超聲設備可定制式鍵盤的設計研究

曾兵

【摘 要】 超聲設備的鍵盤布置隨控制對象不同而變化，標準PC鍵盤布局難以滿足要求。運用人機工程學原理展開對臺式電腦鍵盤的深入設計。從整體結構、平面布局、工作流程以及可定制式鍵盤原理等角度，對鍵盤進行了改進和完善。而且企業可以在一款產品的基礎上快速開發多款衍生產品，可以大幅減少開發費用并縮短研發周期，大大提高了該種鍵盤的經濟性。

【關鍵詞】 可定制式 鍵盤布局 感應膜

1 引言

電腦已經成為人類不可或缺的工具，它帶來了快速的運算、精確的計算以及方便的管理模式。伴隨著IT技術的飛速發展，電腦的更新換代速度非常之快，鍵盤作為人機交互的輸入設備也在不斷地推陳出新。然而目前市面上多數臺式電腦鍵盤卻未能滿足良好的宜人性，更別提在現代醫療設備中使用的鍵盤設計。現代醫療設備中有很大一部分是超聲設備，隨著計算機水平的提高，超聲設備也更新換代，但是其中重要的控制部件——鍵盤卻始終是傳統機械式鍵盤。長時間地使用機械式鍵盤容易造成雙手肌肉的緊張，嚴重的甚至造成使用者肌體上的勞累損傷。這與當今的人性化設計主流是格格不入的。同時，在實際使用過程中，由于工作性質或者對象的不同，企業對于同一系列的超聲設備需要分別制造不同的鍵盤，這無疑加大了企業的經濟投入。目前各大廠家為了占領計算機市場，不僅在軟件、硬件方面進行研制開發，而且加大了輸入輸出設備的設計造型力度，目前鍵盤的設計已引起眾多設計家的重視。文中從鍵盤的整體結構、平面布局、工作流程以及可定制式鍵盤原理等角度出發，在分析傳統鍵盤的基礎上，提出了對傳統超聲設備鍵盤的改進設計。

2 鍵盤的初步分析

鍵盤是人與計算機交互的主要手段，也是大量信息輸入的主要方式，因此它的設計必須確保工作效率和使用者的健康。傳統的超聲設備鍵盤采用機械式按鍵，而機械式按鍵有很多缺點：（1）外形和功能單一，不可定制。不改變PCB板和上蓋板，沒辦法改變鍵盤的布局。（2）不同的人有不同的手感，很難個性化。而且計算機使用者中的反復勞損性損傷、“鍵盤腕”和尺骨撞擊綜合征的發生率很高，不符合人機工程學的要求[1]。（3）PCB板不可回收，浪費資源，污染環境。（4）結構及硬件復雜，產品多樣化成本高。

因此不管對于用戶、生產商，還是對于自然的保護而言，對傳統機械式鍵盤的改造，設計一種可定制式的鍵盤就顯得尤為重要。

3 超聲設備可定制式鍵盤的整體布局設計

3.1 鍵盤的整體結構

對于傳統超聲設備控制臺的結構進行改進，將機械式鍵盤的主體結構PCB板更換成納米觸摸感應膜，這樣控制臺鍵盤就由鍵盤頂部、橡膠健、橡膠健支撐和納米觸摸感應膜（如圖1）。觸摸感應膜是由兩張薄膜，中間夾了一層X、Y軸縱橫交錯的納米導線組成的網格矩陣層組成，每個矩陣單元都能感應到人手的觸摸。將手的觸摸信號傳遞到與納米導線相聯接的微芯片控制器中，微控制器通過接口將信號傳遞給電腦，電腦識別觸摸在屏幕上的位置[2]。

3.2 鍵盤的按鍵布局及工作原理

利用特定軟件將感應膜劃分為不同的感應區域，每個區域代表一個按鍵（如圖2）。圖2中的鍵盤布局是超聲設備控制臺的經典布局，在該布局中，上方的按鍵是常見的字母按鍵，依據常規K字鍵盤排列，其每個按鍵的距離可以利用感應膜的特性去設定遠近，在下方就是特定的超聲設備的按鍵，依據不同的用途和性質設定按鍵功能，對于一些使用頻繁的按鍵可以設置在圖中圓弧區域，既醒目也讓醫療人員在操作過程中提高擊打效率。因為是人機界面操作，所以不存在傳統鍵盤長期使用對操作人員的身體帶來一些負荷和慢性病。

鍵盤上每個按鍵的位置通過X和Y坐標來定義。當輸入信號的時候，超聲設備通過判斷X和Y坐標屬于哪個區域，來識別哪個按鍵被鍵入，然后接受信號進行相關的醫療動作，完成診斷（如圖3）。圖3為該鍵盤在操作過程中的信號流程圖。

3.3 可定制式鍵盤的設計

該設計能夠使鍵盤多樣化變成現實（如圖4）。圖4為可定制式鍵盤原理圖。鍵盤的觸控采用感應膜實現，通過軟件檢測按鍵的坐標位置來判定哪個按鍵被觸發，這一原理非常有利于改變鍵盤的布局以滿足不同客戶和用戶的需求，不僅僅局限于超聲設備或者醫療設備。

4 結語

在分析目前超聲設備鍵盤及其設計存在問題的基礎上，本研究將使用舒適感、操作效率以及市場的經濟性考慮在內，對鍵盤整體結構、鍵盤布局以及滿足可定制式要求等方面進行了研究和設計。新型的超聲設備鍵盤具有以下特點：（1）輕易實現根據客戶需求定制不同鍵盤排布方案。本方案采用感應膜，通過軟件改變按鍵的坐標位置來改變鍵盤的布局，可以非常方便地根據用戶需求定制不同按鍵排布；（2）企業可以在一款產品的基礎上快速開發多款衍生產品，可以大幅減少開發費用并縮短研發周期；（3）有利于企業迅速細化市場，擴大客戶群及產品市場占有量；（4）客戶可以根據自身使用需求隨時調整鍵盤操作界面。

當然一種設計是否真正符合社會需要，還要在考慮多方面因素的基礎上進行科學實驗和研究。

參考文獻

[1]KIESLERS，FINHOLT T.The mystery of RSI[J].American Psychologist，1988，43（12）： 1004-1015.

[2]Johan Bobacka. Conducting Polymer -Based Solid -State Ion Selective Electrodes. Electroanalysis，2006， 18：7-18.endprint

【摘 要】 超聲設備的鍵盤布置隨控制對象不同而變化，標準PC鍵盤布局難以滿足要求。運用人機工程學原理展開對臺式電腦鍵盤的深入設計。從整體結構、平面布局、工作流程以及可定制式鍵盤原理等角度，對鍵盤進行了改進和完善。而且企業可以在一款產品的基礎上快速開發多款衍生產品，可以大幅減少開發費用并縮短研發周期，大大提高了該種鍵盤的經濟性。

【關鍵詞】 可定制式 鍵盤布局 感應膜

1 引言

電腦已經成為人類不可或缺的工具，它帶來了快速的運算、精確的計算以及方便的管理模式。伴隨著IT技術的飛速發展，電腦的更新換代速度非常之快，鍵盤作為人機交互的輸入設備也在不斷地推陳出新。然而目前市面上多數臺式電腦鍵盤卻未能滿足良好的宜人性，更別提在現代醫療設備中使用的鍵盤設計。現代醫療設備中有很大一部分是超聲設備，隨著計算機水平的提高，超聲設備也更新換代，但是其中重要的控制部件——鍵盤卻始終是傳統機械式鍵盤。長時間地使用機械式鍵盤容易造成雙手肌肉的緊張，嚴重的甚至造成使用者肌體上的勞累損傷。這與當今的人性化設計主流是格格不入的。同時，在實際使用過程中，由于工作性質或者對象的不同，企業對于同一系列的超聲設備需要分別制造不同的鍵盤，這無疑加大了企業的經濟投入。目前各大廠家為了占領計算機市場，不僅在軟件、硬件方面進行研制開發，而且加大了輸入輸出設備的設計造型力度，目前鍵盤的設計已引起眾多設計家的重視。文中從鍵盤的整體結構、平面布局、工作流程以及可定制式鍵盤原理等角度出發，在分析傳統鍵盤的基礎上，提出了對傳統超聲設備鍵盤的改進設計。

2 鍵盤的初步分析

鍵盤是人與計算機交互的主要手段，也是大量信息輸入的主要方式，因此它的設計必須確保工作效率和使用者的健康。傳統的超聲設備鍵盤采用機械式按鍵，而機械式按鍵有很多缺點：（1）外形和功能單一，不可定制。不改變PCB板和上蓋板，沒辦法改變鍵盤的布局。（2）不同的人有不同的手感，很難個性化。而且計算機使用者中的反復勞損性損傷、“鍵盤腕”和尺骨撞擊綜合征的發生率很高，不符合人機工程學的要求[1]。（3）PCB板不可回收，浪費資源，污染環境。（4）結構及硬件復雜，產品多樣化成本高。

因此不管對于用戶、生產商，還是對于自然的保護而言，對傳統機械式鍵盤的改造，設計一種可定制式的鍵盤就顯得尤為重要。

3 超聲設備可定制式鍵盤的整體布局設計

3.1 鍵盤的整體結構

對于傳統超聲設備控制臺的結構進行改進，將機械式鍵盤的主體結構PCB板更換成納米觸摸感應膜，這樣控制臺鍵盤就由鍵盤頂部、橡膠健、橡膠健支撐和納米觸摸感應膜（如圖1）。觸摸感應膜是由兩張薄膜，中間夾了一層X、Y軸縱橫交錯的納米導線組成的網格矩陣層組成，每個矩陣單元都能感應到人手的觸摸。將手的觸摸信號傳遞到與納米導線相聯接的微芯片控制器中，微控制器通過接口將信號傳遞給電腦，電腦識別觸摸在屏幕上的位置[2]。

3.2 鍵盤的按鍵布局及工作原理

利用特定軟件將感應膜劃分為不同的感應區域，每個區域代表一個按鍵（如圖2）。圖2中的鍵盤布局是超聲設備控制臺的經典布局，在該布局中，上方的按鍵是常見的字母按鍵，依據常規K字鍵盤排列，其每個按鍵的距離可以利用感應膜的特性去設定遠近，在下方就是特定的超聲設備的按鍵，依據不同的用途和性質設定按鍵功能，對于一些使用頻繁的按鍵可以設置在圖中圓弧區域，既醒目也讓醫療人員在操作過程中提高擊打效率。因為是人機界面操作，所以不存在傳統鍵盤長期使用對操作人員的身體帶來一些負荷和慢性病。

鍵盤上每個按鍵的位置通過X和Y坐標來定義。當輸入信號的時候，超聲設備通過判斷X和Y坐標屬于哪個區域，來識別哪個按鍵被鍵入，然后接受信號進行相關的醫療動作，完成診斷（如圖3）。圖3為該鍵盤在操作過程中的信號流程圖。

3.3 可定制式鍵盤的設計

該設計能夠使鍵盤多樣化變成現實（如圖4）。圖4為可定制式鍵盤原理圖。鍵盤的觸控采用感應膜實現，通過軟件檢測按鍵的坐標位置來判定哪個按鍵被觸發，這一原理非常有利于改變鍵盤的布局以滿足不同客戶和用戶的需求，不僅僅局限于超聲設備或者醫療設備。

4 結語

在分析目前超聲設備鍵盤及其設計存在問題的基礎上，本研究將使用舒適感、操作效率以及市場的經濟性考慮在內，對鍵盤整體結構、鍵盤布局以及滿足可定制式要求等方面進行了研究和設計。新型的超聲設備鍵盤具有以下特點：（1）輕易實現根據客戶需求定制不同鍵盤排布方案。本方案采用感應膜，通過軟件改變按鍵的坐標位置來改變鍵盤的布局，可以非常方便地根據用戶需求定制不同按鍵排布；（2）企業可以在一款產品的基礎上快速開發多款衍生產品，可以大幅減少開發費用并縮短研發周期；（3）有利于企業迅速細化市場，擴大客戶群及產品市場占有量；（4）客戶可以根據自身使用需求隨時調整鍵盤操作界面。

當然一種設計是否真正符合社會需要，還要在考慮多方面因素的基礎上進行科學實驗和研究。

參考文獻

[1]KIESLERS，FINHOLT T.The mystery of RSI[J].American Psychologist，1988，43（12）： 1004-1015.

[2]Johan Bobacka. Conducting Polymer -Based Solid -State Ion Selective Electrodes. Electroanalysis，2006， 18：7-18.endprint

【摘 要】 超聲設備的鍵盤布置隨控制對象不同而變化，標準PC鍵盤布局難以滿足要求。運用人機工程學原理展開對臺式電腦鍵盤的深入設計。從整體結構、平面布局、工作流程以及可定制式鍵盤原理等角度，對鍵盤進行了改進和完善。而且企業可以在一款產品的基礎上快速開發多款衍生產品，可以大幅減少開發費用并縮短研發周期，大大提高了該種鍵盤的經濟性。

【關鍵詞】 可定制式 鍵盤布局 感應膜

1 引言

電腦已經成為人類不可或缺的工具，它帶來了快速的運算、精確的計算以及方便的管理模式。伴隨著IT技術的飛速發展，電腦的更新換代速度非常之快，鍵盤作為人機交互的輸入設備也在不斷地推陳出新。然而目前市面上多數臺式電腦鍵盤卻未能滿足良好的宜人性，更別提在現代醫療設備中使用的鍵盤設計。現代醫療設備中有很大一部分是超聲設備，隨著計算機水平的提高，超聲設備也更新換代，但是其中重要的控制部件——鍵盤卻始終是傳統機械式鍵盤。長時間地使用機械式鍵盤容易造成雙手肌肉的緊張，嚴重的甚至造成使用者肌體上的勞累損傷。這與當今的人性化設計主流是格格不入的。同時，在實際使用過程中，由于工作性質或者對象的不同，企業對于同一系列的超聲設備需要分別制造不同的鍵盤，這無疑加大了企業的經濟投入。目前各大廠家為了占領計算機市場，不僅在軟件、硬件方面進行研制開發，而且加大了輸入輸出設備的設計造型力度，目前鍵盤的設計已引起眾多設計家的重視。文中從鍵盤的整體結構、平面布局、工作流程以及可定制式鍵盤原理等角度出發，在分析傳統鍵盤的基礎上，提出了對傳統超聲設備鍵盤的改進設計。

2 鍵盤的初步分析

鍵盤是人與計算機交互的主要手段，也是大量信息輸入的主要方式，因此它的設計必須確保工作效率和使用者的健康。傳統的超聲設備鍵盤采用機械式按鍵，而機械式按鍵有很多缺點：（1）外形和功能單一，不可定制。不改變PCB板和上蓋板，沒辦法改變鍵盤的布局。（2）不同的人有不同的手感，很難個性化。而且計算機使用者中的反復勞損性損傷、“鍵盤腕”和尺骨撞擊綜合征的發生率很高，不符合人機工程學的要求[1]。（3）PCB板不可回收，浪費資源，污染環境。（4）結構及硬件復雜，產品多樣化成本高。

因此不管對于用戶、生產商，還是對于自然的保護而言，對傳統機械式鍵盤的改造，設計一種可定制式的鍵盤就顯得尤為重要。

3 超聲設備可定制式鍵盤的整體布局設計

3.1 鍵盤的整體結構

對于傳統超聲設備控制臺的結構進行改進，將機械式鍵盤的主體結構PCB板更換成納米觸摸感應膜，這樣控制臺鍵盤就由鍵盤頂部、橡膠健、橡膠健支撐和納米觸摸感應膜（如圖1）。觸摸感應膜是由兩張薄膜，中間夾了一層X、Y軸縱橫交錯的納米導線組成的網格矩陣層組成，每個矩陣單元都能感應到人手的觸摸。將手的觸摸信號傳遞到與納米導線相聯接的微芯片控制器中，微控制器通過接口將信號傳遞給電腦，電腦識別觸摸在屏幕上的位置[2]。

3.2 鍵盤的按鍵布局及工作原理

利用特定軟件將感應膜劃分為不同的感應區域，每個區域代表一個按鍵（如圖2）。圖2中的鍵盤布局是超聲設備控制臺的經典布局，在該布局中，上方的按鍵是常見的字母按鍵，依據常規K字鍵盤排列，其每個按鍵的距離可以利用感應膜的特性去設定遠近，在下方就是特定的超聲設備的按鍵，依據不同的用途和性質設定按鍵功能，對于一些使用頻繁的按鍵可以設置在圖中圓弧區域，既醒目也讓醫療人員在操作過程中提高擊打效率。因為是人機界面操作，所以不存在傳統鍵盤長期使用對操作人員的身體帶來一些負荷和慢性病。

鍵盤上每個按鍵的位置通過X和Y坐標來定義。當輸入信號的時候，超聲設備通過判斷X和Y坐標屬于哪個區域，來識別哪個按鍵被鍵入，然后接受信號進行相關的醫療動作，完成診斷（如圖3）。圖3為該鍵盤在操作過程中的信號流程圖。

3.3 可定制式鍵盤的設計

該設計能夠使鍵盤多樣化變成現實（如圖4）。圖4為可定制式鍵盤原理圖。鍵盤的觸控采用感應膜實現，通過軟件檢測按鍵的坐標位置來判定哪個按鍵被觸發，這一原理非常有利于改變鍵盤的布局以滿足不同客戶和用戶的需求，不僅僅局限于超聲設備或者醫療設備。

4 結語

在分析目前超聲設備鍵盤及其設計存在問題的基礎上，本研究將使用舒適感、操作效率以及市場的經濟性考慮在內，對鍵盤整體結構、鍵盤布局以及滿足可定制式要求等方面進行了研究和設計。新型的超聲設備鍵盤具有以下特點：（1）輕易實現根據客戶需求定制不同鍵盤排布方案。本方案采用感應膜，通過軟件改變按鍵的坐標位置來改變鍵盤的布局，可以非常方便地根據用戶需求定制不同按鍵排布；（2）企業可以在一款產品的基礎上快速開發多款衍生產品，可以大幅減少開發費用并縮短研發周期；（3）有利于企業迅速細化市場，擴大客戶群及產品市場占有量；（4）客戶可以根據自身使用需求隨時調整鍵盤操作界面。

當然一種設計是否真正符合社會需要，還要在考慮多方面因素的基礎上進行科學實驗和研究。

參考文獻

[1]KIESLERS，FINHOLT T.The mystery of RSI[J].American Psychologist，1988，43（12）： 1004-1015.

[2]Johan Bobacka. Conducting Polymer -Based Solid -State Ion Selective Electrodes. Electroanalysis，2006， 18：7-18.endprint