键盘的人机工程学分析范例

结束语
• 键盘作为计算机的主要输入设备,其设计与改进在计算机 日益普及的今天尤显重要。从人机工程学的角度来看,还 需在其平面布局和整体设计等方面进行了研究。在整体布 局上更加注重操作方便性与合理性,尤其体现在Backspace 键的重新布里、编辑与定位键区和数字辅助键区的按键布 局上。改进的设计方案能够有效避免用户肌肉紧张和静态 疲劳,对整个计算机业过程的舒适性有较好改善,同时也大 大提高了作业效率,使用户和输入设备之间能够更好地协 调工作。这充分体现了设计对人的关怀与呵护,使人和产 品在交互过程中完美和谐地结合。
键盘的人机工程分析
成员：秦云华 杨琳 侯兴军 张永胜
引言
• 世界上越来越多的人开始
向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。
（4、）3D造型只为契合人体工程学：Maltron
在键盘工业设计的发展过程中，1977年出现的PCD Maltron键盘，另类的造 型让人眼前一亮。键盘的外形设计，完全为了给使用者提供更加人性化的操 作。立体的造型为更好贴合人体手部活动，同时充分利用大拇指，用户不用 扭动手腕便可触及所有主要按键，有效缓解敲击键盘带来的手指酸痛。 Maltron键盘至今仍在市面上销售。
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。
（5）、折叠式口袋键盘：Stowaway
为了让用户使用PDA输入数据时更加便利，Think Outside发明了Stowaway ——第一款可折叠的全 键盘。使用时，键盘与PDA直接连接，让用户体验 到打字的便利和快感；不用的时候，键盘可折叠成 手掌大小，携带方便。
（5）虚拟键盘先驱概念：Virtual Keyboard
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。
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。
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wk.baidu.com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
2002年，硅谷一家公司Canesta为了让键盘的轻便性上升到新高度，发明了红外 键盘。利用红外线构造出虚拟的键盘界面，通过豌豆大小的传感器来追踪记录使 用者的手指运动。之后Canesta将红外键盘技术授权给韩国的Celluon公司，技术 应用到许多出色的产品中，包括evoMouse（能够同时取代鼠标和键盘功能红外 感应）、Prodigy（自带红外线键盘的iPhone电池保护套）。在2010年，Canesta 公司被微软收购。
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。
• 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
Thank you
End
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。