超声设备可定制式键盘的设计研究

曾兵

【摘 要】 超声设备的键盘布置随控制对象不同而变化，标准PC键盘布局难以满足要求。运用人机工程学原理展开对台式电脑键盘的深入设计。从整体结构、平面布局、工作流程以及可定制式键盘原理等角度，对键盘进行了改进和完善。而且企业可以在一款产品的基础上快速开发多款衍生产品，可以大幅减少开发费用并缩短研发周期，大大提高了该种键盘的经济性。

【关键词】 可定制式 键盘布局 感应膜

1 引言

电脑已经成为人类不可或缺的工具，它带来了快速的运算、精确的计算以及方便的管理模式。伴随着IT技术的飞速发展，电脑的更新换代速度非常之快，键盘作为人机交互的输入设备也在不断地推陈出新。然而目前市面上多数台式电脑键盘却未能满足良好的宜人性，更别提在现代医疗设备中使用的键盘设计。现代医疗设备中有很大一部分是超声设备，随着计算机水平的提高，超声设备也更新换代，但是其中重要的控制部件——键盘却始终是传统机械式键盘。长时间地使用机械式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。这与当今的人性化设计主流是格格不入的。同时，在实际使用过程中，由于工作性质或者对象的不同，企业对于同一系列的超声设备需要分别制造不同的键盘，这无疑加大了企业的经济投入。目前各大厂家为了占领计算机市场，不仅在软件、硬件方面进行研制开发，而且加大了输入输出设备的设计造型力度，目前键盘的设计已引起众多设计家的重视。文中从键盘的整体结构、平面布局、工作流程以及可定制式键盘原理等角度出发，在分析传统键盘的基础上，提出了对传统超声设备键盘的改进设计。

2 键盘的初步分析

键盘是人与计算机交互的主要手段，也是大量信息输入的主要方式，因此它的设计必须确保工作效率和使用者的健康。传统的超声设备键盘采用机械式按键，而机械式按键有很多缺点：（1）外形和功能单一，不可定制。不改变PCB板和上盖板，没办法改变键盘的布局。（2）不同的人有不同的手感，很难个性化。而且计算机使用者中的反复劳损性损伤、“键盘腕”和尺骨撞击综合征的发生率很高，不符合人机工程学的要求[1]。（3）PCB板不可回收，浪费资源，污染环境。（4）结构及硬件复杂，产品多样化成本高。

因此不管对于用户、生产商，还是对于自然的保护而言，对传统机械式键盘的改造，设计一种可定制式的键盘就显得尤为重要。

3 超声设备可定制式键盘的整体布局设计

3.1 键盘的整体结构

对于传统超声设备控制台的结构进行改进，将机械式键盘的主体结构PCB板更换成纳米触摸感应膜，这样控制台键盘就由键盘顶部、橡胶健、橡胶健支撑和纳米触摸感应膜（如图1）。触摸感应膜是由两张薄膜，中间夹了一层X、Y轴纵横交错的纳米导线组成的网格矩阵层组成，每个矩阵单元都能感应到人手的触摸。将手的触摸信号传递到与纳米导线相联接的微芯片控制器中，微控制器通过接口将信号传递给电脑，电脑识别触摸在屏幕上的位置[2]。

3.2 键盘的按键布局及工作原理

利用特定软件将感应膜划分为不同的感应区域，每个区域代表一个按键（如图2）。图2中的键盘布局是超声设备控制台的经典布局，在该布局中，上方的按键是常见的字母按键，依据常规K字键盘排列，其每个按键的距离可以利用感应膜的特性去设定远近，在下方就是特定的超声设备的按键，依据不同的用途和性质设定按键功能，对于一些使用频繁的按键可以设置在图中圆弧区域，既醒目也让医疗人员在操作过程中提高击打效率。因为是人机界面操作，所以不存在传统键盘长期使用对操作人员的身体带来一些负荷和慢性病。

键盘上每个按键的位置通过X和Y坐标来定义。当输入信号的时候，超声设备通过判断X和Y坐标属于哪个区域，来识别哪个按键被键入，然后接受信号进行相关的医疗动作，完成诊断（如图3）。图3为该键盘在操作过程中的信号流程图。

3.3 可定制式键盘的设计

该设计能够使键盘多样化变成现实（如图4）。图4为可定制式键盘原理图。键盘的触控采用感应膜实现，通过软件检测按键的坐标位置来判定哪个按键被触发，这一原理非常有利于改变键盘的布局以满足不同客户和用户的需求，不仅仅局限于超声设备或者医疗设备。

4 结语

在分析目前超声设备键盘及其设计存在问题的基础上，本研究将使用舒适感、操作效率以及市场的经济性考虑在内，对键盘整体结构、键盘布局以及满足可定制式要求等方面进行了研究和设计。新型的超声设备键盘具有以下特点：（1）轻易实现根据客户需求定制不同键盘排布方案。本方案采用感应膜，通过软件改变按键的坐标位置来改变键盘的布局，可以非常方便地根据用户需求定制不同按键排布；（2）企业可以在一款产品的基础上快速开发多款衍生产品，可以大幅减少开发费用并缩短研发周期；（3）有利于企业迅速细化市场，扩大客户群及产品市场占有量；（4）客户可以根据自身使用需求随时调整键盘操作界面。

当然一种设计是否真正符合社会需要，还要在考虑多方面因素的基础上进行科学实验和研究。

参考文献

[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】 超声设备的键盘布置随控制对象不同而变化，标准PC键盘布局难以满足要求。运用人机工程学原理展开对台式电脑键盘的深入设计。从整体结构、平面布局、工作流程以及可定制式键盘原理等角度，对键盘进行了改进和完善。而且企业可以在一款产品的基础上快速开发多款衍生产品，可以大幅减少开发费用并缩短研发周期，大大提高了该种键盘的经济性。

【关键词】 可定制式 键盘布局 感应膜

1 引言

电脑已经成为人类不可或缺的工具，它带来了快速的运算、精确的计算以及方便的管理模式。伴随着IT技术的飞速发展，电脑的更新换代速度非常之快，键盘作为人机交互的输入设备也在不断地推陈出新。然而目前市面上多数台式电脑键盘却未能满足良好的宜人性，更别提在现代医疗设备中使用的键盘设计。现代医疗设备中有很大一部分是超声设备，随着计算机水平的提高，超声设备也更新换代，但是其中重要的控制部件——键盘却始终是传统机械式键盘。长时间地使用机械式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。这与当今的人性化设计主流是格格不入的。同时，在实际使用过程中，由于工作性质或者对象的不同，企业对于同一系列的超声设备需要分别制造不同的键盘，这无疑加大了企业的经济投入。目前各大厂家为了占领计算机市场，不仅在软件、硬件方面进行研制开发，而且加大了输入输出设备的设计造型力度，目前键盘的设计已引起众多设计家的重视。文中从键盘的整体结构、平面布局、工作流程以及可定制式键盘原理等角度出发，在分析传统键盘的基础上，提出了对传统超声设备键盘的改进设计。

2 键盘的初步分析

键盘是人与计算机交互的主要手段，也是大量信息输入的主要方式，因此它的设计必须确保工作效率和使用者的健康。传统的超声设备键盘采用机械式按键，而机械式按键有很多缺点：（1）外形和功能单一，不可定制。不改变PCB板和上盖板，没办法改变键盘的布局。（2）不同的人有不同的手感，很难个性化。而且计算机使用者中的反复劳损性损伤、“键盘腕”和尺骨撞击综合征的发生率很高，不符合人机工程学的要求[1]。（3）PCB板不可回收，浪费资源，污染环境。（4）结构及硬件复杂，产品多样化成本高。

因此不管对于用户、生产商，还是对于自然的保护而言，对传统机械式键盘的改造，设计一种可定制式的键盘就显得尤为重要。

3 超声设备可定制式键盘的整体布局设计

3.1 键盘的整体结构

对于传统超声设备控制台的结构进行改进，将机械式键盘的主体结构PCB板更换成纳米触摸感应膜，这样控制台键盘就由键盘顶部、橡胶健、橡胶健支撑和纳米触摸感应膜（如图1）。触摸感应膜是由两张薄膜，中间夹了一层X、Y轴纵横交错的纳米导线组成的网格矩阵层组成，每个矩阵单元都能感应到人手的触摸。将手的触摸信号传递到与纳米导线相联接的微芯片控制器中，微控制器通过接口将信号传递给电脑，电脑识别触摸在屏幕上的位置[2]。

3.2 键盘的按键布局及工作原理

利用特定软件将感应膜划分为不同的感应区域，每个区域代表一个按键（如图2）。图2中的键盘布局是超声设备控制台的经典布局，在该布局中，上方的按键是常见的字母按键，依据常规K字键盘排列，其每个按键的距离可以利用感应膜的特性去设定远近，在下方就是特定的超声设备的按键，依据不同的用途和性质设定按键功能，对于一些使用频繁的按键可以设置在图中圆弧区域，既醒目也让医疗人员在操作过程中提高击打效率。因为是人机界面操作，所以不存在传统键盘长期使用对操作人员的身体带来一些负荷和慢性病。

键盘上每个按键的位置通过X和Y坐标来定义。当输入信号的时候，超声设备通过判断X和Y坐标属于哪个区域，来识别哪个按键被键入，然后接受信号进行相关的医疗动作，完成诊断（如图3）。图3为该键盘在操作过程中的信号流程图。

3.3 可定制式键盘的设计

该设计能够使键盘多样化变成现实（如图4）。图4为可定制式键盘原理图。键盘的触控采用感应膜实现，通过软件检测按键的坐标位置来判定哪个按键被触发，这一原理非常有利于改变键盘的布局以满足不同客户和用户的需求，不仅仅局限于超声设备或者医疗设备。

4 结语

在分析目前超声设备键盘及其设计存在问题的基础上，本研究将使用舒适感、操作效率以及市场的经济性考虑在内，对键盘整体结构、键盘布局以及满足可定制式要求等方面进行了研究和设计。新型的超声设备键盘具有以下特点：（1）轻易实现根据客户需求定制不同键盘排布方案。本方案采用感应膜，通过软件改变按键的坐标位置来改变键盘的布局，可以非常方便地根据用户需求定制不同按键排布；（2）企业可以在一款产品的基础上快速开发多款衍生产品，可以大幅减少开发费用并缩短研发周期；（3）有利于企业迅速细化市场，扩大客户群及产品市场占有量；（4）客户可以根据自身使用需求随时调整键盘操作界面。

当然一种设计是否真正符合社会需要，还要在考虑多方面因素的基础上进行科学实验和研究。

参考文献

[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】 超声设备的键盘布置随控制对象不同而变化，标准PC键盘布局难以满足要求。运用人机工程学原理展开对台式电脑键盘的深入设计。从整体结构、平面布局、工作流程以及可定制式键盘原理等角度，对键盘进行了改进和完善。而且企业可以在一款产品的基础上快速开发多款衍生产品，可以大幅减少开发费用并缩短研发周期，大大提高了该种键盘的经济性。

【关键词】 可定制式 键盘布局 感应膜

1 引言

电脑已经成为人类不可或缺的工具，它带来了快速的运算、精确的计算以及方便的管理模式。伴随着IT技术的飞速发展，电脑的更新换代速度非常之快，键盘作为人机交互的输入设备也在不断地推陈出新。然而目前市面上多数台式电脑键盘却未能满足良好的宜人性，更别提在现代医疗设备中使用的键盘设计。现代医疗设备中有很大一部分是超声设备，随着计算机水平的提高，超声设备也更新换代，但是其中重要的控制部件——键盘却始终是传统机械式键盘。长时间地使用机械式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。这与当今的人性化设计主流是格格不入的。同时，在实际使用过程中，由于工作性质或者对象的不同，企业对于同一系列的超声设备需要分别制造不同的键盘，这无疑加大了企业的经济投入。目前各大厂家为了占领计算机市场，不仅在软件、硬件方面进行研制开发，而且加大了输入输出设备的设计造型力度，目前键盘的设计已引起众多设计家的重视。文中从键盘的整体结构、平面布局、工作流程以及可定制式键盘原理等角度出发，在分析传统键盘的基础上，提出了对传统超声设备键盘的改进设计。

2 键盘的初步分析

键盘是人与计算机交互的主要手段，也是大量信息输入的主要方式，因此它的设计必须确保工作效率和使用者的健康。传统的超声设备键盘采用机械式按键，而机械式按键有很多缺点：（1）外形和功能单一，不可定制。不改变PCB板和上盖板，没办法改变键盘的布局。（2）不同的人有不同的手感，很难个性化。而且计算机使用者中的反复劳损性损伤、“键盘腕”和尺骨撞击综合征的发生率很高，不符合人机工程学的要求[1]。（3）PCB板不可回收，浪费资源，污染环境。（4）结构及硬件复杂，产品多样化成本高。

因此不管对于用户、生产商，还是对于自然的保护而言，对传统机械式键盘的改造，设计一种可定制式的键盘就显得尤为重要。

3 超声设备可定制式键盘的整体布局设计

3.1 键盘的整体结构

对于传统超声设备控制台的结构进行改进，将机械式键盘的主体结构PCB板更换成纳米触摸感应膜，这样控制台键盘就由键盘顶部、橡胶健、橡胶健支撑和纳米触摸感应膜（如图1）。触摸感应膜是由两张薄膜，中间夹了一层X、Y轴纵横交错的纳米导线组成的网格矩阵层组成，每个矩阵单元都能感应到人手的触摸。将手的触摸信号传递到与纳米导线相联接的微芯片控制器中，微控制器通过接口将信号传递给电脑，电脑识别触摸在屏幕上的位置[2]。

3.2 键盘的按键布局及工作原理

利用特定软件将感应膜划分为不同的感应区域，每个区域代表一个按键（如图2）。图2中的键盘布局是超声设备控制台的经典布局，在该布局中，上方的按键是常见的字母按键，依据常规K字键盘排列，其每个按键的距离可以利用感应膜的特性去设定远近，在下方就是特定的超声设备的按键，依据不同的用途和性质设定按键功能，对于一些使用频繁的按键可以设置在图中圆弧区域，既醒目也让医疗人员在操作过程中提高击打效率。因为是人机界面操作，所以不存在传统键盘长期使用对操作人员的身体带来一些负荷和慢性病。

键盘上每个按键的位置通过X和Y坐标来定义。当输入信号的时候，超声设备通过判断X和Y坐标属于哪个区域，来识别哪个按键被键入，然后接受信号进行相关的医疗动作，完成诊断（如图3）。图3为该键盘在操作过程中的信号流程图。

3.3 可定制式键盘的设计

该设计能够使键盘多样化变成现实（如图4）。图4为可定制式键盘原理图。键盘的触控采用感应膜实现，通过软件检测按键的坐标位置来判定哪个按键被触发，这一原理非常有利于改变键盘的布局以满足不同客户和用户的需求，不仅仅局限于超声设备或者医疗设备。

4 结语

在分析目前超声设备键盘及其设计存在问题的基础上，本研究将使用舒适感、操作效率以及市场的经济性考虑在内，对键盘整体结构、键盘布局以及满足可定制式要求等方面进行了研究和设计。新型的超声设备键盘具有以下特点：（1）轻易实现根据客户需求定制不同键盘排布方案。本方案采用感应膜，通过软件改变按键的坐标位置来改变键盘的布局，可以非常方便地根据用户需求定制不同按键排布；（2）企业可以在一款产品的基础上快速开发多款衍生产品，可以大幅减少开发费用并缩短研发周期；（3）有利于企业迅速细化市场，扩大客户群及产品市场占有量；（4）客户可以根据自身使用需求随时调整键盘操作界面。

当然一种设计是否真正符合社会需要，还要在考虑多方面因素的基础上进行科学实验和研究。

参考文献

[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