人机工程学课程设计说明书

人机工程学课程设计题目键盘的人机工程学分析与设计学生姓名郑平平学号1115074008所在学院机械工程学院专业班级工业设计2011级1101班指导教师王小军完成地点陕西理工学院北区2013年12月28日人机工程课程设计说明书课程设计任务书院(系)机械工程学院专业班级工业设计11学生姓名李洋一、课程设计题目键盘的人机工程学分析与改进设计二、课程设计工作自__2013_年_12月_16日起至2014_年1月08日止。三、课程设计进行地点:校内四、课程设计的内容要求：设计内容1、对所研究的产品进行人机工程学分析，包括该产品与人体尺寸的匹配，操纵或显示装置的感知、认知分析，操纵机构的宜人性分析，用户视觉感受与使用心理的分析；2、在分析的基础上，总结现有该产品存在的问题或不足；3、针对所存在的问题，提出解决方案；（或进行创新设计）4、经过分析论证，进行方案的比较、筛选，优化设计方案，并最终确定设计方案；5、建立三维模型，制作效果图六视图；6、绘制标准CAD六视图工程图；7、制作展板，进行效果展示。设计要求：1、设计说明书A4幅面，统一采用计算机打印；2、设计说明书撰写规范参考《陕西理工学院毕业设计（论文）》格式及计要求；3、所有图纸打印幅面A4（工程图、设计草图、效果图6视图、展板），单独装订成册；4、设计说明书、图册、所有源文件的刻录光盘一并装入资料带，并填写清单；5、课程设计题目参见选题表及题目清单，每位同学可从中自行选择其中之一，或自拟题目，但必须经过指导教师同意，方可进行；6、每位同学独立设计，完成所有设计任务。指导教师王小军系(教研室)工业设计教研室系(教研室)主任签名批准日期人机工程课程设计说明书接受设计任务开始执行日期2013年12月15日学生签名郑平平人机工程课程设计说明书键盘的人机工程学分析及改进设计作者：郑平平（陕理工机械工程学院工业设计11级01班，陕西汉中723003）指导老师：王小军摘要：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。文中从键盘的平面布局、主键盘区、编辑定位键盘区和数字辅助键盘区的按键布置以及整体设计等角度出发,在分析传统键盘的基础上,提出了键盘的改进设计。关键词：人机工程学计算机键盘效率改进设计人机工程课程设计说明书目录设计任务书摘要1、键盘的调研和市场分析..................................11.1用户对产品的外观要求...............................11.2用户对产品性能的要求...............................11.3键盘的设计历史和演变............................31.4问卷调查........................................51.5调查结果分析及发现问题..........................62、键盘人机分析......................................103、产品定位和市场定位...................................104、设计方案及方案确定...................................125、设计图纸.............................................135.1初步的设计图纸...................................155.2手绘精细尺寸划分.................................175.3电脑尺寸绘制.....................................185.4产品效果图.......................................196、设计分析.............................................205.1功能分析.........................................215.2人机分析.........................................215.3造型分析.........................................237、设计总结.............................................25人机工程课程设计说明书参考文献..................................................26人机工程课程设计说明书第1页共32页1.键盘的调研和市场分析1.1用户对产品的外观要求随着互联网的发展和高端技术的进步，现代人的生活与电脑越来越密切了，无论是工作.学习还是娱乐，电脑成了人们生活中必不可少的一部分。电脑周边产品的个性化设计，现代化功能和创新风格如同一泓清澈的小溪悄悄的流入了人们的学习和生活之中，在个性化的设计逐渐普及时，各种新型材料的出现把产品的设计向前推向了一个新的高度。人们在追求简约，个性化的同时更加重视低碳环保。键盘作为日常接触最多的输入设备，究其外观构造来说，目前市场上台式PC电脑的键盘主要采用活动式键盘，键盘作为一个独立的输入部件，整体呈长方形，有各自的功能区，具有自己的外壳。经过几个阶段的发展，加之人们的不断研究改造，使得键盘在外形构造方面不断地趋于符合人体工程学原理，在一定程度上减轻了使用者腕部的疲劳。1.2用户对产品性能的要求介于电脑的普及人们对电脑的舒适度要求越来越高。随着笔记本电脑的兴起，人们对便携性要求越来越高，一种便携型新原理键盘诞生。人体工程学键盘是在标准键盘上将指法规定的左手键区和右手键区这两大板块左右分开，并形成一定角度，使操作者不必有微软公司命名为自然键盘（NaturalKeyboard），对于习惯盲打的用户可以有效的减少左右手键区的误击率，如字母“G”和“H”。有人机工程课程设计说明书第2页共32页的人体工程学键盘还有意加大常用键如空格键和回车键的面积，在键盘的下部增加护手托板，给以前悬空手腕以支持点，减少由于手腕长期悬空导致的疲劳。现在键盘市场发展的趋势越来越向专业化看齐，并且根据从事的不同用途，键盘的性能也不一样。比如说游戏玩家基本就是带显示屏幕的，或是很多快捷键的;而要经常使用的用户，就要配备易水洗的键盘;还有能发光的键盘，分离式键盘等等。随着经济的发展，消费者对键盘鼠标产品的需求也将产生进一步的变化：对产品的外形设计、使用舒适性、便捷性等方面更加看重;无线键盘鼠标产品以其时尚、舒适、便捷的特点得到越来越多的消费者的青睐，市场份额将急剧攀升;一些特定领域的键盘鼠标产品如笔记本专用键盘鼠标、专为游戏玩家设计的键盘鼠标等将保持较好的增长。1.3键盘的设计历史和演变键盘非常悠久，早在1714年，就开始相继有英、美、法、意、瑞士等国家的人发明了各种形式的打字机，最早的键盘就是那个时候用在那些技术还不成熟的打字机上的。直到1868年，“打字机之父”——美国人克里斯托夫·拉森·肖尔斯（ChristopherLathamsholes）获打字机模型专利并取得经营权经营，又于几年后设计出现代打字机的实用形式和首次规范了键盘，即现在的“QWERTY”键盘。由于盲打技术的出现，使得击键速度足以满足日常工作的需要，然而在60年后（1934年），华盛顿一个叫德沃拉克（Dvorak）的人为使左右手能交替击打更多的单词又发明了一种新的排列方法，这个键盘可缩短训练周人机工程课程设计说明书第3页共32页期1/2时间，平均速度提高35%。DVORAK键盘布局原则是：1、尽量左右手交替击打，避免单手连击；2、越排击键平均移动距离最小；3、排在导键位置应是最常用的字母。比DVORAK键盘更加合理、高效的是理连·莫尔特(LillianMalt)发明的MALT键盘。它改变了原本交错的字键行列，并使拇指得到更多使用、使“后退键”（Backspace）及其他原本远离键盘中心的键更容易触到。但MALT键盘需要特别的硬件才能安装到电脑上，所以也没有得到广泛应用。到了20世纪中期，键盘又多了一个用武之地——作为电脑的基本输入设备。另一方面，至今，“QWERTY”键盘仍然是使用的最多的键盘布局方式，这是一个非常典型的“劣势产品战胜优势产品”的例子。从目前的进展来看，出现了声控输入，手写输入和触摸或点击输入等几种非键盘输入方式，国外正在研发更先进的脑电波识别与输入技术。因此，给人一种符合发展规律的思维判断，即将来某一天，键盘这种输入设备会被更先进的输入设备淘汰，其实这种前景是值得商榷的。一款键盘的键位设计包含了两个概念，一是主体的英文和数字键位设计，二是各种附属键位设计。最通常的英文与数字键位设计方案就是俗称的“QWERTY”柯蒂键盘。这是Christ0pherLathamsnoles于1868年发明的键位方案。实际上这样设计的根本原因在于机械式打字机的结构，其铅字杠杆的结构决定了当两个位置接近的铅字同时按下的时候就会卡死，但相对的两个相距较远的铅字就不会发生同样的问题，相信有过英文打字机使用经验的人应该都会有所体会。人机工程课程设计说明书第4页共32页介于电脑的普及人们对电脑的舒适度要求越来越高。随着笔记本电脑的兴起，人们对便携性要求越来越高，一种便携型新原理键盘诞生。人体工程学键盘是在标准键盘上将指法规定的左手键区和右手键区这两大板块左右分开，并形成一定角度，使操作者不必有微软公司命名为自然键盘（NaturalKeyboard），对于习惯盲打的用户可以有效的减少左右手键区的误击率，如字母“G”和“H”。有的人体工程学键盘还有意加大常用键如空格键和回车键的面积，在键盘的下部增加护手托板，给以前悬空手腕以支持点，减少由于手腕长期悬空导致的疲劳。1.4问卷调研调研方法以问卷和网络收集资料为主，问卷方式：1.网络问卷；2、当面问卷；3.电话问卷；4、发放问卷。问卷调查时间：2013年12月15日和16日调查地点：某科技市场对象：学生工作者问卷调查表1.你平时玩电脑游戏吗？A玩B不玩2.玩游戏的过程中你对你的键盘使用满意吗？A满意B不满意人机工程课程设计说明书第5页共32页3.你对你现有的键盘有哪方面的改进要求？A价格B外观C手腕舒适度D便捷可移动性E其它-------4.你平时玩游戏时是否使用键盘?A使用B不使用C不玩游戏5.你感觉你的键盘大小怎么样？A太大了B太小了C正合适6.对于你现在正在使用的键盘最让你满意的是哪方面？A品牌B价格C质量D外观E方便7.请问您喜欢超薄型键盘设计吗？A喜欢B不喜欢8.如果有机会你是否想拥有一款属于自己的独特键盘？A想B不在乎9.请问什么样价位的键盘您比较容易接受？A30-60元B60-100元C100-200D200以上10.请问您是什么职业？A学生B教师C工程工作DIT人士E其