键盘的人机工程学分析
键盘的人机工程学分析
随着电子技术的发展，电子式键盘逐渐取 代了机械式键盘，按键下方不再有机械结 构，而是通过电子电路来检测按键动作。
薄膜式键盘
机械轴式键盘
薄膜式键盘采用多层薄膜结构，按键下方 是多个薄膜开关的组合，具有轻巧、低成 本的特点。
近年来，机械轴式键盘逐渐流行，它采用 单个机械轴作为开关，具有手感好、寿命 长的特点。
3
声音控制
优化键盘敲击声，为用户创造一个安静的工作环 境。
05
未来键盘的发展趋势
可调节高度的键盘
总结词
可调节高度的键盘能够适应不同用户的坐姿需求，提高 使用舒适度。
详细描述
传统的键盘高度通常是固定的，但不同用户的需求不同 ，有些人可能需要更高的键盘，而有些人则可能需要更 低的键盘。因此，可调节高度的键盘应运而生，用户可 以根据自己的需求调整键盘的高度，以适应不同的坐姿 和舒适度。
键盘的键程设计
键程
键程是指按键按下的深度，合适的键 程能够提供舒适的敲击感觉，减少手 指疲劳。根据人机工程学原理，键程 应适中，不宜过深或过浅。
触发力
触发力是指按键按下的力，合适的触 发力能够保证准确、快速的输入，同 时减少手指疲劳。触发力应适中，不 宜过大或过小。
键盘的按键压力设计
按键压力
按键压力是指按键按下的力度，合适的按键压力能够提供舒适的敲击感觉，减少手指疲劳。按键压力 应适中，不宜过重或过轻。
总结词
可定制的键盘布局能够满足不同用户的需求，提高工 作效率和个性化体验。
详细描述
不同的用户有不同的使用习惯和需求，有些人可能更 习惯使用某些特定的键位组合或快捷键，而有些人则 可能需要更多的功能键或数字键。可定制的键盘布局 能够满足这些不同的需求，用户可以根据自己的使用 习惯和需求进行定制，提高工作效率和个性化体验。 这种设计也有助于减少错误输入和提高生产效率。
键盘的人机工程学分析课件
contents
目录
• 键盘简介 • 人机工程学基础 • 键盘的人机工程学分析 • 优秀键盘的设计案例 • 未来键盘的发展趋势
01
键盘简介
键盘的起源和历史
01
Байду номын сангаас
02
03
机械式键盘
最早的键盘可以追溯到 1868年，以机械式按键结 构为主，按键反馈明确， 但容易损坏。
电子式键盘
总结词
长时间使用键盘可能导致手部疲劳和手腕疼痛，因此需要设计适合长时间使用的 键盘。
详细描述
适合长时间使用的键盘通常采用低噪音、低冲击力的键帽和弹力适中的按键，以 减少手指和手腕的疲劳感。此外，一些长时间使用键盘还具有防滑设计和易于清 洁的特点。
具有创新功能的键盘设计
总结词
创新功能的键盘设计能够提供更加便捷和高效的打字体验。
字母按键排列
采用标准QWERTY排列，方便用 户快速上手，减少学习成本。
功能键与控制键
合理设置功能键、编辑键和控制键 的位置，以便于用户进行快捷键操 作。
键盘的按键设计分析
按键大小
按键大小应适中，保证手指按上 去有足够的接触面积，提高操作
的准确性和舒适度。
按键形状
按键形状应符合手指自然形状， 避免长时间使用导致手指疲劳。
健康化键盘将成为未来发展的另一个趋势 。厂商将更加关注用户的健康需求，通过 改进键盘的设计和材质，降低使用疲劳， 提高舒适度。例如，采用符合人体工程学 的设计、使用抗菌材料、降低噪音等措施 ，为用户提供更加健康、舒适的键盘使用 体验。
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详细描述
一些创新的键盘设计包括带有数字小键盘的全尺寸键盘、带 有触摸板的多功能键盘、可折叠的便携式键盘等。这些创新 设计能够提高用户的工作效率，减少手部疲劳，并适应不同 用户的需求和偏好。
人机工程学键盘设计
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。
人机工程学产品案例
人机工程学产品案例
1. 笔记本电脑键盘，键盘的设计考虑到人手的大小和舒适度，
键盘布局和按键间距经过人机工程学的研究，以确保用户在长时间
使用时不易疲劳。
2. 游戏手柄，游戏手柄的设计考虑到玩家的手型和手指的灵活性，按钮的布局和手柄的曲线设计都经过人机工程学的优化，以提
供舒适的游戏体验。
3. 汽车驾驶舱，汽车的内部布局和控制面板的设计需要考虑到
驾驶者的可及性和操作便捷性，人机工程学的原理被应用于汽车内
部空间的设计，以确保驾驶者在驾驶过程中能够轻松操作各种控制
装置。
4. 医疗设备，医疗设备的设计需要考虑到医护人员和患者的舒
适度和安全性，例如手术台、医用成像设备等，人机工程学的理念
被运用于医疗设备的设计中，以确保医护人员能够高效地操作设备，同时患者能够得到舒适和安全的治疗。
5. 智能手机，智能手机的界面设计和操作逻辑需要考虑到用户
的习惯和便捷性，人机工程学的原则被应用于智能手机的设计中，以确保用户能够方便地操作手机并减少使用时的疲劳感。
这些产品案例都是人机工程学在实际产品设计中的应用，通过考虑人类的生理和心理特征，设计出更加符合人类需求的产品，提高了产品的易用性和舒适性。
键盘的创新设计探究
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。
人机工程学在鼠标键盘上的应用
使用计算机和 打字机都需要 进行键盘操作， 目前工作人员 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。
产生不适 的原因
衬底1
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。
对于手腕结构来说，多次的试 验证明，当人的手腕呈“仰起” 状态时，则“仰起”的夹角在 15 度－30 度之间的时候，是 最舒适的状态，超出这个范围， 会导致前臂肌肉处于拉伸状态， 而且也会导致血流的不畅。对 于手掌来说，其最自然的形态 就是半握拳状态。而鼠标的造 型设计，实际上就是要尽量贴 合这个形态
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
传统键盘结构
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°,手指自然弯曲பைடு நூலகம்同手 掌一起构成一个半圆形,呈空握球状;两手掌间距约100～ 280mm 。设计主键盘区沿中心线各自左右分开,两基准定 位键之间距离约80～100mm 。
可以从图上看出很明显的差别：
首先，亚洲人的手掌偏窄，其
次手的长度也偏小，再者手掌
中央的“沟”也偏浅
左边为亚洲人手掌，右边为欧美人手掌
键盘操作板的人机工程学设计和分析
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。
人机工程学键盘ppt课件
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。
• (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 12mm×12mm，当然若能有效控制键盘整 体尺寸，可扩充到15mm×15mm。而对于 空格键、En—ter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
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。
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。
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键盘的平面布局不合理
• （1）目前流行的键盘通常将 Delete和Backspace键放置在主 键区的右上方，由于这两个键远 离j键，使用户输入文本时经常误 按其它键，而且击键时右手食指 被迫挪位离开基准键，导致了敲 击效率和正确率降低。
键盘的平面布局不合理
• （2）许多键盘加大回车键的尺寸来方便敲 击,却忽略了Backspace键,将其放置在键盘 主键区最右上角,该键键帽大小也只有 12mmX14mm。由于Backspace键被设计 在远离J键的角落,使用者在进行文本输入时 经常误按成其邻近的键。在击键时右手被 迫腾起,食指离开基准键位。这导致了敲击 速度和正确率大大下降。而在实际的作业 过程中, Backspace键的使用频率比回车键 要高4倍以上。所以此键的改进设计是一个 重点。
键盘设计的新趋势
• 有不少研究表明：标准键盘的键位布 局不符合工效学中人机系统高效舒适 的设计目的，不利于提高信息输入的 效率。 由此， 工程心理学家及工效学 家提出了一些用于替代标准键盘进行 更有效的人机交流的键盘。 典型的有 以下几种
键盘设计的新趋势
• 1）槽式键盘。槽式键盘是一键一符的键盘，标准键盘的 所有键位行均在同一个平面上，而槽式键盘将第3 行，即 （ zxcvb） 行键位与整个键盘平面成90°排列，整个键盘 外形从侧面看形成一个槽式， 故称槽式键盘。
人机工程键盘的整体分析和设计
• 键盘的整体布局 必须按照人机工 程学原理设计。 既符合人的生理 及心里特征，还 需确保操作时人 的姿势自然放松 ，避免造成肌肉 疲劳。
键盘的整体设计
• （1）外形设计 • 根据键盘的平面布局分析来进行其外形设计。主
键盘区沿其中心线左右对称倾斜15°,外缘采用圆角、 圆弧过渡。而由于在操作编辑定位键区和数字辅 助键区时,手已经能够基本处于自然状态,故其平行 于中心线设计,但应与主键盘区的布局协调。侧面 在保持原有梯度的基础上,依照手的自然弯曲弧线 设计成大弧度断面,与腕托浑然一体。腕托的设计 应与腕部弧线吻合良好,给手恰到好处的支撑。
人机工程与键盘
• 使用这类产品操 作的界面的设计 必须符合人机工 程学等理论，而 且也必须能够综 合平衡地使用人 体各部分机能能 够健康操作。
现今键盘设计主要存在的问题
• 虽然很多设计者就键盘设计提出了一些建议和方案，但是目前普遍 使用的计算机键盘基本为1971年国际标准化组织认证的国际标准键 盘QWERTY键盘，由主键盘区、F键功能键盘区、编辑与定位键盘区 和数字辅助键盘区组成，根据设计师的体验和调研，总结出了这类 键盘的不合理之处如。
键盘的平面布局不合理
• （4）数字辅助键盘区提供给专门 数字录入人员极大的操作方便性, 却忽视了“=”键。用户在编写程 序或进行计算时,习惯将“=”键与 “+”、“一”、“*”、“/”等运 算符联系在一起。而传统设计未 将“=”键集中设计在数字辅助键 盘区上,用户在输入时不得不从数 字辅助键盘区“跳跃”至主键盘 区寻找“=”键,降低了作业效率。
键盘的平面布局不合理
• （3）传统键盘的编辑与定位键区设计 在键盘中部偏右位置。右手在操作鼠 标时若要按这些键,要么右手放下鼠标 操作后又返回点击鼠标,要么左手伸到 键盘右部来进行此操作。这使得操作 起来极不方便。左右手的分工也不尽 合理,一般情况下右手基本上需要“包 揽”主键盘区中线以右的敲击任务,约 占整个键盘的功。而且此键区也没有 一个起定位作用的基准键位,操作时几 乎无法实现盲打。另外键位排列不够 科学,定位键与编辑键的配合脱节,定位 键与定位键之间的配合也不方便。
• 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，是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
• 下列是一些生活中基于人机工程学而研发的键盘
在键盘近体一侧增加舒适的掌托设 计，提供辅助支持，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
具体表现在一 下几点：
下图是基准键位
操作普通键盘和人机工程键盘的参 数比较
键盘设计的新趋势
• 在键盘设计的最初阶段，研究工作主要是改善键盘的机械 结构，以提高它的机械性能。 后来的工作集中于提高它 的输入速度和准确性。 而近年来， 随着计算机的普及， 研究者们越来越重视键盘使用者的生理和心理的负荷，如 疲劳度、 双手肌肉的紧张和劳损等。从前述国内外研究 状况也可发现，目前国内的研究工作重点主要还在第二阶 段，即提高键盘输入速度和准确性，同时适当考虑到了人 的生理心理特点。 而国外的研究已全面进入到了最高阶 段，即研究使用者的生理和心理的负荷。
键盘的人机工程分析
成员：秦云华 杨琳 侯兴他们使用的产品提出异 议，计算机产品也不例外， 以键盘为例进行人机工程 学分析
Title
• 医学工作者在临床实践中发 现，计算机使用者中的反复 劳损性损伤( RSI)、“键盘 腕”和尺骨撞击综合征 ( UIS) 的发生率很高，患者 的手指、腕、肩带、头及颈 等部位出现麻木和疼痛，疼 痛多为针刺感或烧灼感痛， 导致大拇指笨拙无力或灵活 性降低、手部握力下降。医 学工作者通过对这些疾病的 病因和病理学的研究，提出 键盘设计者和生产者应为计 算机用户提供符合人机学的 键盘。
键盘的整体设计
• （2）附属功能设计。 • 为了进一步满足各种需求, 在键盘设计过程中, 可采用诸如防水、照明
灯等技术。此外, 还可以为笔记本电脑设计专用的防滑垫。人因工程 学要求键盘在平板上可前后移动, 其倾斜度在 5°～15°范围内可调。通 过在笔记本电脑背面设置的防滑垫, 可以达到双重效果。
键盘设计的新趋势
• （2）和弦键盘。和弦键盘是多键一符的键盘， 输入一个信息单元必须同时按下一个或几个键， 就象钢琴演奏和音一样，所以称为和弦键盘。
（3）一键多符键盘。一键多符键盘的典型应用目前主 要在手机、ipad等移动终端上。它有以下特点：空间要 求低、易学性好、歧义性高。 因此，一键多码键盘设计 必须解决歧义性的问题，一般是通过计算机软件来消除 歧义性