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1、人因工程学 笔记本键盘的人机学分析和改进设计 院（系）： 专业： 班级： 学号： 姓名： 笔记本电脑的键盘布局的分析与改进摘要：运用人因工程学原理展开对笔记本电脑键盘的深入分析，从键盘的各种角度,对键盘进行了改进和完善，进一步体现了键盘的人性化设计，大大提高了操作键盘的效率。关键词：人因工程 笔记本 键盘 人性化引言：随着信息时代的发展，电脑已成为人们不可或缺的物品。键盘产品是电脑上的输入工具，作为人机交互的设备，也需要不断的更新换代。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、
2、累积性骨骼肌肉损伤 1 。这不符合舒适性的设计理念。正文：就目前市面上笔记本电脑的键盘来分析，绝大部分都是qwerty键盘，虽然存在着很多的不合理性，但人们已经习惯于使用这种键盘，因此对键位的改动有点难以实施。除了键位，键盘另外的布局也蕴含着复杂的人因工程学，仍然需要分析并加以改进，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。1.存在的问题1.1 对手和手臂的影响当双手放在标准键（即F键和J键）上时，双手之间的距离为40mm。因为键盘是长方形的，键位都是直线排列的，在标准打字时，手腕向下弯曲并内旋，小臂会潜意识的夹紧，双手向内相向交叉角度小于50，肩膀内缩，小臂与大臂之
3、间的角度大于90，双肘距离为380mm，大臂肌肉紧张，所以短时间内会导致肩颈部酸痛，手臂疲劳，从而影响整个输入过程的进行。1.2 键盘与屏幕太近笔记本电脑不同于台式电脑,它的键盘是内嵌的，这是一个重要因数，会导致键盘离屏幕的距离固定不变。目前, 市场上出现的大部分笔记本电脑的键盘到屏幕的距离大都为50mm。符合人因工程的使用笔记本电脑的最佳视距为550mm-650mm。可是为了更好的打字，笔记本电脑的放置位子往往会离身体很近，从而会使屏幕与眼睛的距离过近。人的两眼看近物时, 为看清近距离的事物, 常需要频繁调节睫状肌收缩, 晶状体变凸以使事物能在视网膜上清晰呈像,长时间近距离的看屏幕, 易导致
4、眼睛疲劳, 且使用者的手臂和脊椎会长时间保持一个姿势, 感觉不适。当人看近处物体太久之后，变小的曲率半径很难再还原，这就会产生近视眼。1.3 Fn键的位子很多笔记本电脑的Fn键都是放在整个键盘的左下角的，而Fn的功能键都是在F1 F2 F12键上的，位于整个键盘的最上方一排，这使得操作时不得不双手同时进行，降低了效率。并且Fn键的这个位置正是标准键盘上的ctrl键，很多人早已习惯ctrl键在左下角。玩游戏或者是使用快捷键时，都会用到ctrl键，它也是常用键之一。当ctrl键的位置变成了Fn键，经常使用的快捷键ctrl + c，可能会按成Fn + c的概率会很大。2.解决方案2.1改变键盘的形状
5、键盘的设计应尽量使之适应手指动作的要求,减少手腕动作, 避免手臂或更高级次的动作。最自然的姿势为上臂从肩关节自然下垂,与小臂之间夹角70- 90,以保证操作时是肘关节受力而不是上臂肌肉受力，还应保持手和小臂呈一直线,腕部向上不得超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,同手掌一起构成半圆形,呈空握球状，两手掌间距约100mm - 280mm 2 。为提高效率, 降低能量消耗,可以将键盘设计成朝操作者方向扩散的，中心线在H、G中间的弧形，而不是传统的长方形。这样，在标准操作姿势下，能增大双手向内相向交叉的角度和双肘之间的距离，减小小臂与大臂之间的角度，从而避免手臂肌
6、肉的紧张，使工作不易疲劳。2.2调整键盘位置眼睛和屏幕的距离, 首先要求满足人的视觉特点, 即从人体轴线至屏幕的阅读距离为600mm, 以保护人眼不会因为视距近而导致疲劳，造成近视的伤害。通过键盘的下移, 增大笔记本电脑键盘到屏幕的距离, 来实现符合人因工程学的适宜距离。并且可以把键盘适当的左移，使双手标准放置时的中心线与屏幕中心线对齐。这样设计即可以增大人眼与屏幕之间的距离，来缓解视觉疲劳,同时可以保证在使用笔记本电脑时，让使用者的头部保持竖直的状态, 减少了对背部与颈部的压力。2.3调整Fn键的键位可以将Fn键的键位设置在Esc键和F1键之间，这样在使用Fn功能键的时候，可以单手操作，方便
7、而简单。并且使ctrl键可以回到左下角人们所习惯的位置，大大减少在使用ctrl + c，ctrl + a等快捷键时发生的错误。2.4键盘的平面布局键盘的平面布局。对于键盘的平面布局。人们做了两方面的改进，一方面是改变答题上的形状和位置，另一方面是通过改变键位实现提速。介绍第一个改进方法：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。主键盘区 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7090，以保证作业时肘关节受力而不是上臂肌肉受力，还保持手和前臂呈
8、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6070，手自然弯曲，同手掌一起构成一个半圆形，呈空握球状，两手掌间距100280mm设计主键盘区沿中心线各自左右分开，两基准定位键之间局距离为80100mm.2.5键盘的形状我们在进行键盘作业时、双手放置在基准键位上用以定位，按照人的坐姿生理特征，这种姿势下两食指间距约57MM，而且人手小指较短使得键盘处于同一平面上，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颈部和肩部，手腕疲劳。腰部酸痛。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，需要改进以创造出人的生理，心里机能
9、更协调的键盘。2.6键盘的颜色目前键盘大多数以黑色为底，白色为字。打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。不同颜色会给人群带来不同的视觉感觉，或者是说享受。也可以键盘底色改为淡绿，字为黑色，既能够看的清晰，绿色也能使人的眼睛等到一定的放松，缓解眼部疲劳，也可以缓解心情。是个很生态环保的颜色。2.7个性化的键盘为了适应和满足不同人群的需要，许多厂家设计富有个性的键盘。我想出可以专门针对儿童，青年，中年或者老人而设计个性化的键盘。针对儿童，根据天真烂漫，可爱，顽皮，对新事物充满好奇的特点，可以将键盘形状设计成各种玩具形状。按键不需要方
10、方正正的，可以改变它的形状，青年，充满朝气与活力的人群，是各种潮流的领军的人物，所以，根据这个特点，可以将键盘设计的稍简单点，不要花哨。可以试图将其中几个常用的按钮改变它的形状，或者颜色。中老年人，就是黑色为底，白色为字。普通电，简单大方点就好，符合中老年人的气质状态。根据不同人群个性种类设计不同的键盘样式，极大的满足人群需求。 结束语：本文从笔记本电脑的键盘特点入手, 分析和改进目前笔记本电脑的键盘所存在的问题, 进而提出改进方案，使得产品更好的符合人因工程，从而获得更好的舒适感。参考文献： 1 宿芳,张智君 键盘操作的工效学研究回顾-应用心理学2003,09 2 丁玉兰 人机工程学修订版 北京理工大学出版社2002
