键盘人机工程设计

人机工程学键盘设计一、简介人机工程学是研究人体与机器之间的交互关系，以此来优化机器的设计，提高人的使用效率和舒适度。

而在计算机领域中，键盘作为最基本的输入设备之一，键盘设计也是人机工程学的重要研究方向之一。

二、键盘设计原则1.符合人体工学原理键盘应该符合人体工学原理，使得用户在使用时不会感到过度紧张、疲劳或者不适。

比如说，键盘的倾斜角度应该与手臂自然姿势相同，手指按键时应该有足够的空间。

2.合理分配按键位置键盘上按键的位置应该尽可能地符合用户对于按键位置的习惯。

比如说，在英文输入法中，字母E和R经常被使用，在布局上应该尽可能靠近。

3.考虑输入效率在设计键盘时要考虑到用户输入效率问题。

比如说，在中文输入法中，汉字有几千个以上，如果每个汉字都需要一个按键来输入显然是不现实的。

因此需要采用拼音输入法等方式来提高输入效率。

4.考虑环境因素不同的环境对于键盘的设计也有不同的要求。

比如说，在工业环境中，键盘需要具备防水、防尘等功能，而在办公室中，则需要具备低噪音、舒适等特点。

三、键盘设计实践1.分区式键盘分区式键盘指将传统的104个按键分为两部分，左右手各自操作一部分。

这种设计可以减少手臂和肩膀的疲劳度，提高使用效率。

2.曲面键盘曲面键盘指将按键排列成一个弧形或者球形，这样可以更好地符合人体工学原理，并且可以减少手指移动距离，提高输入效率。

3.薄膜式键盘薄膜式键盘是一种采用柔性电路板作为按键的设计方式，相比于机械式按键可以减少体积和噪音，并且更加轻便。

4.人体感应式键盘人体感应式键盘采用红外线传感器来检测用户手指位置和动作，并且根据用户输入习惯自动调整按键位置。

这种设计可以大大提高输入效率。

四、未来发展趋势1.语音输入随着语音识别技术的不断发展，语音输入将成为键盘设计的重要方向之一。

通过语音输入可以大大提高输入效率，并且减少手指疲劳。

2.虚拟键盘虚拟键盘指通过投影等方式将键盘显示在用户需要的位置上，用户可以直接在空气中进行输入。

技术与方法键盘操作板的人机工程学设计和分析吴小勇(北京航空航天大学飞行器设计与应用力学系 北京 100083)摘 要 分析平板式计算机工作台不能较好地适应当前计算机作业的需要,提出名为 键盘操作板 的计算机作业用品设计方案,用以改善平板台使用中在手腕背屈、手臂支承、台面拥挤3方面的问题。

键盘操作板的主要部分为一块约80cm 20cm的平板,以一定方式安装在平板台上靠近操作员一方。

试产和试用结果表明,该方案简单易行,能有效改善多种上机作业的舒适性和方便性。

关键词 计算机作业 工作台 人机工程学 设计1 引言国内通行的计算机工作台,早期为平板台(计算机和键盘均放在台面),目前为抽屉台(键盘放在台面下的抽屉中),工作台的设计不当引起操作员的疲劳和职业病,是当前VDU人机工程学迫切需要解决的问题之一 1、2 。

对此,除需要设计新型的计算机工作台 3、4 之外,对已购有旧式工作台的用户还需要设计适当的计算机作业用具,或者说,通过对原有作业家具增设附加件,来达到改善原有家具的人机工程学特性的目的。

2 键盘操作板的设计键盘操作板 5 是针对平板台来设计的计算机作业用具。

本文为便于阐述有关原理和解决途径,从人机工程学设计的角度进行介绍,所述的设计过程并不完全代表实际的设计过程。

键盘操作板的命名是根据键盘操作的需要设计的,从其作用原理来说,也可称作 臂托板 。

2.1 需要解决的问题平板台一般宽度在60cm~80cm,由于台面狭小,操作员长时间上机时因手臂缺乏倚托,容易形成驼背昂颈的姿势或腕部支撑台面的姿势(图1)。

不论是实地的还是通过传媒的观察,容易发现这2种姿势是事实上的主要计算机作业姿势。

我们也常常可以见到操作员勉强地在台面挤出一角来书写,或者把上机作业的参考资料放在膝盖上,以及手臂完全悬空地操作鼠标器。

这反图1 原平板台时的工作姿势示意图映出台面狭小同时导致了书写、阅读、鼠标操作等非键盘操作的不便。

笔者曾到中关村寻购得一个腕垫(一种长度和键盘相当,宽约8cm的软垫,用于防止腕部击键时的背屈姿势),试验其在平板台上的使用效果。

以下是一个人机工程学案例示例：
案例：电脑键盘设计改进
背景：一家科技公司注意到他们的员工在长时间使用电脑键盘时出现了手部和手腕的不适症状，如疲劳、疼痛和肌肉紧张等。

为改善员工的工作环境和健康状况，他们决定进行电脑键盘的人机工程学设计改进。

解决方案：
1.键盘布局优化：通过分析员工的按键习惯和手部解剖学特征，重新设计键
盘布局，使得按键更符合手指的自然运动轨迹，减少手指的扩展和弯曲。

2.键盘角度调整：将键盘的倾斜角度调整为一个更符合人体工程学的角度，
使得手腕可以保持自然放松而不需要过度弯曲或扭曲。

3.舒适的按键力度：调整按键的力度，使得按键需要的压力适中，既不会太
轻以至于误按，也不会太重以至于增加手指负担。

4.增加支撑物：在键盘前端增加一个可调节的手腕支撑物，使得手腕可以保
持平稳和放松，减少压力和张力。

效果与成果：通过这些改进措施，员工在长时间使用电脑键盘时的手部和手腕不适症状有所减轻。

他们反馈称键盘更加舒适，手部的疲劳和疼痛明显减少，工作效率也有所提升。

公司的员工满意度提高，并且减少了手部相关的工作伤害和健康问题的发生。

这个案例展示了人机工程学在电脑键盘设计上的应用，通过考虑人体结构和动作特点，优化键盘设计以提供更好的工作体验和保护员工的健康。

1 .键盘的调研和市场分析1.1 用户对产品的外观要求随着互联网的发展和高端技术的进步，现代人的生活与电脑越来越密切了，无论是工作. 学习还是娱乐，电脑成了人们生活中必不可少的一部分。

电脑周边产品的个性化设计，现代化功能和创新风格如同一泓清澈的小溪悄悄的流入了人们的学习和生活之中，在个性化的设计逐渐普及时，各种新型材料的出现把产品的设计向前推向了一个新的高度。

人们在追求简约，个性化的同时更加重视低碳环保。

键盘作为日常接触最多的输入设备，究其外观构造来说，目前市场上台式PC电脑的键盘主要采用活动式键盘，键盘作为一个独立的输入部件，整体呈长方形，有各自的功能区，具有自己的外壳。

经过几个阶段的发展，加之人们的不断研究改造，使得键盘在外形构造方面不断地趋于符合人体工程学原理，在一定程度上减轻了使用者腕部的疲劳。

1.2用户对产品性能的要求介于电脑的普及人们对电脑的舒适度要求越来越高。

随着笔记本电脑的兴起，人们对便携性要求越来越高，一种便携型新原理键盘诞生。

人体工程学键盘是在标准键盘上将指法规定的左手键区和右手键区这两大板块左右分开，并形成一定角度，使操作者不必有微软公司命名为自然键盘（Natural Keyboard），对于习惯盲打的用户可以有效的减少左右手键区的误击率，如字母“G”和“H”。

有的人体工程学键盘还有意加大常用键如空格键和回车键的面积，在键盘的下部增加护手托板，给以前悬空手腕以支持点，减少由于手腕长期悬空导致的疲劳。

现在键盘市场发展的趋势越来越向专业化看齐，并且根据从事的不同用途，键盘的性能也不一样。

比如说游戏玩家基本就是带显示屏幕的，或是很多快捷键的;而要经常使用的用户，就要配备易水洗的键盘;还有能发光的键盘，分离式键盘等等。

随着经济的发展，消费者对键盘鼠标产品的需求也将产生进一步的变化：对产品的外形设计、使用舒适性、便捷性等方面更加看重;无线键盘鼠标产品以其时尚、舒适、便捷的特点得到越来越多的消费者的青睐，市场份额将急剧攀升;一些特定领域的键盘鼠标产品如笔记本专用键盘鼠标、专为游戏玩家设计的键盘鼠标等将保持较好的增长。

电脑键盘人机工程设计研究近年来，随着科技的发展和普及，电脑成为人们日常生活中不可缺少的工具。

而在使用电脑的过程中，键盘是我们最常接触到的硬件设备之一。

因此，电脑键盘的人机工程设计变得非常重要。

人机工程学，又称人类工学、人机工程、人体工程学等，是通过探究人的生理、心理、社会等因素与机器及环境的相互关系，设计、开发和改进人们使用机器及环境的效率、安全和舒适性的学科。

换言之，它是一门在人工产品、系统、服务等方面探究人类如何与之协同工作的综合学科。

在电脑键盘的人机工程设计中，人的生理和心理需求成了关注的重点。

那么，我们该如何进行设计呢？人体工学：如何设计合适的键盘在电脑键盘的设计中，人体工学是重要的理论基础。

人体工学研究人体的构造、功能和工作状态，以及人体与周围环境之间的相互关系，研究人的生理和心理特征与工作环境的匹配问题。

因此，人体工学是电脑键盘人机工程设计中的必须学科。

在设计键盘时，首先需要考虑的是人手（特别是手指）的结构，设计合适的键盘尺寸和按键布局。

在许多现代键盘中，键盘尺寸相对较小，把大多数的按键布局在较为集中的区域。

这样，人们可以更容易地操作键盘，很好地保护了手腕和手指。

其次，电脑键盘的人机工程设计需要遵守人的视觉习惯，例如布局、按键的大小、颜色和样式等。

比如，键盘上数字键区和字母键区的颜色是不同的，颜色会影响人们对不同按键的识别，利用颜色差异来划分功能，能够使用户快速识别按键的功能。

此外，设计师需要考虑键盘的倾斜角度，倾斜角度的大小和方向对手部血液循环的影响变得非常重要。

研究表明，在键盘高处靠近身体的地方设置略微倾斜的角度对保护手指非常有帮助。

适度的倾斜可以让手指的按键时间最短，充分避免超负荷的压迫，减轻手指的疲劳。

优化设计：如何实现更好的人机交互电脑键盘在日常生活和工作中使用范围广泛，因此它的人机交互功能非常重要。

如何优化设计，使得人们可以更好地交互键盘，享受良好的使用体验呢？首先，设计师需要根据人的特点来设计键盘按键的反馈力度、按键噪音等。

键盘操作界面设计中的人因工程研究人因工程（ergonomics）是一门研究如何将设备和系统适应人体特征、能力和需求的科学。

在键盘操作界面设计中，人因工程的研究起着至关重要的作用。

优秀的键盘设计应该符合人体工程学原理，以提高用户的工作效率、减少操作疲劳和减少潜在的健康风险。

本文将深入探讨键盘操作界面设计中的人因工程研究。

首先，键盘的布局和键盘上的标记是人因工程研究中的核心要点之一。

键盘的布局应便于用户使用，使得常用的按键更加易于触摸。

在标记方面，关键是字母和数字的大小和清晰度。

过小或模糊的标记将导致用户难以辨认，进而增加错误键入的可能性。

根据人体工程学原理，键盘上的标记应具备足够的对比度和适当的大小，以便用户可以轻松快速地找到正确的按键。

其次，键盘的外观设计也需要经过人因工程研究的考量。

键盘的外观设计包括键盘的形状、尺寸和材料。

键盘的形状应符合手部的自然形态，使得用户可以自然地放置手掌和手指，减少不必要的关节压力。

尺寸方面，键盘的宽度应能够容纳用户的手掌，同时保持足够的间隔，以防止手指之间的误触。

至于材料的选择，键盘应该采用舒适、防滑的材质，以提供良好的手感，减少手汗对操作的干扰。

另外，键盘操作界面的反馈机制也是人因工程研究中的重要内容。

反馈机制指的是键盘在用户按下按键时向用户提供的触觉、视觉和听觉反馈。

触觉反馈可以通过键盘按键的阻尼、键位的反弹力度等来实现，以提供舒适的按键感受。

视觉反馈可以通过按键上的指示灯和显示屏来实现，以向用户展示当前状态和输入的结果。

听觉反馈通过键盘的声音来提供，在必要时可以帮助用户确认按键是否成功。

此外，人因工程研究还要考虑到用户的人体特征和需求。

键盘的设计应适应不同手型、手指长度和力量的用户。

键盘应提供可调节的支架角度，以使用户在不同的工作环境中都可以找到适合自己的姿势。

同时，对于有特殊需求的用户，如残障人士，键盘应考虑到相关辅助设备的配合，如眼控技术或者语音识别技术等。

创造舒适手感——键盘的差别化设计 李茂自熟悉电脑以来，我们使用最频繁的输入设备，键盘，给人的印象似乎也就只是键盘，不过，除了我们所需要所使用到的标准键位之外，键盘设计者也正在逐步的细化产品，包括对多媒体按键的附加，以及在人体工学上的逐步改进，这些看似可有可无的新设计实际上也正在改变着我们对传统键盘的观念，在不知不觉中，我们手指下面的键盘开始让人使用起来更舒适，更人性化，更符合人体工学的设计标准。

和电脑上的其他周边组件相比，键盘的变化似乎不怎么容易得到广大电脑用户的关注，但是，正是这些体现在细微之处的变化，使得我们的输入更具有效率，不容易使得手腕和手指疲劳，工作起来更为便利。

其实这些变化，我们都可以归结到一点上，被称之为人性化设计。

一、键盘在设计上的细化按键的设计改进[在新窗口中浏览该图片]和之前的键盘键位相比，现在如果细心观察的话，大家应该能够在不少设计出色的键盘上看到一些更符合人性化的设计，比如键盘表面的键位设计曲线更符合人们的使用习惯，不是生硬的直板，而是按照人手的使用习惯做适当的弯曲。

在键位表面的处理上，更容易让使用者感觉连贯，舒适不易疲劳。

关于这方面，键盘制造商明基已经明确的提出“手感”的概念，并表示会一直坚持这样的设计理念。

手感，虽然我们在实际使用的时候会真切的感觉到其中的重要性，但是在实际选择的时候，并没有更多的用户去关注，以及重视，不过，随着厂商的重视范围逐渐扩大，以及更多用户对键盘要求的提高，手感或许会在今后成为一个键盘的必要标准，成为大家关心的重点。

当然，除了所提及的键位高度之外，实际上，键程也是应该包括在其中的，一个键盘在键程设计上的理解，不需要用户在键帽的按下过程中消耗过多的手指力度，避免没有必要的凭空损耗，也不能无节制的缩短键程，使得手指按下的过程显得过于生硬，这同样不怎么会产生舒服的感觉，关键还在于设计者对键盘键程的有效控制，达到键程和力度都大小适中，至少要符合大多数使用者的习惯，这在有的时候是无法用语言和文字来表达的，更多的，还是需要使用者亲自用手指去感觉，也更造就了设计和制造上的难度，但是，这方面的表现如何，也正是体现出了人体工学的设计水平，是否体现出更多的人性化。

键盘的人机工程学设计《人机工程学》课程论文论文题目:计算机键盘的人机工程学分析专业:矿山机电班级:12-9姓名:成永虎学号:2011252951 指导教师:金葵日期:2014年5月 22 日计算机键盘的人机工程学分析摘要:本论文运用人机工程学原理展开对计算机键盘的分析。

从键盘存在的问题及解决方案、键盘的的平面布局和键盘的整体规划对键盘进行了全面分析。

是人们进一步了解键盘,既将大大提高用户的操作效率并保证他们的健康、舒适。

关键词:人机工程学,键盘,解决方案,整体规划2前言电脑已经成为人类不可或缺的工具,它带来了快速的运算、精确的计算以及方便的管理模式。

伴随着IT技术的飞速发展,电脑的更新换代速度非常之快,键盘作为人机交互的输入设备也在不断地推陈出新。

然而目前市面上多数台式电脑键盘却未能满足良好的宜人性。

在人类越来越依赖于电脑的今天,许多电脑症候群也随之而来。

长时间地使用键盘容易造成双手肌肉的紧张,严重的甚至造成使用者肌体上的劳累损伤,其症状包含因使用键盘造成的手腕神经压迫、坐姿不良引起的脊椎神经伤害以及颈部和腰部、累积性骨骼肌肉损伤，重复某一动作而形成强迫性体位,以致身体相应部位处于持续的紧张状态而导致的局部神经。

在键盘的中运用人机学原理,结合手的解剖学特点、坐姿生理学等学科知识以及视觉显示终端作业岗位的人机界面设计原则,使人机环境系统相协调,为使用者创造安全、舒适、健康、高效的工作条件。

1 目前键盘存在的问题和解决方案根据图1键盘在生活中的使用及实验研究发现目前标准键盘的缺点主要表现以下几点3图11.1 两手距离偏近及其解决方式当双手放置在基准键位时, 食指间距约45mm, 与自然姿态相比, 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。

手—键盘界面最自然的姿势为上臂从肩关节自然下垂,与前臂之间夹角70,90?,以保证作业时肘关节受力而不是上臂肌肉受力;还应保持手和前臂呈一直线,腕部向上不得超过20?,腕外展不超过15 ;双手向内相向交叉成60,70?, 两手掌间距约100,280mm。

人体工程学键盘的设计原理
使用计算机和打字机都需要进行键盘操作，长时间从事键盘操作往往产生手腕、手臂、肩背的疲劳，影响工作和休息。

从人体工程学的角度看，要想提高作业效率及能持久地操作，操作者应能采用舒适、自然的作业姿势，工作人员因现有的键盘操作条件而采用不正常的姿势，是导致身体疲劳的主要原因。

因为在目前的工作台上操作键盘，如果工作人员手腕放在台面上，由于键盘的键面高于工作台面，必然要让腕部上翘，时间一长会引起腕关节疼痛;而悬腕或悬肘的操作虽然较为灵活，但由于手部缺乏支撑，手臂或肩背的肌肉不得不保持紧张，故不能持久，也易疲劳。

对这个问题，人体工程学现有的研究结论是“键盘自台面至中间一行键的高度应尽量降低”。

键盘前沿厚度超过50mm就会引起腕部过分上翘，从而加重手部负荷。

此厚度最好保持在30mm左右，必要时可加掌垫。

即通过减薄键盘本身的厚度和在键盘前增加手部的支撑件来解决。

键盘可减薄的程度是有限的。

中间分离的键盘可以使使用者的手部及腕部较为放松，处于一种自然的状态。

这样可以防止并有效减轻腕部肌肉的劳损。

这种键盘的键处于一种对使用者而言舒适的角度。

基于人因工程的台式机键盘设计一、引言人因工程学就是按照人的特性设计和改进人-机-环境系统的科学。

人-机-环境系统是指由共处于同一时间和空间的人与其所操纵的机器以及他们所处的周围环境所构成的系统，也可以简称为人-机系统。

为了实现人、机、环境之间的最佳匹配，人因工程学把人的工作优化问题作为追求的重要目标。

其标志是使处于不同条件下的人能高效、安全、健康、舒适地工作和生活。

随着近几十年来技术进步的飞速发展，人因工程学的地位越来越重要。

人因工程涉及的领域包括宇航系统、城市规划、工厂运作、机械设备、交通工具、家具制造、服装、生活用品制造等。

人类的各种活动都不可避免地与人发生关系，而如何使各种活动更加适合于人的需要都会不可避免地应用到人因工程学。

人因工程学以人及有关的设备和环境为研究对象。

其研究方法很多，并且还在不断出现新的研究方法，系统分析法就是其中的一种。

从研究手段看，研究方法可以分为实验性和非实验性两大类。

从研究结果看，研究方法通常被分为三类：描述性研究、试验性研究、评价研究。

人因工程学的形成吸取了“人体科学”、“技术科学”、“环境科学”等学科的研究成果、思想、原理、准则、数据和方法。

人因工程是一门技术人性化的学科，即把人作为产品设计的出发点，使产品能更好地满足人类的生理和心理需求，进而使人类的生活和工作更安全、更便捷、更舒适、更高效。

人体测量学是人因工程学中必不可少的基础学科，人体数据测量是进行产品设计的重要依据，因此产品设计中的诸多问题，都可以应用人体测量学理论和人体测量数据来解决。

本文就以计算机键盘为例，从人因工程的角度分析键盘的设计与评价。

二、研究设想好键盘的应具备的品性：1、键盘的触感：作为日常接触最多的输入设备，手感毫无疑问是最重要的。

手感主要是由按键的力度阻键程度来决定的。

判段一款键盘的手感如何，会从按键弹力是否适中、按键受力是否均匀，键帽是否是松动或摇晃以及键程是否合适这几方面来测试。

虽然不同用户对按键的弹力和键程有不同的要求，但一款高质量的键盘在这几方面应该都能符合绝大多数用户的使用习惯的，而按键受力均匀和键帽牢固是必须保证的，否则就可能导致卡键或者让用户感觉疲劳。