一種靜音舒適型鼠標(biāo)的創(chuàng)新設(shè)計

薛方展 繆江華 閆世永 楊新建

摘?要：本文針對鼠標(biāo)在使用過程中附帶噪聲及長期操作鼠標(biāo)容易形成“鼠標(biāo)手”兩種產(chǎn)品缺陷，提出了一種靜音舒適型鼠標(biāo)的工作原理及其功能結(jié)構(gòu)設(shè)計，分析了這種新型鼠標(biāo)的性能特點及潛在的市場需求。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；鼠標(biāo)；創(chuàng)新設(shè)計

中圖分類號：TP21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）10（a）-0037-01

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)得到迅速普及，鼠標(biāo)作為一種與計算機(jī)配套使用的便捷的定位、輸入設(shè)備為廣大計算機(jī)使用者所熟知。鼠標(biāo)的種類呈現(xiàn)多元化發(fā)展，新型鼠標(biāo)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)：光電鼠標(biāo)、激光鼠標(biāo)、無線鼠標(biāo)、藍(lán)牙鼠標(biāo)以及藍(lán)影鼠標(biāo)等[1]。然而為數(shù)眾多的鼠標(biāo)產(chǎn)品在使用過程中普遍存在兩種缺陷，一是點擊過程中存在噪音，即“咔嚓、咔嚓”的聲音，一定程度上會對使用環(huán)境造成不良影響；另外，使用鼠標(biāo)時，手的姿勢比較固定，長期、長時間使用鼠標(biāo)，極易造成“鼠標(biāo)手”[2]，給使用者帶來健康困擾。本文針對傳統(tǒng)鼠標(biāo)存在的使用缺陷，設(shè)計開發(fā)了一種靜音舒適型鼠標(biāo)，它不但具有靜音功能，而且可以通過振動實現(xiàn)對手部的按摩，完美消除了上述缺陷帶來的使用問題。同時我們的設(shè)計具有原理簡單新穎、功能易于實現(xiàn)的特點，體現(xiàn)了升級換代產(chǎn)品所應(yīng)有的實用性、有效性、人性化等優(yōu)點。

1靜音功能實現(xiàn)

1.1 靜音功能設(shè)計思路

通過對大量傳統(tǒng)鼠標(biāo)的拆檢研究發(fā)現(xiàn)，操作鼠標(biāo)時的噪聲來源于鼠標(biāo)內(nèi)部的槽型光耦，槽形光耦結(jié)構(gòu)如圖1所示。其組成包括：殼體4、殼體4上的按鍵1、底座8和固定在底座8上的信號傳輸部件，信號傳輸部件包括支架9、固定在支架上的金屬簧片2和傳感支柱7。金屬簧片的一端設(shè)有動觸點5，傳感支柱上與動觸點對應(yīng)的部分為定觸點。金屬簧片背離動觸點的一端與支架卡放而固定，金屬簧片距離動觸點三分之二處由支點支撐，按鍵位于金屬簧片的支點與動觸點之間。傳感支柱與支架穿過底座與鼠標(biāo)的電路板連接。

1.2 靜音功能結(jié)構(gòu)設(shè)計

槽形光耦產(chǎn)生的噪音來源于其內(nèi)部的金屬彈簧片，在鼠標(biāo)按鍵的按壓下，金屬彈簧片發(fā)生彈性形變，按壓動作停止后，在彈性形變恢復(fù)的過程中，彈簧片會自由振動，從而產(chǎn)生“咔嚓、咔嚓”的使用噪聲。如果能夠阻止金屬片振動，就能實現(xiàn)鼠標(biāo)的靜音。

為了阻止金屬片振動，我們把按鍵的位置移動至動觸點正上方，這樣，依靠按鍵的重量就可以有效抑制彈簧片在恢復(fù)形變過程中的自由振動。

根據(jù)鼠標(biāo)噪聲的產(chǎn)生機(jī)理，改造后的鼠標(biāo)槽形光耦的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1.3 靜音功能實現(xiàn)

當(dāng)使用者點擊鼠標(biāo)時，殼體4上的按鍵1受力下移，并施加壓力，使動觸點5和定觸點6接觸，形成回路，鼠標(biāo)工作；由于動觸點5受到殼體4上的按鍵1的阻止，將不會持續(xù)反復(fù)振動，從而實現(xiàn)了鼠標(biāo)的靜音。

2振動功能的實現(xiàn)

2.1 振動功能的設(shè)計思路

“鼠標(biāo)手”形成的原因：在使用鼠標(biāo)時，人的腕關(guān)節(jié)向掌面屈曲的活動度約達(dá)到70～80°，向手背部屈曲達(dá)到50～60°，這會牽拉腕管內(nèi)的肌腱使其處于高張力狀態(tài)，加上手掌根部支撐在桌面會壓迫腕管，而且反復(fù)機(jī)械地集中活動一兩個手指，而配合這種單調(diào)輕微的活動，還會拉傷手腕的韌帶，導(dǎo)致周圍神經(jīng)損傷或受壓迫。我們通過賦予鼠標(biāo)振動的功能來解決這一問題。

2.2 振動功能的結(jié)構(gòu)設(shè)計

針對以上思路，本創(chuàng)新作品名稱是雙模式振動鼠標(biāo)，鼠標(biāo)內(nèi)安裝有定時振動單元和即時振動單元，定時振動單元包括與USB供電電源相連的單片機(jī)和與單片機(jī)連接的定時振動器；即時振動單元包括串連的開關(guān)、電位器、定值電阻，開關(guān)與USB供電電源相連，電位器連接有即時振動器。本新型鼠標(biāo)內(nèi)安裝有振動器，可產(chǎn)生振動，對手部進(jìn)行按摩，減輕了鼠標(biāo)手的病癥，安裝的兩個振動單元可產(chǎn)生兩種振動模式，可定時產(chǎn)生振動按摩，無需控制，自動化高，也可控制隨時振動，鼠標(biāo)的使用自由度高。

2.3 過程模擬

2.3.1即時振動

按下開關(guān)S，供電電源接通，即時振動器的電動機(jī)M工作，立即產(chǎn)生振動效果。由于電位器RW與定值電阻R串連，即時振動器的電動機(jī)M與電位器RW連接，調(diào)整電位器RW可調(diào)整即時振動器電動機(jī)M的電壓，使即時振動器電動機(jī)M轉(zhuǎn)速變化從而即時振動器的頻率產(chǎn)生變化，安裝前調(diào)整電位器RW可產(chǎn)生不同的振動效果。

2.3.2 定時振動

將定時控制程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)，單片機(jī)控制與其連接的定時振動器按照定時控制程序工作，產(chǎn)生定時振動的效果。

3結(jié)語

本作品是針對目前各種鼠標(biāo)按鍵和滾輪使用中附帶聲音給用戶造成的不便和長期使用鼠標(biāo)造成鼠標(biāo)手的問題，通過對鼠標(biāo)工作原理和結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)和研究，設(shè)計方案，并付諸實施獲得的實物成果。作品具有原理簡單、易于操作、有效實用和人性化的特點。更重要的是，靜音功能的實現(xiàn)幾乎沒有改變鼠標(biāo)的生產(chǎn)成本，在人們越來越追求安靜環(huán)境的需求下，具有很大的市場潛力。

參考文獻(xiàn)

[1]杜晶晶.基于問卷調(diào)查的鼠標(biāo)現(xiàn)狀趨勢分析[J].美術(shù)大觀，2011，2（1）：12-13.

[2]嚴(yán)雪群.如何防止新的時尚病——“鼠標(biāo)手”[J].辦公室業(yè)務(wù)，2008，2：60.