键盘的人机工程学分析

关于鼠标、键盘的人机学评析及改进设计调研报告书完成班级室内设计3班小组负责人陶柳沛小组成员陈翔蒋存达吴永德完成时间2014年6月目录第一部分鼠标、键盘人体工程学设计现状 (3)1.1键盘、鼠标发展历程 (3)1.2键盘人体工程设计篇 (5)1.3鼠标人体工程设计篇 (9)第二部分调研资料详细分析 (12)2.1键盘设计调查分析 (12)2.1.1键盘设计调查问卷 (12)2.1.2键盘设计调查分析结论 (13)2.2 鼠标设计调查分析 (13)2.2.1鼠标设计调查问卷 (14)2.2.2鼠标设计调查分析结论 (15)第三部分键盘、鼠标人体工程学健康分析 (16)3.1键盘、鼠标的使用健康问题 (16)3.2键盘、鼠标人体工程设计的改进方法 (17)3.3不良使用习惯纠正及注意事项 (19)第四部分总结 (20)4.1鼠标人体工程学总结 (20)4.2键盘人体工程学总结 (21)第一章鼠标，键盘人体工程学设计现状1.1 键盘、鼠标发展历程人体工程学(Human Engineering)，也称人类工程学、人间工学或工效学(Ergonomics)。

工效学Ergonomis原出希腊文“Ergo”，即“工作、劳动”和“nomos”即“规律、效果”，也即探讨人们劳动、工作效果、效能的规律性。

人体工程学是由6门分支学科组成，即：人体测量学、生物力学、劳动生理学、环境生理学、工程心理学、时间与工作研究。

键鼠产品已经发展了几十年，作为电脑桌面上使用频率最高的输入工具，同时也是人机交流的最重要工具，它的性能好坏直接决定了我们工作效率的高低。

随着技术的发展，我们从最原始的机械鼠标到激光鼠标，从有线鼠标到无线鼠标，从功能简单的机械键盘到功能丰富的多媒体键盘，我们已经突破了技术瓶颈。

人体工程学设计产品和其他工业一样，一旦技术不是问题，我们就会将更多的精力转向其他方面的研究。

人体工学就是其中的一个项目。

在第二次世界大战之后，人体工程学就已经作为独立的学科开始发展，在设计、环境、军事等诸多领域都有广泛的应用，可以说，只要是有人机交流的地方就有人体工学的应用，而键鼠外设的人体工学也已经成长了多年。

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。

人体工程学在计算机硬件设计中的应用计算机硬件设计是一门研究如何设计和开发计算机硬件系统的学科。

而人体工程学则是研究如何优化人机交互界面，使用户在使用设备时更加舒适和高效的学科。

在计算机硬件设计中，人体工程学的应用可以帮助设计师更好地理解用户的需求，提高硬件系统的易用性和人机交互体验。

本文将探讨人体工程学在计算机硬件设计中的具体应用。

一、人体工程学在键盘设计中的应用在计算机硬件设计中，键盘是最常见的输入设备之一。

人体工程学在键盘设计中的应用可以使用户在使用键盘时更加舒适和高效。

首先，键盘应该具有适当的键位间距和键位高度，以使用户的手指可以自然放置在键盘上，减少疲劳感。

此外，键盘的按键弹性也应该适中，既不会让用户感觉到按键过于松散，也不会让用户感觉到按键过于沉重。

通过这些人体工程学的设计原则，可以提高用户的工作效率和使用体验。

二、人体工程学在显示器设计中的应用显示器是计算机硬件设计中非常重要的输出设备。

人体工程学在显示器设计中的应用可以帮助提高用户对图像和文字的解读能力，减少眼睛疲劳。

首先，显示器的分辨率应该足够高，以使用户能够清晰地看到图像和文字的细节。

其次，显示器的亮度应该适中，既不会让用户觉得刺眼，也不会让用户觉得模糊。

此外，显示器的反射光也应该控制在较低的水平，以减少眩光对用户视觉的干扰。

通过这些人体工程学的设计原则，可以提高用户在长时间使用显示器时的舒适度和视觉体验。

三、人体工程学在鼠标设计中的应用鼠标是计算机硬件设计中常用的指针输入设备。

人体工程学在鼠标设计中的应用可以使用户在操作鼠标时更加方便和精确。

首先，鼠标的形状应该符合人手的结构，使用户可以自然地握持鼠标，减少手部不适。

其次，鼠标的按键应该有适当的反馈力度和点击声音，以帮助用户确定点击操作是否成功。

同时，鼠标的灵敏度也应该可以根据用户的需求进行调节，以提高鼠标的精确性和控制性。

通过这些人体工程学的设计原则，可以提高用户使用鼠标时的操作效率和操作体验。

键盘的创新设计探究在信息化办公快速发展过程中，键盘作为信息化办公中的重要辅助工具，能够显著提升办公效率。

然而长时间使用键盘会引发一系列疾病，例如腕管综合征，累积性骨骼肌肉损伤以及重复性肌腱劳损等。

所以对键盘实施优化设计时必须应用人机工程学，心理学等角度出发，全面提升键盘设计的人性化。

1、人机工程学键盘的设计开发在标准式键盘基础之上开始设计出槽式键盘，全面突出"以人为本"原则。

然而由于最原始的键盘在人机工程学提出之前就已经完成设计，所以在设计时比较注重人与机器之间的适应性。

在科学技术快速发展过程中，人机工程学开始被广泛应用到设计领域，充分展现出人性化设计理念。

第一代人机工程学键盘保留了标准式键盘的布局，并且采用错位排列方式组合键位。

因此在设计期间需要结合人体工程学，槽式键盘和K式键盘，这样能够全面提升设计实效性。

2、键盘的创新设计键盘设计的尺寸，回弹时间，使用频率以及手指移动距离等都需要满足人的心理与生理特征。

通过大量实践能够看出，键盘面与手部的最自然姿势为上臂自然垂直，此时确保操作期间肘关节受力。

其次，还应当保证前臂与手处于水平线，腕外展角度小于15°，向上弯度小于20°。

所以键盘设计应当满足最自然的操作状态，这样才能够有效协调人机关系。

2.1改进主键盘第一，键位斜向对齐排列：传统键盘设计排列方式为水平方式，且不同行列键位为交错排列。

"J"键位与"F"键位之间的距离约为55mm，这样就会导致敲击键盘时手腕向下弯曲，此时肌肉处于紧迫状态。

在操作期间，上肢体属于直线运动，且处于紧张状态中。

键盘键位的分布也会导致操作期间出现以下问题，右手的手指移动轨迹近乎平行于前臂，比较满足生理学特点。

然而左手手指所形成为直线与前壁为正交状态，此时就会导致左手手腕扭曲，疲劳感加剧。

为了处理以上弊端，在创新设计时需要将键盘设计为具备夹角的两个部分，角度可以设置在40°，此时"J"键位与"F"键位之间的距离约为100mm，前后排键位采用对齐排列方式，确保手指移动轨迹近乎平行于手臂，这样能够降低腕部与手的外展角度，也能够提升盲打输入的准确性。

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。

电脑键盘的人机学问题及改进设计付永民**************电脑键盘、鼠标和手写板是我们最常用的电脑输入设备，他们各有千秋，可以优势互补，在不同的任务中所起的作用不同。

对于常用电脑的用户来说，电脑键盘存在很多设计不当的人机学问题，亟待解决。

本文运用人机学的基本理论分析常用键盘存在的人机学问题，并给出人机学的解决方案。

一、常用键盘为了方便分析键盘的人机学问题，可以按照键盘的常用性、宜人性和所用的材料的不同进行分类，依次为：普通标准键盘、新型人机键盘、硅胶键盘。

1、普通标准键盘图1 普通标准键盘普通标准键盘共108键，所有的按键可分为五个区：打字键区、功能键区、编辑控制键区、数字小键盘区和特殊功能区。

键盘字母排列方式并不是按照26个字母的顺序排列的，而是一种叫做“QWERTY”式的排列方式，这点继承了英文打字机的传统。

“QWERTY”式的键盘是一位叫克里斯多夫·斯库勒斯的工程师于1873年设计的，这样设计的目的是为了让人们降低打字速度。

因为当时的英文打字机的技术不太过关，打字的速度过快，往往会造成打字机“卡壳”。

后来，大家已经慢慢习惯了这种排列的键盘，所以现在的计算机键盘也就采用了这种形式。

台式机键帽的按键行程平均为3.8-4.0毫米，笔记本电脑键帽的按键行程平均为2.50-3.0毫米，手感舒适。

存在的人机学问题：（1）、26个英文字母的排列顺序造成学习困难、记忆困难、操作困难。

无序排列不容易记忆，八个手指下的英文字母并不是最常用的字母。

因此从新手到能够熟练操作这种键盘需要花费很多时间和精力。

（2）、直板键盘造成对腕部的伤害。

人操作键盘时最自然的输入姿势是身体直立，两只前臂抬起成八字，这是两个腕部成V形，长时间使用直板式键盘就会伤害腕部肌肉。

（3）、字母键的直线排列使手指处在不同的弯曲和伸展状态（非自然的弯曲状态），不但影响打字效率，而且长时间击打键盘会使手指畸形发展。

（4）、键盘表面缺少弹性，触感较差。