人体工程学结课论文

人

体

工

程

学

姓名：xx

班级：工业设计103 建筑产品

学号：***********

执导老师：

2011年12月

键盘的人机分析

姓名：xxx

（xxxxxxxx学院、xxxxx班、邮编：xxxxxx）

摘要：键盘是大学生经常使用的电脑输入设备之一，本文中我利用课堂所学到的知识和调研的资料对键盘的形状，平面布局，颜色，风格等内容进行了一次人机工程学研究，并搜集了一些新型的键盘以拓宽视野。

关键词：键盘；人机工程学；人机交互；键盘设计

引言：电脑已经成为人类不可或缺的工具,它带来了快速的运算、精确的计算以及方便的管理模式。伴随着IT技术的飞速发展,电脑的更新换代速度非常之快,键盘作为人机交互的输入设备也在不断地推陈出新。然而目前市面上多数台式电脑键盘却未能满足良好的宜人性。在人类越来越依赖于电脑的今天,许多电脑症候群也随之而来。长时间地使用键盘容易造成双手肌肉的紧张,严重的甚至造成使用者肌体上的劳累损伤,其症状包含因使用键盘造成的手腕神经压迫、坐姿不良引起的脊椎神经伤害以及颈部和腰部、累积性骨骼肌肉损伤，重复某一动作而形成强迫性体位,以致身体相应部位处于持续的紧张状态而导致的局部神经。这与当今的人性化设计主流是格格不入的。

在键盘的设计中运用人机学原理,结合手的解剖学特点、坐姿生理学等学科知

识以及视觉显示终端作业岗位的人机界面设计原则,使人机环境系统相协调,为

使用者创造安全、舒适、健康、高效的工作条件。“人的因素”在设计中是不能忽视的一个重要条件。设计以心理为圆心、生理为半径,用以建立人与物(产品)以及环境之间和谐关系的方式,最大限度地挖掘人的潜能,综合平衡地使用人的

肌能,保护人体健康,不断地引领人类趋于完善。

正文：

一、键盘现实状况及隐含的问题：

1.键盘的平面布局

现状：现在普遍使用的台式计算机键盘为1997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。图1所示为普通QWERTY键盘的主键盘区、编辑与定位键盘区和数字辅助键盘区的布局。

缺点：许多键盘加大回车键的尺寸来方便敲击,却忽略了Back、Space键,将其放置在键盘主键区最右上角,该键键帽大小也只有12mm ×14mm。由于Back Space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。而在实际的作业过程中,Back Space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。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2 /3。

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“ + ”、“ - ”、“3 ”、“/”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。

（图1：qwerty键盘）

2.键盘的形状

用户在进行键盘作业时,双手放置在基准键位上用以定位。按照人的坐姿生理学特征,这种姿势下两食指间距约57mm。而且人手的小指较短使得操作者为了保持“正确操作姿势”而将肘关节外展,前臂内旋,掌部内转。而键盘的键面处于同一平面上,即使底部的支撑脚展开给予角度补偿,使用者在较短时间内也感觉到肩颈酸痛、手腕疲劳。

另外,键盘在形状、大小、色彩及其布置方面也没有达到“物”与“人”的各种功能的最优化,需要改进以创造出与人的生理、心理机能更谐调的键盘。

3.键盘的颜色

目前键盘的颜色大多数是以黑色为底，白色为字。但是每个键的颜色都相同，区分度不大，我认为可以把相同功能，或者常用的几个键设计成同种颜色以使认

识更加直观。

4.个性化的键盘

为了适应和满足不同人群的需要，许多厂家还设计了富有个性的键盘，这次我将例举一些突出的作品并加以分析。

二、分析和解决问题：

1.键盘的平面布局

对于键盘的平面布局，人们做出了两方面的改进，一方面是改变大体上的形状和位置；另一方面是通过改变键位实现提速，在这里推荐一个比较有效的改进方法：

主要是在键盘的平面布局设计中运用人机工程学的知识,改进和完善键盘的宜人性和舒适性。

操作动作的合理性直接影响操作者的舒适性和工作效率。根据最节约操作动作原则,提出以下几点改进设计。

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,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 (见图2) 。

（图2 主键盘区整体布局图3 主键盘区的部分按键布局图）

左右两片对称中心线倾斜15° ,且中部稍高,向外部顺势成一定倾角倾斜,可以有效避免肘关节外展、手掌内旋、手指桡偏等引起的肌肉紧张与疲劳。同时这也可以提高点击正确率,初级用户可以有效避免中心线上临界键(如5与6, T与Y,G与H等)的误操作。

Back Space键和Insert键

原空格键按主键盘左右分区分开后,左空格键功能不变,将右空格键(即右手大拇指控制键)设计成Back Space键,见图3。运用重复功能有效分割原理,既基本保持了传统键盘的设计风格,满足用户作业心理习惯;又极大提高了Back Space这个重要键的操作有效性。改进后的敲击动作右手无须移动,而且敲击速度和准确率能够大大提高。用户在半天内能基本熟练盲打这个键。综合考虑整个键盘布局,“ Insert”键的使用率较低,改放在原“Back Space”键的位置。

编辑定位键区和数字辅助键区