人機(jī)工程學(xué)論文

人機(jī)工程學(xué)論文第1頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月1、鼠標(biāo)設(shè)計現(xiàn)狀分析

如圖一，人手的結(jié)構(gòu)中，與鼠標(biāo)相關(guān)的部分向上包括前臂，而向下則有手腕、手掌、手指等結(jié)構(gòu)。前臂內(nèi)部包括尺骨、橈骨等主要的骨骼人就是依靠這兩根骨頭的交錯來完成手腕的旋轉(zhuǎn)的。而手腕結(jié)構(gòu)中主要是一快腕骨，它的轉(zhuǎn)動使得人的手腕可以仰俯。而人的手掌則主要由兩組肌肉組成，一個是拇指屈肌和外展肌組成的肌群，一個是小指屈肌及展肌組成的肌群，在兩個肌群指間有一條溝壑。對于不同的人，這條溝的深度和寬度是不同的。而這條溝內(nèi)部，則是人手主要神經(jīng)和血管所走的地方。手指的結(jié)構(gòu)則相對比較簡單，每個手指包括三個指節(jié)，并在一定范圍內(nèi)可以作橫向的展開。

第2頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月對于手腕結(jié)構(gòu)來說，多次的試驗證明，當(dāng)人的手腕呈“仰起”狀態(tài)時，則“仰起”的夾角在15度－30度之間的時候，是最舒適的狀態(tài)，超出這個范圍，會導(dǎo)致前臂肌肉處于拉伸狀態(tài)，而且也會導(dǎo)致血流的不暢。對于手掌來說，其最自然的形態(tài)就是半握拳狀態(tài)。而鼠標(biāo)的造型設(shè)計，實(shí)際上就是要盡量貼合這個形態(tài)。對鼠標(biāo)的設(shè)計原則，可以歸結(jié)為以下三點(diǎn)：

1、要使鼠標(biāo)外殼緊密貼緊人手掌的兩個主要肌群——拇指肌群和小指肌群。使它們能夠貼緊而又不受壓迫。受壓迫會導(dǎo)致手掌處于疲勞狀態(tài)，而貼不緊又有握不住的感覺。

2、要使鼠標(biāo)外殼緊貼掌弓而又不壓迫它。也就是鼠標(biāo)外殼要貼緊手掌中間的那條“溝”。如果它不能貼緊，那么手心就會有“懸空”的感覺，而如果壓迫了它，因為下面是手主要動脈和神經(jīng)的必經(jīng)之地，時間長了以后會導(dǎo)致手缺氧。

3、鼠標(biāo)的最高點(diǎn)應(yīng)該位于手心而不是后部的掌淺動脈弓，否則會造成手掌產(chǎn)生壓迫感。對于手指，手指的自然形態(tài)應(yīng)該是五個手指都不懸空，而且處于呈150度左右的自然伸展?fàn)顟B(tài)。而對于鼠標(biāo)設(shè)計來說，手指部分的一個特別要求，就是當(dāng)手指自然伸展時，第三指節(jié)的指肚應(yīng)該正好處于鼠標(biāo)按鍵的微動開關(guān)上，這樣才能獲得最佳的按鍵手感。第3頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2、鼠標(biāo)的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計

本人認(rèn)為符合人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計并不是適合每個人，這一點(diǎn)上在鼠標(biāo)的設(shè)計中尤為明顯。有很多號稱符合人機(jī)工程學(xué)的鼠標(biāo)用起來并不是很舒服，主要原因在于這些鼠標(biāo)設(shè)計的時候是以歐美人士作為基準(zhǔn)的，而這個基準(zhǔn)對于亞洲人來說顯得過大了。歐美人士的手掌心平均要比亞洲的手掌心深1-2CM，而且手要長3-4CM。如圖二，就是一張標(biāo)準(zhǔn)體型的亞洲人（174CM）和低于標(biāo)準(zhǔn)體型的歐美人（178CM）士的手掌。圖二：左邊為亞洲人手掌，右邊為歐美人手掌第4頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月可以從圖上看出很明顯的差別：首先，亞洲人的手掌偏窄，其次手的長度也偏小，再者手掌中央的“溝”也偏淺。如圖三，亞洲人手握歐美國家的品牌鼠標(biāo)，非常明顯的可以看出，兩者之間不相適應(yīng)。另外，由于亞洲人的手普遍要比歐美人士短幾個公分，所以在亞洲人握歐美人士的大鼠時，其鼠標(biāo)的最弓背處剛好處于手掌心的靠后部分，并且手部的受力圖三：175CM亞洲人手握歐美國家的品牌鼠標(biāo)第5頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月集中于手掌心稍后側(cè)的掌淺動脈弓（如圖四）。如果動脈受壓過久，時間長了會產(chǎn)生麻木酸痛的感覺，并使手指缺氧產(chǎn)生疲勞感。另外，如果手處于強(qiáng)迫狀態(tài)，其手指的靈活度也將受到很大的影響，這在玩游戲時體會更明顯。由上面的分析可以看出，主要針對歐美標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計的鼠標(biāo)具有個頭特別大，后背非常弓的特點(diǎn)，而這兩點(diǎn)對亞洲人來說是一個極為不合理的設(shè)計。圖四：175CM亞洲人手握歐美國家的品牌鼠標(biāo)第6頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月一些著名的鼠標(biāo)品牌主要是以歐美人士作為基準(zhǔn)，設(shè)計出來的鼠標(biāo)個頭都特別大，并且后背都非常弓，因為如果鼠標(biāo)后背太平，歐美人士的人握上去之后，手掌心就會有懸空的感覺。由于鼠標(biāo)較大的原因，手腕的腕關(guān)節(jié)被迫抬高，使手背與桌面的夾角大于了30度，腕關(guān)節(jié)部位及手的前臂部位的伸肌群都處于強(qiáng)直的受力狀態(tài)，受前臂肌群力的影響，上臂的肱三頭肌及肱三角肌也都會同時受到力牽拉的作用，這樣一來，人的肩關(guān)節(jié)也會一直處于強(qiáng)直狀態(tài)。在這種狀況下用鼠標(biāo)，時間長了很容易出現(xiàn)腕關(guān)節(jié)及肩部酸脹的癥狀，從而極易產(chǎn)生疲勞感。第7頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月專門為亞洲人設(shè)計的鼠標(biāo)（如圖五）外形設(shè)計方面較之歐美的鼠標(biāo)稍微要小一點(diǎn)，并且流線造型的弧度也要平緩一些，針對于亞洲人手的特點(diǎn)，這款鼠的后背夾角設(shè)計成為150度左右，這種設(shè)計使亞洲人的手握在鼠標(biāo)上后使手背同桌面呈現(xiàn)15-30度夾角，而使腕關(guān)節(jié)及肩關(guān)節(jié)的都呈自然放松狀，同時手握鼠標(biāo)的受力點(diǎn)恰好位于手心稍靠掌指關(guān)節(jié)處，從而避開了位于掌心靠后側(cè)的掌淺動脈弓。這樣，不僅手指在點(diǎn)擊按鍵時會非常靈活自如，并且長時間的使用也不會輕易疲勞。人們在使用鼠標(biāo)時，總是頻繁地使用食指，手腕支撐面積較小，肌肉處于緊張狀態(tài)，受力較大且手指受力不均勻，這種單調(diào)而輕微的動作，易于使經(jīng)常使用鼠標(biāo)的人感到疲勞。鼠標(biāo)的重量影響使用者的舒適程度，一般80-110克之間為宜。太重的話，手腕負(fù)載的壓力過大；太輕的話，筋肉的緊張程度偏大，光標(biāo)定位的精確度難以掌握，兩者均不適宜人員的長期使用。圖五：專門為亞洲人設(shè)計的鼠標(biāo)第8頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月

這幾款鼠標(biāo)后背蓋的設(shè)計為圓鈍狀，如圖六，人的手握上去之后，手正好呈半握拳的自然放松狀，這種姿勢剛好使鼠標(biāo)的后背與手的掌心完全貼合，既不出現(xiàn)空隙，也不使手掌肌群受壓，這樣不僅腕關(guān)節(jié)得到放松，并且掌指關(guān)節(jié)及指間關(guān)節(jié)的韌帶也會處于放松狀，食指和中指能夠輕松自如的點(diǎn)擊按鍵，而小指自然放置在鼠標(biāo)右側(cè)。

除此之外鼠標(biāo)應(yīng)該放在一個稍低位置，這個位置相當(dāng)于坐姿情況下，上臂與地面垂直時肘部的高度。鼠標(biāo)和身體之間的距離也有一定的要求。手握住鼠標(biāo)的時候，上臂和前身夾角保持45度以下的時候，身體和鼠標(biāo)的距離比較合適。如太遠(yuǎn)了，前臂將帶著上臂和肩一同前傾，會造成關(guān)節(jié)、肌肉的持續(xù)緊張。太近了，會造成上臂的持續(xù)收縮。圖六：握持時的狀態(tài)第9頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3、市場現(xiàn)有產(chǎn)品的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計分析如圖七，微軟——Microsoft舒適光學(xué)鯊3000——ComfortOpticalMouse3000舒適光學(xué)鯊3000（以下簡稱COM3K）是微軟05年9月份才發(fā)布的最新一系列產(chǎn)品中的一員，應(yīng)該屬于接替紅光鯊和寶藍(lán)鯊位置來面向普通游戲用戶及辦公用戶的替代產(chǎn)品。COM3K不僅延續(xù)了微軟之前在光學(xué)銀光鯊4.0（IE4.0）上應(yīng)用的“縱橫滾輪”技術(shù)，而且還在保持6000FPS掃描頻率的前提下將dpi提高到了1000，是它在激烈的游戲環(huán)境下游刃有余。作為一款左右手通吃的鼠標(biāo)，注定了COM3K的人體工學(xué)設(shè)計相對于其他單手人體工學(xué)鼠標(biāo)要少一些，不過其流線型圖七：微軟——Microsoft舒適光學(xué)鯊3000第10頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月一體化設(shè)計的外觀卻給它的看相增色不少，尤其是左手邊的一點(diǎn)紅——拇指功能按鍵。在微軟5.3版IntelliPoint驅(qū)動的支持下，這“萬灰叢中一點(diǎn)紅”可以配合“縱橫滾輪”實(shí)現(xiàn)對鼠標(biāo)當(dāng)前位置的放大功能，對于圖片瀏覽量較大和大屏幕顯示用戶來講非常實(shí)用。不過既然COM3K是一款左右手通用鼠標(biāo)。COM3K延續(xù)了微軟鼠標(biāo)一貫的細(xì)膩、流暢以及舒適，之前紅光鯊和藍(lán)光鯊的愛用者過渡到COM3K的時候非常容易就可以上手。有傳聞COM3K在某些鼠標(biāo)墊上使用會出現(xiàn)跳楨的現(xiàn)象，但在使用過程中無論是在玻璃材質(zhì)的黑色I(xiàn)cemat、橡膠材質(zhì)的FuncSurface1030還是最近上鏡率很高的“平民布墊”地獄火II代這三種鼠標(biāo)墊上使用COM3K都沒發(fā)現(xiàn)任何問題。圖八:G5激光鼠標(biāo)——G5LaserMouse、G7激光無線鼠標(biāo)——G7LaserCordlessMouse第11頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖八，G5激光鼠標(biāo)——G5LaserMouse、G7激光無線鼠標(biāo)——G7LaserCordlessMouse.G5和G7這對孿生兒就像是當(dāng)年的MX500和MX700，不過G5跟G7之間的區(qū)別不是僅僅在于有線和無線：G5相當(dāng)于繼MX500、MX510和MX518之后羅技第四代“云貂”，在歷經(jīng)了三代的雕琢之后，G5身上集合了羅技最尖端的幾項技術(shù)：首先是從MX1000延續(xù)下來并進(jìn)行了改進(jìn)的2000dpiLaser激光引擎，用戶可以使用Onthefly技術(shù)通過鼠標(biāo)滾輪下方的“＋”、“－”按鈕來進(jìn)行鼠標(biāo)從400至2000dpi的三段實(shí)時調(diào)節(jié)，讓您想快的時候快，想慢的時候就慢。而且虎口位置的三個指示燈也能提醒使用者當(dāng)前的dpi檔位，方便用戶調(diào)節(jié)；接著是G5的ABS工程塑料外殼，通過磨砂處理之后的G5表面摩擦力大增，讓玩家握得更牢。而且這種設(shè)計對于手出汗比較多的朋友們也很有好處，磨砂顆粒與顆粒之間的溝壑可以讓汗液表面積增大，可以以最快的速度把附在鼠標(biāo)表面的汗液蒸發(fā)掉，再激烈的FPS也不會脫手。最后就是革命性的鼠標(biāo)“配重調(diào)節(jié)”系統(tǒng)：以往無論是機(jī)械鼠標(biāo)還是光電鼠標(biāo)的重量都是一定的，以至于一款鼠標(biāo)在適合一部分用戶的同時也失去了另一部分用戶，而G5的“配重調(diào)節(jié)”系統(tǒng)則可以讓用戶忽略這種情況的存在。配重調(diào)節(jié)顧名思義就是可以手動改變鼠標(biāo)的重量，而G5實(shí)現(xiàn)這種調(diào)節(jié)的方法就是將固定在鼠標(biāo)內(nèi)部的配重部分由鼠標(biāo)內(nèi)部轉(zhuǎn)移到了外部，并且將這塊配重分割成了若干塊小配重，讓用戶自己根據(jù)自己的喜好來分配從0到38克的重量，就像吃自助餐一樣——豐儉尤人。第12頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月而G7呢，跟G5放在一起拋開線來講外觀幾乎分辨不出來，但細(xì)看下來差別也不少：除了有線和無線的區(qū)別，G7的工程塑料表面采用的是拋光處理，而不是G5那樣的磨砂處理；虎口處的dpi指示燈除了可以像G5一樣顯示檔位之外，還可以顯示剩余電量；G5用來放置配重的插槽成為了G7的電池槽，理所當(dāng)然的G7就無法進(jìn)行配重調(diào)節(jié)了。說到電池，很多朋友都會抱怨羅技的無線鼠標(biāo)待機(jī)時間短，現(xiàn)在看到了G7如此“強(qiáng)勁”的規(guī)格是不是又為它的續(xù)航能力擔(dān)心？羅技這次在G7上采用了雙快鋰電池設(shè)計，就是隨機(jī)附帶了兩塊超鋰電池，以備不時之需。據(jù)羅技官方稱，這次應(yīng)用在G7上的電池系統(tǒng)在充滿電的情況下可以讓G7一刻不停連續(xù)不斷工作10小時，G7正常的待機(jī)時間是——三天左右，對于這種待機(jī)時間來講，雙電池是很必要的，雖然看上去治標(biāo)不治本，但也算解決了在鼠標(biāo)突然斷電的情況下迫切需要繼續(xù)工作的問題。而且由于G7采用的是2.4GHz無線技術(shù)，即使是用戶在使用過程中更換電池也不必像MX700一樣等待重新配對所造成的延遲。手感方面由于墊腳采用大塊的聚四氟乙烯（其特點(diǎn)是耐化學(xué)腐蝕和低摩擦系數(shù)）作為材料，再加上無視使用界面的Laser光學(xué)引擎，使得這G5和G7移動順滑，毫無阻礙，流暢感大大增加；G5和G7的滾輪延續(xù)了上一代MX1000的水平傾斜滾