《人机工程学》课程设计---鼠标的人机学评析与改进设计

《人机工程学》课程设计——鼠标的人机学评析与改进设计•摘要：•随着信息时代的到来，人们接触计算机的机会大大增加，这就必然少不了与小小的鼠标打交道，鼠标虽小，但其中却包含了太多的人机学原理，一个鼠标的设计符合人机学原理与否关系着使用者的心情甚至工作效率。通过对鼠标工作原理的了解，以及结合人机学知识分析，能够让我们设计出更人性化的鼠标•关键字：人机工程学、鼠标、人性化12345•(1)设计机器设备及工艺流程、工具以及信息传递装置与信息控制设备时考虑人的各种因素生理的和心理的及人体测量参数、生物力学的需要与可能•(2)要使人操作简便、省力、快速而准确•(3)要使人的工作条件和工作环境安全卫生和舒适•(4)最终目的是为了使人机系统协调，保障安全健康和提高工作效率人机工程学的研究目的鼠标的市场分析及工作原理•鼠标的市场分析及发展前景•鼠标是我们最频繁操作的设备之一，应用的进步让人们对鼠标开始提出更多的要求，包括舒适的操作手感、灵活的移动和准确定位、可靠性高、不需经常清洁，鼠标的美学设计和制作工艺也逐渐为人所重视•未来的鼠标将朝着更为人性化的方向发展。更为先进的光学传感器以及更为舒适的手感以及无线技术的应用将是鼠标未来的主要发展方向。鼠标将达到更高解析率以及扫描次数，使它在高节奏的游戏中移动更为平滑。手感也将更为舒适，符合人体工学。无线技术更将在未来的鼠标全面普及鼠标的市场分析及工作原理•鼠标的工作原理•鼠标是一种很常用的电脑输入设备，它可以对当前屏幕上的游标进行定位，并通过按键和滚轮装置对游标所经过位置的屏幕元素进行操作•鼠标的鼻祖于1968年出现，美国科学家道格拉斯·恩格尔巴特（DouglasEnglebart）在加利福尼亚制作了第一只鼠标世界上第一款鼠标鼠标的市场分析及工作原理•滚球鼠标：橡胶球传动之光栅轮带发光二极管及光敏三极管之晶元脉冲信号传感器鼠标的市场分析及工作原理•光电鼠标：红外线散射的光斑照射粒子带发光半导体及光电感应器的光源脉冲信号传感器鼠标的市场分析及工作原理•无线鼠标：利用DRF技术把鼠标在X或Y轴上的移动、按键按下或抬起的信息转换成无线信号并发送给主机鼠标的市场分析及工作原理•鼠标按其工作原理的不同分为机械鼠标和光电鼠标，机械鼠标主要由滚球、辊柱和光栅信号传感器组成。当你拖动鼠标时，带动滚球转动，滚球又带动辊柱转动，装在辊柱端部的光栅信号传感器采集光栅信号•传感器产生的光电脉冲信号反映出鼠标器在垂直和水平方向的位移变化，再通过电脑程序的处理和转换来控制屏幕上光标箭头的移动市场上普通鼠标的人机设计缺陷及潜在隐患分析•现在市场上用的鼠标大部分都是单个的，并且有线的鼠标居多。这些鼠标存在如下问题：•1、单手操作一个鼠标，使一只手长期性的处于紧张的工作状态，人体的正中神经、以及进入手部的血管，在腕管处受到压迫所产生的症状，而导致食指和中指僵硬疼痛、麻木与拇指肌肉无力感。此外，由于臂部夹角长时间处于小于90度的状态，也会引起“鼠标臂”的发生市场上普通鼠标的人机设计缺陷及潜在隐患分析•2、“鼠标手”通俗而狭义的讲就是“腕管综合症”，是指人体的正中神经、以及进入手部的血管，在腕管处受到压迫所产生的症状，主要会导致示指和中指僵硬疼痛、麻木与拇指肌肉无力感市场上普通鼠标的人机设计缺陷及潜在隐患分析•3、长时间一种姿势握持鼠标手臂肌肉承受静负荷，导致疲劳；同时，手腕长时间处于掌屈、尺偏等别扭状态，就会影响手掌及腕的生理发育。对于发育中的青少年，严重时会导致手掌畸形发育市场上普通鼠标的人机设计缺陷及潜在隐患分析•4、现用鼠标都只有左右两键和一滚轮，从功能上来说比较单一，对于一些常用一些按键的工作人员来说不是很方便对普通鼠标的分析与改进•鼠标的一般改进原则：•1、必须有效地实现预定的功能•2、必须与操作者身体成适当比例，使操作者发挥最大效率•3、必须按照使用者的操作习惯及人体解剖学进行设计，并适当地考虑性别、年龄等差异•4、舒适-在鼠标设计中考虑人体处于自然的状态，操作或使用的姿势能够在人们自然、正常的肢体活动范围之内，从而使人不致过早地产生疲劳。心理上的舒适感受也是人机关系应当考虑的目标•5、安全---在鼠标设计中考虑人在操作和使用过程中，鼠标对人的身体不构成生理上伤害对普通鼠标的分析与改进•鼠标的尺寸分析与改进：•1、为了减少长时间的握持鼠标引起的手部腕疲劳及指端疲劳，鼠标适宜宽度：30~40mm•2、鼠标宽度取决于手掌宽度。掌宽一般在71~97mm之间（5%女性至95%男性数据），因此适合鼠标长度为100~125mm对普通鼠标的分析与改进•鼠标的造型分析与改进：•将鼠标周身曲线该制成“s”型（形成10~30度的弯角），适合正常手掌握持曲线，降低因长时间握持形成“畸形掌”的发生率对普通鼠标的分析与改进•鼠标的色彩选择分析与改进：•色彩对人的心理有着直接影响，单调的颜色会很容易让人产生视觉疲劳，而过大的色彩反差也同样会令人视觉难受。长时间对着同一种颜色会产生视觉疲劳，所以鼠标的颜色要与使用者的喜好、习惯相搭配。正确选择颜色，有益于视觉、生理、心理、功效、安全对普通鼠标的分析与改进•以下是颜色表示的抽象意义•红:革命、热烈、牺牲、豪迈、危险、激动•绿:和蔼、悠闲、和平、娴雅、安静、健康、冷感•蓝:沉静、深远、冷淡、和平、善良•白:洁白、纯净、清洁、轻松、真挚•黑:恐怖、绝望、寂静、沉重、悲哀、神秘•黄:温暖、高贵、显赫、豪华、希望、光明、向上•赤黄:快乐、光明•紫:优雅、温厚对普通鼠标的分析与改进•使用鼠标时的辅助分析与改进：•（一）、增大手掌与鼠标表面的接触面积，减少鼠标对手掌表面的压应力，并添加托腕的棉垫，避免“鼠标手”的形成对普通鼠标的分析与改进•（二）、必要时使用辅助托肘装置，降低手臂长时间弯曲、悬空，而引起的疲劳，减少“鼠标臂”的发生理想中的鼠标•理想中的鼠标是智能化的接触表面，能够根据不同使用者的手掌形状、用力习惯，自动改变鼠标表面形状以适应使用者；同时，还能通过检测使用者手掌温度来适时调节鼠标自身温度及颜色，来降低手掌与鼠标的接触温度，避免使用者长时间握持鼠标导致手心出汗等现象的发生；另外，鼠标可以计算使用者手掌静持的时间，通过自我的小范围移动或提醒的方式，来增加使用者手臂活动的次数，较少疲劳的产生，使鼠标更人性化•参考文献：•Ⅰ、丁玉兰，《人机工程学》（第三版），北京理工大学出版社，2005年1月第三版•Ⅱ、阮宝湘，《人机工程学课程设计\课程论文选编》，机械工业出版社，【2005】•图片来源：文中所有图片均来自互联网