便携式手持设备的设计与应用研究

李轩

摘 要：随着我国工业制造水平的不断提高，便携式手持设备的市场需求越来越大。不仅追求实用性、美观性，在整体生产设计上也开始不断探索新的领域，结合当代的智能化数字化技术，在人机界面等方面，探索新的手持设备的色痕迹原则。本文从工业设计的角度出发，对手持设备的工程学原理、界面设计、工业产品设计美学等方面展开分析，希望关于此类设备的产品设计创新能够对业界具有参考价值。

关键词：便携式；手持设备；设计应用

便携式手持设备的市场需求不断增加，使得其功能和外形都需要不断改进和完善，例如多芯片等的开发设计和组装，都需要从传统的设计中进行创新，向着轻型高效的方向迈进。人们开始对更加先进的技术产生了追求和以来的心理，这就是市场给工业产品带来的机遇和挑战。

1、便携式手持设备的产品分类

从实用和功能上进行分类，便携式设备可以分为两大功能产品，一类是娱乐类，一类是工具类。

娱乐类的产品一般包括移动手持设备，以手机为代表的智能化便携式手持设备拥有的共鞥包括运算能力和娱乐能力等[1]。

工具类手持设备包括了数据采集器，如条码扫描终端，手持采集器 、手持条码数据扫描终端等等，手持采集设备提供给用户的是一个小型查询系统，载体就是手持终端设备，这些设备拥有者无线传输和接收信号的功能，能够将工作中产生的故障电流、线路节点参数等进行查询和监测，使得故障点的准确位置被精确地监测出来。

还有IC卡手持终端，包含了读写的功能，通过集成接触和非接触的终端等，目前主要应用在IC卡读写器和手持IC卡数据采集器上。

手持指纹采集终端主要实用指纹识别系统，对指纹进行采集，收录于手持终端加以识别。

另外，还有一些手持终端广泛应用在公共事业数据记录和采集上，如电力抄表等。

2、便携式手持设备的外观设计

便携式手持设备的面板的设计上，与其他工业设备的主要区别在于具有便携性和可操作性。通过人机进行操作，能够对手握区域、外部接口区域、显示和操作区域进行接触，同时，手持检测设备的外观设计，还要能够与人体结构相契合，达到手持的舒适度等。

2.1传统的便携式设备在造型上多实用平板式设计。这种设计在功能上具有工業性能，造型较为中庸，不时尚和前卫，制造上本着节约成本的原则，广泛应用在批量生产上，能够适应在多种环境下使用，缺点是亲和力不强，造型不够吸引人，在市场中的竞争力较弱。

2.2在传统的平板设计上加以创新后，一种弯曲式的造型设计吸引了人们的眼球，这种设计的优势在于将把手部位进行了设计，让人在使用的时候倍感舒适，缺点在于工业感较差，与日用产品类型较为贴近[2]。

2.3对把手进行了设计，采用了适合人的握力的长把手的设计，形成整体和长条的造型。人的单手就能掌握，缺点是这种设计方式在功能使用上较为有限，不会有很多的案件和输入设备的模块设计，因此这种造型适用于单手操作。

2.4将手持设备的优点加以融合后，也可以进行多种场景的单手操作的就是改良后的枪式造型设计，这种设计人性化十足，能够满足功能要求的基础上，在气场上有所突破，缺点是体积较大，不易携带，运输包装成本较高。

2.5翻盖式造型设计，设备功能完善，但是随着触摸式造型设计的出现，逐渐正在淡出市场。

3、便携式手持设备的色彩设计

手持设备的应用伴随着新材料新工艺的不断演进，也不断地花样翻新。随着材料的多样化发展，人们注意将生活与制造紧密结合，越来越多的新材料和新工业被加以运用。产品的色彩开始变得更加绚丽多姿，手持设备的色彩搭配随着造型的变化也不断涌现出让人眼前一亮的创意，与机械类手持设备的黑白灰颜色相比，亲民的手持设备在用色上更加大胆，利用彩色的注入不但让产品更加富于个性，而且也能够起到一定的警示作用。

4、便携式手持设备的结构设计

防护套、主机、收发天线等是便携式手持设备的标配，一般采用组合排列的方式进行拼装，实用无线信号进行设备的检测。

便携式手持设备的结构主要包括了外壳、显示、操控和信号处理等部分。同时每台便携式设备中拥有了输入、输出接口，充电接口和音频接口等。每种接口的位置各有不同，如充电接口位于主机的下部，音频输出接口则被设置在主机的上部。

5、便携式手持设备的电气设计

便携式手持设备的电气发生互联，从结构上对形态加以分析，可以分为动态和静态电气的互联，采用动态电气的互联能够在工作或者非工作状态下，对便携式手持设备进行旋转或者平移，同时经过互联网的插件的运动，静态的电气互联设备本身拥有整体和组合体，使得内部电气的互联能够在使用中不断地发出高频和低频的信号，使得电气的插件能够保持静止的互联的状态[3]。

5.1便携式手持设备的电气互联设计，包括了低频和高频的信号互联，能够将板卡直接按额对板进行互联，解决互联设计中一些微型连接器由于尺寸小、成本低带来的空间的占用面积过小的问题。

5.2采用低频信号进行互联设计，可以让细间距的柔性电路发生印刷接触。这种接触可以讲电路连接器具紧密封装在一起，使得柔性印刷电路的连接能够达到尺寸紧凑，对空间进行达到的节约。柔性印刷电路连接器的信号处理是在显示屏的模块和操作按键之间进行互联的。这种连接的优势在于能够重复循环实用，磨损度小。而且柔性印刷单路的连接器的印刷线间距的不同导致了驱动的推拉和轻弹，将预组装的盖子连接在了连接器和FPC的端子之间。

在电路来凝结其的单面接触的和双面接触的便携式设备的电路设计中，双面的接触连接器，不仅节省了大量的空间，也节省了价格，底部接触和顶部接触的设计，使得便携式设备能够对各种环境适应，独有的FPC锁定达到了电缆定位要求的良好效果。

5.3高频信号的静态互联合设计，是便携式手持设备采用了多针轴线路板对接得到的效果。这种设计具有柔性和半刚性的同轴线，能够解决电磁干扰的问题，而且半刚性的同轴线自带屏蔽层，可以在屏蔽措施发挥的情况下占据大量的空间。

5.4动态的电气互联是便携式手持设备采用微小型板进行动态电气互联设计的一个重要的设计理念。通过该设计，低频信号实现了互联，高频信号在便携式设备互动和旋转的区域能够与低频信号进行互转，实现细间距的柔性印刷电路连接器的紧密封装和连接。这种功能作用在信号处理和显示屏的模块中的操作与互联上，缺点是运行可靠性低，带线在滑动和旋转后容易发生断裂。

结语：

无论是从外观设计还是从工业设计、功能设计的角度，便携手持设备都是人性化和美观性、智能化的统一综合体，经过产品在市场的投放后，一些产品受到了消费者的欢迎，尤其是在外观造型上人性化的色痕迹，市场占有份额逐渐增大，再加上经过对美观性和操作性的研发以及评估软件的开发，多功能高度综合化的便携设备已经成为了一个发展趋势，集中了多种功能于一身，而且实现了超轻量化、低功耗和高效散热。

参考文献：

[1] 胥继锋.新型嵌入式RFID便携设备的研究与设计[J].山东工业技术，2014，（10）：118-118.

[2] 便携式测向机R&S DDF007手持式设备实现无线电监测和测向[J].中国无线电，2011，（8）：75-76.

[3] 陈亮，咸德勇，刘思慧等.一种新型高精度低功耗守时芯片[J].国防科技大学学报，2013，35（3）：176-180.

[4] 刘敬敏，付茂岳，郭凯等.固定电源插座插拔力测量装置研究[J].计测技术，2013，33（5）：53-56.