淺析人機工程學在計算機鍵盤設計中的應用

彭郡

摘 要：對臺式電腦鍵盤運用人機工程學進行設計并加以研究闡述，主要是在主鍵盤、定位鍵盤和數字輔助鍵盤位置，在鍵盤色彩和整體的設計上進行全方面分析再對其進行改善。 在臺式電腦鍵盤運用人機工程學進行設計的過程中，對于整體布局與合理性更加注重。改善的設計可以對操作者肌肉過于緊張甚至疲乏加以良好調節，且在計算機的整個操作過程中很好地改進了鍵盤使用的舒適性。

關鍵詞：計算機鍵盤；人機工程學；解決方法

一、現在計算機鍵盤存在的問題以及解決辦法

運用最省力的操作動作從而達到目的的原則，從以下幾點進行分析：

（一）主鍵盤區。自然下垂的肩關節上臂作為手—鍵盤界面最自然的姿勢，在操作鍵盤時使得肘關節受力得以保持就要嚴格要求上臂與前臂之間的角度控制在70～90。還應注意保持手和前臂處于一直線，手為空握球狀，手掌與自然彎曲手指一起形成一個半圓形。不超過20°腕部向上角度，小于15°的腕外展角度；雙手向內相向交叉的角度為60～70°；兩手掌之間的距離為100～280 mm。主鍵盤區距離在80～100mm的兩基準定位鍵之間，沿中心線左右各自分開設計，為了將手掌內旋和肘關節外展等引起的肌肉緊張與疲勞問題有效避免，左右兩邊對稱且稍高的中部15°的傾斜角中心線，可以順勢向外部傾斜成一定角度，把點擊時的正確概率大大提升，還在一定程度上操作的錯誤率也大大下降了。

（二）Insert鍵和BackSpace鍵。把原來的大空格鍵在主鍵盤區平均分為兩個部分，左邊半區的那部分空格鍵功能不改變，將BackSpace鍵設計放置在右手大拇指控制的右空格鍵。BackSpace這個重要鍵的設計被改變，會很大程度上提高鍵盤操作的有效性，在設計上根據有效分割原理使用重復功能，在一定上將傳統鍵盤的設計風格保存下來，還會滿足用戶操作時的心理習慣。改善后鍵盤使用右手完成敲擊動作不需要再移動，而且還大大提高了敲擊速度和準確度。在半天內操作者能完全獨立完成對這個鍵進行盲打。對整個鍵盤布局進行綜合考慮，將Insert鍵放置在原BackSpace鍵的位置，這都是因為它被使用的機率較低。

二、兩手距離較小的解決方法

放置在基準鍵位的雙手食指間距約45 mm，與自然姿勢相比，短時間內頸肩部就會酸痛，以至整個正常輸入過程受到影響。要想設計出真正符合人機工程學的鍵盤，必須突破由理論和實踐上不健全的改進所帶來的負面影響。將鍵盤改為左右分離式的，就等同于鍵盤也有了左右手，在操作時用戶上肢姿態保持自然，在對鍵盤進行分離使用時，與水平面成20°夾角，將肌張力降低；要想顯著降低肌肉負荷，可以把夾角減為13°。在19世紀90年代，Thompson等人的實驗表明，鍵盤與水平面最舒適的夾角是18°。可調式鍵盤見圖4，為了操作者可以依據自己的喜好自由地進行調節，應該嘗試設計成可調式的。用戶雙手放與鍵盤的夾角成18°時，手處于的狀態是最自然的，與此同時大拇指的按壓動作會由自然地改為向側面劃撥，此時大拇指的使用效率也大大提高。由于手指長度不同，要想手指擺放時的自然位置和鍵盤相協調適應，可在水平方向鍵盤基礎上改成內凹圓弧面的鍵盤。

三、雙手小指負擔太大的解決辦法

小指的力度是五指之中最弱的，因此其判斷空間方位的能力也很弱。從傳統標準來看，小手指的控制面積是五指之中最大的。在操作時使用小指整個手的外展角往往會增大，尤其在敲擊邊緣或下緣鍵時具有最大的外展角，達到極限時還必須移動。充分發揮拇指作用，減少小指壓力，會有較好的拇指力度、空間方位的判斷能力和活動速度，位置居中而且動作范圍大，單獨操作的能力也很強。解決這個問題的方法是，鍵盤分離之后Space鍵還是在原來的位置上，在 Space 鍵的旁邊分別放置BackSpace鍵和Delete鍵，Space鍵的下方在左右手大拇指很容易控制到的那里放置Enter鍵。在右手小指比較容易控制的位置放置Insert鍵。以上問題得到解決以及在設計改進后，使用頻率較高的Shift鍵是由右手來進行操作的，與之距離比較大的還需要與其他鍵同時按壓，這時就要用“/”與其進行位置調換。用同一種道理，使Ctrl鍵在小指位置較近的地方調換。

四、鍵盤操作易累的解決方法

人手支撐點的問題，在傳統的標準鍵盤設計中是比較容易忽略的問題，在操作鍵盤中容易產生疲勞和錯誤操作現象的主要原因，往往是處于懸腕狀態的手以及手臂的狀態都比較差。手腕運動姿勢設計鍵盤見圖5，在鍵盤上配置腕托是不可或缺的。目前市場上的腕托大多數都是塑料材質，是比較堅硬的會損傷腕部，因此腕托的材料在選擇時要特別注意材質問題，最佳材質是較為柔軟舒適的。

五、結語

鍵盤作為計算機的主要輸入設備，對其平面布局和整體設計等諸多方面進行研究，以人機工程學為主，在整體位置安排上更加注重操作的方便性以及合理性。改進后的設計方案能夠有效地讓操作者放松身體，對計算機操作過程中出現的諸多問題也都進行了解決，在舒適性和工作效率上也有了很大改善。

參考文獻：

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