机械人机工程设计

2013-2学期

《机械人机工程设计》

题目: 鼠标设计中的人机工程学

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目录

一、摘要

1、前言 (2)

2、关键词 (2)

二、人机工程学简介及鼠标的发展史

1、人机工程学定义人机工程学应用 (3)

2、鼠标的发展史 (3)

三、鼠标的分析与设计

1、人类手部结构 (3)

2、手臂的人机工程学分析 (4)

3、鼠标的人机工程学分析和设计 (5)

4、人机工程学未来鼠标 (6)

四、总结

五、附录 (7)

1、参考文献 (7)

一、摘要：

人机工程学作为一门集合各种学科的综合性学科对设计起着至关重要的作用，其研究方法具有科学性、流程性。现在是网络时代，通过网络我们可以不出家门便知天下事。因此，电脑是连接网络的必要设备，鼠标也是重要的一部分。可以说鼠标是人与电脑的纽带之一，跟人体有着密不可分的关系。在这里人机工

程学在其中的应用也是显得异常重要。

1、前言：

人机工程学是我们选修课，从这门课程中我们了解到人体工程学与我们生活中的密切相关性。在产品设计过程中应充分考虑人和所设计的产品及他们所处的环境的协调及统一，提高产品与人之间的和谐关系，尽量满足舒适和安全的使用要求，以实现“以人为本”的人性化设计思想，使我们在设计方面得到了启迪和发展，使我们对所接触事物了解进一步加深

通过对人性产品设计具体实例来说明人性化设计中所包含的人机工程学因素，指出中国未来的产品设计必以创新和革新为首要条件，人机工程学，使人性化的设计真正体现出对人的尊重和关心，是一种人文精神的体现，是人与产品完美和谐结合。社会的发展，技术的进步，产品的更新等等都与人，机，环境有密切的联系，所以要实现“以人为本”人性化设计思想，必定以人机工程学为参照。

2、关键词

机械人机工程设计人机工程学鼠标人性化设计

二、人机工程学简介及鼠标的发展史

1、人机工程学定义及应用

所谓人机工程学，亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、活动范围、动作速度、动作频率、重心变化以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。

人机工程学的范围是很广泛的，其基础学科是研究人的生理、心理。就是实用科学，把技术科学直接应用的实际的操作之中，也是人体工程的本源之处。人机工程学以人为最根本、最直接的研究、服务的对象，所以一切信息必须从人的自身中去获得，综合了这些信息才能做出判断。人类工程学是与人相关的科学信

息在对对象、体系和环境进行设计中的应用，它涉及到人类生活的方方面面。理想的设计应当在工作体系、运动、休闲、健康和安全等诸多方面充分体现人类工程学的原理。

2、鼠标的发展史

1968年12月9日，世界上的第一个鼠标诞生于美国史丹福大学。它的发明者是Douglas Englebart博士。

1981年，第一只商业化鼠标诞生

1983年，罗技公司发明了第一只光学机械式鼠标。

1980年代初，还出现了第一代光电鼠标，这类光电鼠标具有比机械鼠标更高的精确度。但是它必须工作在特殊的印有细微格栅的光电鼠标板上。这种鼠标过高的成本限制了其使用范围

1999年，安捷伦公司(Aeilent, 后改组为安华高, Avago)发布了IntelliEye光学引擎，继而市场上出现了不需要专用鼠标板的光电鼠标，光电鼠标的普及由此开始。

2003年，罗技与微软分别推出以蓝牙微通讯协定的蓝牙鼠标

2005年，罗技与安华高合作推出第一款激光鼠标(无线, 可充电, Logitech MX1000)

2006年，第一只克服玻璃障碍的有线雷射鼠标问世(DEXIN, ML45)

2006年，蓝牙雷射鼠标问世

(Acrox)

三、鼠标人与机的分析与设计

1、鼠标人类手部结构

1968年第一个鼠标诞生1981年第一只商业化

鼠标

1983年第一只光学机械

式鼠标

鼠标的人体工学设计，主要就是鼠标的造型设计。而要研究这个问题，首先需要研究人手的自然结构。

人手的结构中，与鼠标相关的部分向上包括前臂，而向下则有手腕、手掌、手指等结构。前臂内部包括尺骨、桡骨等主要的骨骼人就是依靠这两根骨头的交错来完成手腕的旋转的。而手腕结构中主要是一快腕骨，它的转动使得人的手腕可以仰俯。而人的手掌则主要由两组肌肉组成，一个是拇指屈肌和外展肌组成的肌群，一个是小指屈肌及展肌组成的肌群，在两个肌群指间有一条沟壑。对于不同的人，这条沟的深度和宽度是不同的。而这条沟内部，则是人手主要神经和血管所走的地方。手指的结构则相对比较简单，每个手指包括三个指节，并在一定范围内可以作横向的展开。

2、手臂的人机工程学分析

首先，对于上臂来说，它的自然形态应该是使尺骨和桡骨接近平行的状态，这种状态，也就是当上臂和手掌平放桌上的时候，上臂和手掌呈接近垂直的倾斜状态，使用掌外侧触及桌面的形态。因为这种形态下，上臂的主要肌肉和血管不会发生扭曲，所以即便长时间保持这个姿势，也不会出现肌肉疲劳和缺氧情

况――曾经推出过一款“竖着”使用的

鼠标，虽然由于和大多数人的使用习惯

不合而没有普及开来，但这种设计思路

的确是符合人体工学要求的。而对于手

腕结构来说，多次试验证明，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