人机工程学键盘ppt课件

人机工程键盘的设计与研究,学号：姓名：班级专业：机械设计制造及其自动化,引言,世界上越来越多的人开始向他们使用的产品和所做的工作提出异议，计算机产品也不例外,计算机自问世以来，已越来越成为生产、办公及日常生活中不可缺少的工具，然而随之却带米困扰用户的各种办公综合症如：重复性肌腱劳损(RsI)、腰背酸痛、颈肩麻木僵碗及眼仡头晕头痛等症状。造成这种电子时代疾病的原因并不完全由操作者的体质来决定，问题主要是出在使用的产品上。,人机工程与键盘,使用者与产品接触的界面的设计必须符合人机工程学、人体测量学等理论，而且必须能够综合乎衡地使用人体各部分机能实现踺康操作目前各大厂家为J，占领计算机市场，不仪枉软件、硬件方而进行研制开发，而且加大了输人输出没备的设计造型力度，目前键盘的设计已引起众多设计家的重视,1键盘的初步分析,键盘是人与计算机交互的主要手段，也是大量信息输入的主要方式，因此它的设计必须确保工作效率和使用者的健康。在操作键盘时，手臂、肩部的打字姿势基本保持不变，在小范围内以移动和点击的重复动作为主，幅度和强度都不大，但频率相当高，所以相关的肌肉和肌腱始终保持紧张状态，容易出现肩膀酸痛、于指麻术等症状，并导致眼睛的运动次数大大增加，长时问保持这种状态对健康是不利的，因此对键盘的改造就显得尤为重要。,2人机工程键盘的整体布局设计,键盘的整体布局必须按照人体工程学原理设计。既要符合人的生理、心理特征，又耍确保操作时人的姿势自然放松，避免非正常姿势造成的肌肉疲劳,21普通键盘的布局,最常见的普通键盘为104键盘，整体呈水平直线分布，六行键呈水平直线分布，集中全部的数字键、符号键、字母键及最常用的功能键，侧面呈15的阶梯排列，然而它在设计上存在很多问题，现归纳为以下三条：,(1)两手距离偏近。当双手放置在基准键位时，食指间距约45mm，与自然姿态时120mm相比，容易导致前臂内旋、两肘两肩内收、屈前臂肌紧张，短时间内就可造成肩颈部酸痛，以至影响整个输入过程的正常进行。见右图。,(2)键位偏高。目前使用的普通键盘是以欧美人为设计对象，因此手长、掌厚、腕关节厚度等都高于黄种人。为适应偏高的键位，操作者手腕被迫抬高、上翘，前臂及手腕悬空并增大弯曲角度，出现运动肩关节肌群收紧现象。,(3)按键呈水平直线排列，与手在自然状态下的运动路线不相符。操作时，手腕向下弯曲并内旋，双手呈正放姿态(掌心朝下)，同时前臂内旋，处在肌肉强迫状态。在整个运动过程中，上肢近乎直线运动，一直处在高度紧张状态中。表1所示为敲击普通键盘时上肢各部位的运动参数。,表1右上肢的动作范围Table1StaticmovementParameters,22人机工程键盘的整体布局,人机工程键盘是在键盘的设计中应用人机工程理论，改进键盘的整体布局，使它能更好地满足用户的使用要求，并确保用户健康的新型键盘。以下是一些生活中基于人机工程学而研发的键盘：,加大左右间距让手处于自然状态，减少了长时间打字人员手腕的疲劳,人机工程键盘被分为两块布局。即左手用的键和右手用的键，相隔100mm以上，同时张开一定倾斜面如下图。,在键盘近体一侧增加舒适的掌托设计，提供辅助支撑，具体尺寸,同普通键盘相比，人机工程键盘在设计中更多地关注操作者的操作感受及其满意程度。具体表现在以下几点：,(1)键盘界面的改变突出体现在“v”形设计上，它适当增加了左右手操作间距，有效的减缓了手臂内收趋势。从正上方观察，整个界面呈个倾角为330。335。的“V”形，与在自然状态下前臂呈“八”字形相符合，参见下图。同时确保按键方向与手呈直角，前臂与手部都基年保持顺直而不需要翻转。,(2)正面看整个键盘的设计是以双手的自然姿势为设计依据的，中间突起，两侧较低，这样可以使双手顺着倾角略微斜放，避免上肢的内旋，手部掌心处的肌肉基本上悬空，同时手指自然弯曲，保证操作者在舒适的状态下进行操作。如图下所示：,下图：基准键位,(3)人机工程键盘增加的掌托设计可以增加手腕支撑力度，使手背与前臂基本呈直线线，降低用户腕部的负担掌托的设计必须与掌形相符合，并能有效的减缓因肌肉持续紧张而出现的静态疲劳。掌托在中间部位应具有一定的下凹弧度，给手腕提供足够的容纳空间，阻止其下滑趋势。如下图所示：,辅助支撑,掌托侧面示意图,操作普通键盘与人机工程键盘的用户静态时上肢参数的比较见下表：,通过上表可以看出，人机工程键盘在造型上的改变避免了上肢内旋、缓减了操作者腕部及肩部的疲劳，并减轻肌肉紧张、改善操作姿势。,3人机工程键盘的具体布局,一个能为生产厂家提供有效参考的键盘设计评价系统，不仅应充分考虑键盘整体局面，而且应尽量保证操作者双手使用频率相等，各手指负荷与活动能力协凋平衡，并尽量减少手的移动，从而提高击键的操作速度和准确性。,(1)键面尺寸设计时考虑到按键的阻尼力较小，而手指的敏感值较高，因此一般选用12mm12mm，当然若能有效控制键盘整体尺寸，可扩充到15mm15mm。而对于空格键、Enter键或Ctrl键等应比一般键设计大一些，增加与手指的接触范围，提高击键正确率。但无论哪一种按键都不要经过抛光处理，以减少光反射，避免手指打滑。为了，能和手指有良好的接触，键面应略带凹形。基准键面设有一小的突起点，帮助操作者确认手指的位置键标字符的设计应达到易识别，含义明确且耐久。,(2)键间空间的设计通常取决于手指的宽度“V”形人机工程键盘设计的按键排列方向与手自然运动方向基本一致，因此键与键的水平距离约19mm，垂直距离约20mm。这样既提高击键的可靠性，又能保证键的自由运动，同时又限制了键盘整体的大小。,按键设计,(3)功能键在人机工程键盘中数量不宜过多，与功能的对应必须统，帮助用户形成习惯，位置不应距离基准键位过远，从而避免运动路线过长。,(4)按键压力设计既要保护键盘本身，又应当满足操作需要，所以设汁为4125克的力以及35mm的上下位移，来加快击键速度，减少差错率。(5)同普通键盘一样，人机工程键盘也应具有输入的感觉、视觉和听觉反馈，击键到位后有触觉上的变化，并伴随轻微的喀嚓声来揭示，既能帮助操作者感到输入是否成功，又能避免用户用力过火，形成震动，日积月累而损伤按键。,4键盘的色彩设计,人机工程键作为一个产品除了对其进行结构、布局的设计外，还应当对它的色彩作进步的分析与设计。它的色彩设汁不是孤立的荚学问题，而是涉及多学科的综合设计，应该以整体出发，以恰当的颜色、面积、形状、位置的配置，取得总体感觉上的均衡。首先应注意色彩平衡，通过色彩的面积分布及不同的明度、纯度、材料等相互作用而引起一种视觉心理平衡，使操作者从物体、环境的色彩对比中获得一种柔和、平静、亲切、舒适的感觉。,为了突出特殊功能键及基准键位的位置，可以采用强烈的对比色，或在纯度、明度上拉大对比效果，在适度调和的基础上增加对比，包括冷暖色对比、色相对比及明度纯度的对比，从而使产品最终获得好的效果。色与形是不可分割的统一体，当整体造型趋于方正时，可以相应选择“冷”些且略有份量的颜色。从而获得较“硬朗”的效果；如果整体设计带有弧度，则可以选择色彩较明朗、明度较高的“轻”色。,外观设计类键盘,5新型键盘的设计,通过前面的分析我们可以了解，要设计一款人机工程键盘必须在综合操作效率、满意性及舒适性方面全盘考虑。笔者利用以上分析的结果，设计出一款新型人机工程键盘：按键的排布采用弧线形设计，与手指的摆动路线相一致；侧面在保持原有梯度的基础上采用大弧度的波浪式造型，提供击键的反作用力及同复力；掌托设计有导向凹槽及