、要使鼠標(biāo)外殼緊密貼緊人手掌的兩個(gè)主要肌群一一拇指肌群和小指肌群。使它們能夠貼緊而又不受壓迫。受壓迫會(huì)導(dǎo)致手掌處于疲勞狀態(tài)，而貼不緊又有握不住的感覺(jué)。2、要使鼠標(biāo)外殼緊貼掌弓而又不壓迫它。也就是鼠標(biāo)外殼要貼緊手掌中間的那條“溝”。如果它不能貼緊，那么手心就會(huì)有“懸空”的感覺(jué)，而如果壓迫了它，因?yàn)橄旅媸鞘种饕獎(jiǎng)用}和神經(jīng)的必經(jīng)之地，時(shí)間長(zhǎng)了以后會(huì)導(dǎo)致手缺氧。3、鼠標(biāo)的最高點(diǎn)應(yīng)該位于手心而不是后部的掌淺動(dòng)脈弓，否則會(huì)造成手掌產(chǎn)生壓迫感。對(duì)于手指，手指的自然形態(tài)應(yīng)該是五個(gè)手指都不懸空，而且處于呈150度左右的自然伸展?fàn)顟B(tài)。而對(duì)于鼠標(biāo)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，手指部分的一個(gè)特別要求，就是當(dāng)手指自然伸展時(shí)，第三指節(jié)

5、的指肚應(yīng)該正好處于鼠標(biāo)按鍵的微動(dòng)開(kāi)關(guān)上，這樣才能獲得最佳的按鍵手感。符合人因工程學(xué)的設(shè)計(jì)并不是適合每個(gè)人，這一點(diǎn)上在鼠標(biāo)的設(shè)計(jì)中尤為明顯。有很多號(hào)稱符合人因工程學(xué)的鼠標(biāo)用起來(lái)并不是很舒服，主要原因在于這些鼠標(biāo)設(shè)計(jì)的時(shí)候是以歐美人士作為基準(zhǔn)的，而這個(gè)基準(zhǔn)對(duì)于亞洲人來(lái)說(shuō)顯得過(guò)大了。據(jù)美國(guó)一家權(quán)威數(shù)據(jù)調(diào)查公司的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，歐美人士的手掌心平均要比亞洲人的手掌心深1-2CM,而且手要長(zhǎng)3-4CM。下面就是一張標(biāo)準(zhǔn)體型的亞洲人（174CM）和低于標(biāo)準(zhǔn)體型的歐美人士手（178CM）圖二：左邊為亞洲人手掌，右邊為歐美人手掌可以從圖上看出很明顯的差別：首先，亞洲人的手掌偏窄，其次手的長(zhǎng)度也偏小，再者手掌中央的“

6、溝”也偏淺。圖三175cM亞洲人手握歐美國(guó)家的品牌鼠標(biāo)另外，由于亞洲人的手普遍要比歐美人士短幾個(gè)公分，所以在亞洲人握歐美人士的大鼠時(shí)，其鼠標(biāo)的最弓背處剛好處于手掌心的靠后部分，并且手部的受力集中于手掌心稍后側(cè)的掌淺動(dòng)脈弓。如果動(dòng)脈受壓過(guò)久，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)產(chǎn)生麻木酸痛的感覺(jué)，并使手指缺氧產(chǎn)生疲勞感。另外，如果手處于強(qiáng)迫狀態(tài)，其手指的靈活度也將受到很大的影響，這在玩游戲時(shí)體會(huì)更明顯。由上面的分析可以看出，主要針對(duì)歐美標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的鼠標(biāo)具有個(gè)頭特別大，后背非常弓的特點(diǎn)，而這兩點(diǎn)對(duì)亞洲人來(lái)說(shuō)是一個(gè)極為不合理的設(shè)計(jì)。受力點(diǎn)圖四：175cM亞洲人手握歐美國(guó)家的品牌鼠標(biāo)一些著名的鼠標(biāo)品牌主要是以歐美人士作為基準(zhǔn)，

7、設(shè)計(jì)出來(lái)的鼠標(biāo)個(gè)頭都特別大，并且后背都非常弓，因?yàn)槿绻髽?biāo)后背太平，歐美人士的人握上去之后，手掌心就會(huì)有懸空的感覺(jué)。由于鼠標(biāo)較大的原因，手腕的腕關(guān)節(jié)被迫抬高，使手背與桌面的夾角大于了30度，腕關(guān)節(jié)部位及手的前臂部位的伸肌群都處于強(qiáng)直的受力狀態(tài)，受前臂肌群力的影響，上臂的肱三頭肌及肱三角肌也都會(huì)同時(shí)受到力牽拉的作用，這樣一來(lái)，人的肩關(guān)節(jié)也會(huì)一直處于強(qiáng)直狀態(tài)。在這種狀況下用鼠標(biāo)，時(shí)間長(zhǎng)了很容易出現(xiàn)腕關(guān)節(jié)及肩部酸脹的癥狀，從而極易產(chǎn)生疲勞感。上陽(yáng)居歐萊玩準(zhǔn).下圖是銀神牖*圖五圖六：專門(mén)為亞洲人設(shè)計(jì)的鼠標(biāo)專門(mén)為亞洲人設(shè)計(jì)的鼠標(biāo)外形設(shè)計(jì)方面較之歐美的鼠標(biāo)稍微要小一點(diǎn)，并且流線造型的弧度也要平緩一些，針對(duì)

8、于亞洲人手的特點(diǎn)，這款鼠的后背夾角設(shè)計(jì)成為150度左右，這種設(shè)計(jì)使亞洲人的手握在鼠標(biāo)上后使手背同桌面呈現(xiàn)15-30度夾角，而使腕關(guān)節(jié)及肩關(guān)節(jié)的都呈自然放松狀，同時(shí)手握鼠標(biāo)的受力點(diǎn)恰好位于手心稍靠掌指關(guān)節(jié)處，從而避開(kāi)了位于掌心靠后側(cè)的掌淺動(dòng)脈弓。這樣，不僅手指在點(diǎn)擊按鍵時(shí)會(huì)非常靈活自如，并且長(zhǎng)時(shí)間的使用也不會(huì)輕易疲勞。人們?cè)谑褂檬髽?biāo)時(shí)，于緊張狀態(tài)，受力較大且手指受力不均勻,人感到疲勞總是頻繁地使用食指，手腕支撐面積較小，肌肉處這種單調(diào)而輕微的動(dòng)作，易于使經(jīng)常使用鼠標(biāo)的80-110克之間為宜。太重的話，手腕負(fù)載的壓力光標(biāo)定位的精確度難以掌握，兩者均不適宜人員的圖七：握持時(shí)的狀態(tài)鼠標(biāo)的重量影響使用者

9、的舒適程度，一般過(guò)大；太輕的話，筋肉的緊張程度偏大，長(zhǎng)期使用。這幾款鼠標(biāo)后背蓋的設(shè)計(jì)為圓鈍狀，人的手握上去之后，手正好呈半握拳的自然放松狀，這種姿勢(shì)剛好使鼠標(biāo)的后背與手的掌心完全貼合，既不出現(xiàn)空隙，也不使手掌肌群受壓，這樣不僅腕關(guān)節(jié)得到放松，并且掌指關(guān)節(jié)及指間關(guān)節(jié)的韌帶也會(huì)處于放松狀，食指和中指能夠輕松自如的點(diǎn)擊按鍵，而小指自然放置在鼠標(biāo)右側(cè)。除此之外鼠標(biāo)應(yīng)該放在一個(gè)稍低位置，這個(gè)位置相當(dāng)于坐姿情況下，上臂與地面垂直時(shí)肘部的高度。鼠標(biāo)和身體之間的距離也有一定的要求。手握住鼠標(biāo)的時(shí)候，上臂和前身夾角保持45度以下的時(shí)候，身體和鼠標(biāo)的距離比較合適。如太遠(yuǎn)了，前臂將帶著上臂和肩一同前傾，會(huì)造成關(guān)節(jié)、

10、肌肉的持續(xù)緊張。太近了，會(huì)造成上臂的持續(xù)收縮。鍵盤(pán)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析鍵盤(pán)作為較早的計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備，從它的發(fā)展中我們也能看到一些計(jì)算機(jī)發(fā)展的影子。普通鍵盤(pán)的主鍵區(qū)，也就是字母鍵區(qū)，鍵位整體呈長(zhǎng)方形排列，使用時(shí)，我們的兩個(gè)手腕要向內(nèi)收攏，時(shí)間長(zhǎng)了非常不舒適，針對(duì)這一現(xiàn)象，很多品牌都推出了兩個(gè)主鍵區(qū)的人體工學(xué)鍵盤(pán)，這種設(shè)計(jì)可以讓我們?cè)谑褂面I盤(pán)時(shí)手腕自然的放置在桌面上或是腕托上，長(zhǎng)時(shí)間使用也不會(huì)有不適感。而且我們從側(cè)面觀察鍵盤(pán)可以發(fā)現(xiàn)，這些按鍵的高度也是不一樣的，中間略高而兩側(cè)略低，我們的手是在一個(gè)曲率半徑較大的弧線上進(jìn)行操作的，非常接近自然狀態(tài)。在鍵盤(pán)的平面布局設(shè)計(jì)中運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的知識(shí)，改進(jìn)和完善鍵盤(pán)的

11、宜人性和舒適性。在鍵盤(pán)的設(shè)計(jì)中運(yùn)用人機(jī)學(xué)原理，結(jié)合手的解剖學(xué)特點(diǎn)、坐姿生理學(xué)等學(xué)科知識(shí)以及視覺(jué)顯示終端作業(yè)崗位的人機(jī)界面設(shè)計(jì)原則，使人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，為使用者創(chuàng)造安全、舒適、健康、高效的工作條件。“人的因素”在設(shè)計(jì)中是不能忽視的一個(gè)重要條件。設(shè)計(jì)以心理為圓心、生理為半徑，用以建立人與物（產(chǎn)品）以及環(huán)境之間和諧關(guān)系的方式，最大限度地挖掘人的潛能，綜合平衡地使用人的肌能，保護(hù)人體健康，不斷地引領(lǐng)人類趨于完善。文中從鍵盤(pán)的平面布局、主鍵盤(pán)區(qū)、編輯定位鍵盤(pán)區(qū)和數(shù)字輔助鍵盤(pán)區(qū)的按鍵布置以及整體設(shè)計(jì)等角度出發(fā)，在分析傳統(tǒng)鍵盤(pán)的基礎(chǔ)上，提出了鍵盤(pán)的改進(jìn)設(shè)計(jì)。費(fèi)五珀度9泉高聊-B1松G背靠斜角riotofI

12、CO-1JQ-座面史30-51於防圖八：正確打字姿勢(shì)使用計(jì)算機(jī)和打字機(jī)都需要進(jìn)行鍵盤(pán)操作，目前工作人員長(zhǎng)時(shí)間從事鍵盤(pán)操作往往產(chǎn)生手腕、手臂、肩背的疲勞，影響工作和休息。從人體工程學(xué)的角度看，要想提高作業(yè)效率及能持久地操作，操作者應(yīng)能采用舒適、自然的作業(yè)姿勢(shì)，工作人員因現(xiàn)有的鍵盤(pán)操作條件而采用不正常的姿勢(shì)，是導(dǎo)致身體疲勞的主要原因。因?yàn)樵谀壳暗墓ぷ髋_(tái)上操作鍵盤(pán)，如果工作人員手腕放在臺(tái)面上，由于鍵盤(pán)的鍵面高于工作臺(tái)面，必然要讓腕部上翹，時(shí)間一長(zhǎng)會(huì)引起腕關(guān)節(jié)疼痛；而懸腕或懸肘的操作雖然較為靈活，但由于手部缺乏支撐，手臂或肩背的肌肉不得不保持緊張，故不能持久，也易疲勞。對(duì)這個(gè)問(wèn)題，人體工程學(xué)現(xiàn)有的研究

13、結(jié)論是“鍵盤(pán)自臺(tái)面至中間一行鍵的高度應(yīng)盡量降低”。鍵盤(pán)前沿厚度超過(guò)50m就會(huì)引起腕部過(guò)分上翹，從而加重手部負(fù)荷。此厚度最好保持在30mnfc右，必要時(shí)可加掌墊。即通過(guò)減薄鍵盤(pán)本身的厚度和在鍵盤(pán)前增加手部的支撐件來(lái)解決。鍵盤(pán)可減薄的程度是有限的。操作動(dòng)作的合理性直接影響操作者的舒適性和工作效率。根據(jù)最節(jié)約操作動(dòng)作原則，提出以下幾點(diǎn)改進(jìn)設(shè)計(jì)。21111主鍵盤(pán)區(qū)手-鍵盤(pán)界面最自然的姿勢(shì)為上臂從肩關(guān)節(jié)自然下垂，與前臂之間夾角7090。，以保證作業(yè)時(shí)肘關(guān)節(jié)受力而不是上臂肌肉受力；還應(yīng)保持手和前臂呈一直線，腕部向上不得超過(guò)0°,腕外展不超過(guò)15°；雙手向內(nèi)相向交叉成6070°

14、,手指自然彎曲，同手掌一起構(gòu)成一個(gè)半圓形，呈空握球狀；兩手掌間距約100280mm。設(shè)計(jì)主鍵盤(pán)區(qū)沿中心線各自左右分開(kāi)，兩基準(zhǔn)定位鍵之間距離約80100mm中間分離的鍵盤(pán)可以使使用者的手部及腕部較為放松，處于一種自然的狀態(tài)。這樣可以防止并有效減輕腕部肌肉的勞損。這種鍵盤(pán)的鍵處于一種對(duì)使用者而言舒適的角度。圖八：傳統(tǒng)鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)手-鍵盤(pán)界面最自然的姿勢(shì)為上臂從肩關(guān)節(jié)自然下垂，與前臂之間夾角7090。，以保證作業(yè)時(shí)肘關(guān)節(jié)受力而不是上臂肌肉受力；還應(yīng)保持手和前臂呈一直線，腕部向上不得超過(guò)20°,腕外展不超過(guò)15°雙手向內(nèi)相向交叉成6070°,手指自然彎曲，同手掌一起構(gòu)成一個(gè)半

15、圓形，呈空握球狀；兩手掌間距約100280mm。設(shè)計(jì)主鍵盤(pán)區(qū)沿中心線各自左右分開(kāi)兩基準(zhǔn)定位鍵之間距離約80100mm。圖九：人機(jī)工程鍵盤(pán)另外像羅技WAVE1盤(pán)也是一款人體工學(xué)設(shè)計(jì)出色的鍵盤(pán)，雖然它沒(méi)有將主鍵區(qū)分開(kāi)，不過(guò)表面的波浪形并不是隨便設(shè)計(jì)的，根據(jù)手的擺放位置、手指長(zhǎng)度等多種因素，經(jīng)過(guò)計(jì)算得出了目前我們看到的波浪形人體工程學(xué)現(xiàn)有的研究結(jié)論是“鍵盤(pán)自臺(tái)面至中間一行鍵的高度應(yīng)盡量降低”。鍵盤(pán)前沿厚度超過(guò)50mm就會(huì)引起腕部過(guò)分上翹，從而加重手部負(fù)荷。此厚度最好保持在30mm左右，必要時(shí)可加掌墊。即通過(guò)減薄鍵盤(pán)本身的厚度和在鍵盤(pán)前增加手部的支撐件來(lái)解決。鍵盤(pán)可減薄的程度是有限的。圖十：中間分離的

16、鍵盤(pán)中間分離的鍵盤(pán)可以使使用者的手部及腕部較為放松，處于一種自然的狀態(tài)。這樣可以防止并有效減輕腕部肌肉的勞損。這種鍵盤(pán)的鍵處于一種對(duì)使用者而言舒適的角度。鍵盤(pán)作為計(jì)算機(jī)的主要輸入設(shè)備，其設(shè)計(jì)與改進(jìn)在計(jì)算機(jī)日益普及的今天尤顯重要。從人機(jī)工程學(xué)的角度，在其平面布局和整體設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了研究。在整體布局上更加注重操作方便性與合理性尤其體現(xiàn)在BackSpace鍵的重新布置、編輯與定位鍵區(qū)和數(shù)字輔助鍵區(qū)的按鍵布局上。改進(jìn)的設(shè)計(jì)方案能夠有效避免用戶肌肉緊張和靜態(tài)疲勞，對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)作業(yè)過(guò)程的舒適性有較好改善，同時(shí)也大大提高了作業(yè)效率，使用戶和輸入設(shè)備之間能夠更好地協(xié)調(diào)工作。這充分體現(xiàn)了設(shè)計(jì)對(duì)人的關(guān)懷與呵護(hù)，使人和產(chǎn)品在交互過(guò)程中完美和諧地結(jié)合。最近的研究已經(jīng)深入到各個(gè)鍵位的細(xì)部設(shè)計(jì)了。由于每個(gè)手指的長(zhǎng)度、施力方向和力度大小都不一樣，有研究已經(jīng)在運(yùn)用壓力回饋圖對(duì)每個(gè)鍵位進(jìn)行設(shè)計(jì)嘗試。由于QWER砸盤(pán)的設(shè)計(jì)初衷是為了避免卡鍵現(xiàn)象，而最大限度地放慢了敲擊速度，使得最常用的etasorni等鍵操作起來(lái)非常不便。在科技高速發(fā)展的新世紀(jì)，鍵盤(pán)的設(shè)計(jì)將進(jìn)行一次大的革新，以符合時(shí)代前進(jìn)的步伐。不良使用習(xí)慣糾正1 .盡量避免上肢長(zhǎng)時(shí)間處于固定、機(jī)械而頻繁活動(dòng)的工作狀態(tài)下，使用鼠標(biāo)或打字時(shí)，每工作一小時(shí)就要起身活動(dòng)活動(dòng)肢體，做一些握拳、捏指等放松手指的動(dòng)作。2 .使用電腦時(shí)，電腦