人机工程键盘的设计与研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2fi01年10月山东工业大学学报Ⅷ3lo．5第31卷第5期JOURNALOFSHANDONGUNIVERSITYOF1ECHN0L0GYoct2∞】人机工程键盘的设计与研究赵英新陈淑(25(3061山东省济南市山东大学机械工程学院)景撩(250014山东省济南市山东建筑工程学院艺术设计系)摘要利用计算机辅助研究的最新技术及工具，从人机工程学角度深入研究以静态人体姿势为主的键盘设计，并取得一定的设计数据利用美学理论阐迷人机工程键盘的外形设计风格，从实践和理论两方面建立了一套完整的“用户键盘设计评价系统”．关键词人机对话设备；键盘；布局；设计方

2、案；疲劳(生理)中图分类号TB47文献标识码：A文章编号：10130—5323(2001)O5—0433—08CoⅣⅡrrERAⅢEDERGONoⅡCKEYBoARDDESIGNZHAOYing—xinCHENSlut(SchcolofMech．Eng．，ShandongUniv．，JinanC啼，ShandongPro~inee250061，China)JEVG如(DeptofArtandDesign，Shandong．n．xehiteetureandEng．Institute，JinanCity，ShandongProvince250014，China)AlrRACTThep血1a巧d

3、iferencebell&teenc伽ndey~ardandergononfickeyboardistheintefaeialalTa／lgementdesignandthecxm~rehensiveitsanalysis．Designdataisavailablebysimulatingin3DS．Moreover，anergonomickey~ardisp~sent．KEYWORI~Man—nmehlnedialogueequipment；Keyboards；Layout；Desiproposals；Fa—tig~e(physiology)0引言世界上越来越多的人开始向他们使用的产品和

4、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，然而随收稿日期：2001-06-12*本文得到山东省自然科学基金资助维普资讯http://www.cqvip.com山东工业太学学报2∞1年之却带来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、颈肩麻木僵硬及眼花头晕头痛等症状．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，而且必须能够综台平衡地使用人体各部分机能，实现健康操作目前各大厂家为了占领计算机市场，不仅在

5、软件、硬件方面进行研制开发，而且加大了输人输出设备的设计造型力度，目前键盘的设计已引起众多设计家的重视_I。J．笔者利用CAID方面的知识，在计算机上制造31)仿真模型并绘出逼真的三维预想图；在动态模拟演示中，得到可靠的反馈信息修改原设计，已确保设计的产品符台用户的最终需要．1键盘的初步分析键盘是人与计算机交互的主要手段，也是大量信息输人的主要方式，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、手指麻木等症状，并导致眼睛

6、的运动次数大大增加，长时间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，又要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2l普通键盘的布局最常见的普通键盘为104键盘，整体呈矩形，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l5。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45n~n，与自然姿态时的l2onn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

7、造成肩颈部酸痛，以至影响整个输人过程的正常进行．见图1．蒋a)自然状态图1普通键盘(b)操作普通键盘rig，1Normalkcybc~-d维普资讯http://www.cqvip.com第5期赵英新等：人机工程键盘的设计与研究(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