一种角度可调节的立式鼠标创新设计

金信琴　周辰　楚鹏

摘要：目的解决立式鼠标针对游戏等高频率的操控行为时效率低下的问题。方法通过用户访谈以及主观评价表对用户在不同的使用目的下的用户需求进行分析，设计定位以了解用户的生理以及心理模型。对立式鼠标的使用方式、产品形态等进行了针对性设计。结论角度单一的立式鼠标不能满足用户多方面的需求。并且会造成用户使用效率的低下，手部疲劳感的增加。多角度可调节的立式鼠标能够遵循用户行为习惯，最大化地满足用户需求。

关键词：工业设计 立式鼠标 主观评价 用户访谈

中图分类号：TB472 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2018）02-0122-02

引言

长时间使用平式鼠标会造成手臂以及肩背部的疲劳，同时因手臂内经络交叉，或造成腕管综合征等疾病。杨磊等通过分析立式鼠标的人机关系，得到立式鼠标可以消除鼠标使用过程中手腕处的角度扭转从而使用户手臂放松，在一定程度上缓解了用户长期使用鼠标所造成的鼠标手问题。Quemelo，Paulo R.V.等通过分析使用立式鼠标以及平式鼠标使用过程中手臂肌电值的变化得到了立式鼠标能够缓解腕伸肌的活跃程度，减少手部的疲劳。Hedge等通过对不同角度鼠标的使用效果分析，发现鼠标的角度对鼠标的使用效果起相反的作用效果。Straker lion等通过分析被试者的一段时间内使用鼠标的感受发现立式鼠标较难使用，用户不易控制鼠标移动，稍微减轻了手部的不适感。上述研究对鼠标所造成的健康问题、人机关系以及使用效果上进行了分析和试验，但缺少针对不同使用目的下使用效果的分析。立式鼠标作为控制器的一种需要满足用户办公、浏览网页、操控游戏等多种使用目的下对舒适度以及使用效率的追求。因此人机工效学鼠标除了缓解用户手部疲劳等问题之外，须结合不同的使用需求针对用户不同的使用习惯、行为方式从而进行人性化设计。

一、操作方式及主观评价分析

通过使用odoplus鼠标操作统计软件记录相同时间内鼠标进行不同操作下的鼠标路径和点击次数。为了针对性地研究立式鼠标的使用效果，将鼠标操作行为分为高操控频率行为和低操控频率行为两种。（如图1）为odoplus软件界面。

对比不同操控频率下平式与立式鼠标的使用效果。试验选取6名被试者，被试者分别使用平式鼠标与立式鼠标进行操作频率较低的word办公操作以及鼠标操作频率较高的点击类游戏的操作。试验所用鼠标（如图2）所示。

产品的可用性可以从产品的多个维度进行评价，但是评价指标过于单一不足以反映产品整体水平。因此试验结束后，被试者填写了主观调查问卷，并进行了用户访谈。主观调查问卷项目有鼠标使用方式是否符合个人习惯、使用word等办公软件时立式鼠标的抓握舒适度、鼠标操作过程手部是否有酸胀感，前后移动是否舒适，形态是否满意等共计10项。问卷满分为100分，分别记录用户对以上各项指标的评分。使用spss和Excel软件对数据进行统计和处理，并以p<0.05有显著差异，p<0.01有极显著差异作为评价指标。分析结果（如图3）所示。在鼠标使用方式是否符合个人习惯方面，立式鼠标得分为34.375分，平式鼠标得分为89.625分，平式鼠标较立式鼠标更符合用户习惯；在使用word等办公软件时立式鼠标的抓握舒适度为50.625分，平式鼠标得分为25.5分，使用立式鼠标办公手部感觉更舒适；使用word等办公软件时立式鼠标的使用效率为42.875分，平式鼠标为62.25分，在使用word办公软件时平式鼠标效率更高；使用立式鼠标进行游戏操作行为的使用效率为35.5分，平式鼠标的使用效率为66.125分，立式鼠标进行游戏操作时效率较低；进行游戏操作时立式鼠标的抓握舒适度为42.2玢，平式鼠标为66.875分，平式鼠标抓握更舒适。

访谈以及调查问卷表明：

（一）在进行操作频率高的点击类游戏操作时立式鼠标使用效率低，且部分用户表示游戏过程中无法抬起立式鼠标，实现鼠标远距离移动，导致增大了游戲过程中手部的疲劳感。立式鼠标的使用方式不符合长期形成的操作习惯。

（二）用户在使用鼠标进行word力公软件操作时，使用立式鼠标使手部更放松，但是使用效率低于平式鼠标。左右移动过于灵活出错率较高。

二、需求分析及设计定位

通过对主观调查问卷的整理与分析，本文从以下几点入手设计与改进立式鼠标。

（一）使用方式丰富

长时间使用平式鼠标会造成鼠标手等不可修复的疾病，而肌肉疲劳作为日常工作生活、体育活动、康复训练中不可避免的一种生理现象，其出现会降低人的工作效率。在鼠标使用过程中不可避免的，手部会产生疲劳。

立式鼠标因其与桌面存在倾斜角度，用户主要通过拇指与四指握住鼠标来控制鼠标左右移动。而传统鼠标则要通过拇指与小指来控制鼠标移动。相对于平式鼠标，立式鼠标在使用过程中需要更多的手指发力，增大了手部的疲劳程度。针对于鼠标使用频率较高的行为，如使用鼠标进行Photoshop绘图，以及使用鼠标进行游戏等操作时，立式鼠标的使用效果较差、工作效率低，虽然立式鼠标可以缓解腕管内经脉交叉，但产生了程度更高的肌肉疲劳情况。较使用平式鼠标效率更低且肌肉酸痛更强烈。结合用户的使用场景分析，进行短暂性高操控频率的行为时使用平式鼠标效果更佳。（如图4）为使用平式与立式鼠标时手部施力情况。

对于鼠标操作频率较低的行为如浏览网页、使用办公软件时，立式鼠标的设计更加符合人机，用户手腕自然搭付在桌子上，手掌及手臂处于放松状态，长时间使用立式鼠标能减少手臂长久交叉式的生理疲劳。所以针对低频率操作行为时立式鼠标更适合用户长期使用。

综合以上分析为了满足用户不同的使用需求，鼠标应具有立式及平式两种使用方式，单一的使用状态不能满足用户在多个场景下的使用需求。

（二）尊重用户无意识行为

人的无意识行为是在长期生活中积累的一种习惯性行为。人的无意识行为产生过程极快，并且具有隐蔽性。平式鼠标长久的使用過程中，鼠标的使用方式已经转化为用户的无意识行为，用户与传统平式鼠标间的交互方式更加流畅。

立式鼠标的使用依靠手腕屈伸来移动鼠标，迎合关节移动的方向使移动更灵活同时立式鼠标依照人体工程学原理，令手臂彻底放松使移动范围更加宽广。然而传统鼠标在长期的使用过程中，用户将使用平式鼠标的行为习惯已经转变为一种无意识行为。致使在使用立式鼠标时用户会感觉鼠标移动过快导致操控的精准度降低、出错率增高导致了使用效率的降低。为了满足用户这一特征，应周期性逐渐改变用户的无意识行为，随着使用周期逐渐增加鼠标倾斜角度，使用户逐渐适应新的使用方式逐渐达到用户手腕及手臂最为放松的角度。避免直接使用立式鼠标所产生的差异感。（如图5）所示为平式和立式鼠标手腕摆动姿势。

（三）符合人机工程学的按键排布

人体各关节的活动有一定的限度，超过关节活动限度，将会造成损伤。立式鼠标使用过程中，食指与中指需要负责控制鼠标左右移动与点击按键的动作。立式鼠标使食指与中指自然地搭付在鼠标上不进行过多的移动。从而减少手部疲劳的产生。

（四）满足不同用户需求的倾斜角度

市场上存在的立式鼠标越来越倾向于材料的创新，形态的多样化，而缺少对倾斜角度的研究。不同的体态、性别、年龄的用户具有较大的个体差异，在使用鼠标过程中的手臂扭曲角度因用户的坐姿、上半身长度、桌面高度等参数而存在差异。单一的倾斜角度不能保证用户使用过程中手臂以及肩部有效地减缓疲劳。为了满足用户个性化需求，产品应具有角度可调节机制，结合用户自身情况调整合适的角度。以用户为中心进行设计，不仅使产品更具可用性，更能满足用户情感需求，使鼠标产品体现出尊重用户的精神文化。使用户体验到使用的愉悦。

二、设计方案

（一）功能设计

根据文中分析，通过对鼠标的构想以及设计方案多次的修改得到了角度可调节鼠标的最终设计方案。鼠标底部具有两个平面使鼠标具有平式以及立式两个状态，通过鼠标后侧旋钮，控制鼠标底部档板的倾斜角度，使鼠标与桌面的接触面积保持一定，保证鼠标使用过程中的稳定性。底部档板连结着内外层互相嵌套的遮挡结构，随着底部档板角度增大而延展，以保证产品在任何角度下用户都能安全抓握避免内部元器件暴露使用户收到损伤。倾斜过程变换（如图6）所示。

（二）结构设计

产品的结构分为外部结构部件，辅助结构部件两部分。

外部结构部件：角度可调节鼠标结构（如图7）所示，鼠标外壳主体部分1，增大摩擦的橡胶垫2，灵敏度调节按钮4，鼠标滚轮5，调节倾斜角度的旋钮6，底部档板3，以及保护鼠标内部支撑结构的折叠结构7。

（三）详细尺寸设计

鼠标尺寸的设定过小或过大都将影响用户抓握，降低使用效率，参考李宏汀对大学生手型尺寸的各项参数值设定了鼠标详细尺寸（如图8）所示，手掌自然贴付于鼠标上拇指与小指放置位置间距为60mm，鼠标最高点为37.5mm，整体长度为120mm，鼠标滚轮至后端为67mm满足拇指操控滚轮的舒适性。

（四）样机试验

通过制作1：1样机模型分对产品平立式两种状态的抓握舒适度进行了测试（如图9）所示。

结论

本设计解决了目前的立式鼠标不能满足用户在多个使用场景下的对效率以及舒适度的追求。从用户使用场景以及鼠标与用户的交互行为出发，提出设计需求和针对的解决方案；从鼠标的使用场景、用户的无意识行为、以及产品的人机工程角度设计了产品的功能、使用方式、按键排布；最终确定了设计方案以帮助完善立式鼠标所存在的功能缺陷，为同类产品的设计提供了新的思路。