【转帖】鼠标的工业设计方法

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鼠标的工业设计方法
www.iCAD.com.cn  2003-6-11  CAD世界
  
鼠标设计在工业产品设计中是一类比较典型的操作型产品的设计，涉及到多方面因素，如人机因素、人体标准、新产品创意和大规模生产等。在目前鼠标已形成大批量生产的情况下，如何设计出有特点、符合大规模生产要求，同时又充分满足使用要求的鼠标，是鼠标设计中必须考虑的问题。由于鼠标设计在工业产品设计中比较有代表性，因此其方法也可为其他产品设计提供借鉴。一、 寻找创意，确定项目创意通常应使用者的要求而产生，本文涉及的专用型鼠标是特别为I-DEAS的使用者设计的。I-DEAS是用于机械及产品三维参数化设计的高端设计软件，该软件功能强大、易于掌握，而且数据准确。然而，软件也给使用者带来了一些问题。通常情况下，当设计者使用I-DEAS进行设计时，要用鼠标进行单击、双击、回车与取消等操作，同时还必须使用键盘上的功能键来实现其他功能，并频繁地使用数据键输入数据。这就要求人们用右手操作鼠标，用左手输入数据。但目前的键盘只在其右方有数字小键盘，如用左手输入数据，只能敲击大键盘上方的数字键。而对于一般人来说，用左手输入数据不是一件容易的事，人们总是习惯于用右手输入数据。这就意味着使用者的右手需要离开鼠标，回到键盘上输入数据。这样操作显然很不方便。当人们使用其他与大量数据有关的软件（如统计类软件）时同样会感到不方便。针对以上问题，我们产生了一种新型鼠标的设计创意。这种新型鼠标在具有普通鼠标原有的三个键的同时还含有数据键。所有数据键均布于鼠标上的一个小键盘上，使用者很容易就可触摸到。这使得数据的输入又快又准确，也减轻了设计者的工作疲劳程度。二、设计过程1．调研针对此类产品的方法向现有用户进行调研是非常必要的。通过对用户使用方式、操作习惯的了解，可更准确地把握多数人的操作习惯，从而确定产品最佳的设计形式。针对于不同产品，其调研方式也各不相同。针对鼠标的调研，我们采用一次性成相的相机拍摄不同的用户使用鼠标时的操作方式，以确定人们日常的使用习惯。通过调研分析，我们了解到，使用者分左手操作和右手操作两类，这要求我们设计的鼠标能同时满足左、右手操作的需求。为满足这一需求，一种方案是成对的设计，这种设计成本高，但舒适度好。另一种是结构为左右对称式的设计，这种设计成本低，但舒适度有所下降。目前日本有一种新型鼠标设计，这种设计既保证了分别适合于左、右手操作，同时与普通鼠标相比成本基本保持不变，适用于无线鼠标。在本文中笔者采用了对称式设计。通过调研分析，多数操作者用食指、中指、无名指按键，用拇指控制鼠标的位置，因此新鼠标的操作方式应尽量符合这些习惯。2．了解通用结构(1) 了解通用鼠标的外形尺寸是非常重要的，因为它们已经是成型的产品，很多尺寸可以直接借用，由此避免重复设计。通用鼠标外形尺寸如图1、图2所示。 图1 二键通用型鼠标 图2 三键通用弄鼠标(2) 了解通用鼠标的内部结构是我们设计新型鼠标的基础。由于新型鼠标的设计必须保留通用鼠标的基本功能，同时在其基础上进行改进。为使新的鼠标设计适于大规模生产，在设计内部结构时应尽量保持基本零件的通用性。通用鼠标内部结构及原理如图3所示，新型鼠标基本工作原理如图4所示。 图3 通用鼠标内部机构图 图4 新型鼠标基本工作原理(3) 键盘的基本尺寸应符合内部电路元件要求，这个原则是经过以往多次论证而延用的，因此设计必须尽量符合标准。通常数据键盘的尺寸为58mm×78mm，数据键中心距的最佳尺寸为19.5mm。(4) 为便于模具设计与生产，鼠标外形最好为一个整体。3．新鼠标的几种设计方案新鼠标的三种设计方案分别如图5、图6、图7所示。方案一的主要特点是将数据键摆放在手掌的下方，鼠标弧面为一整体。方案二的主要特点是将数据键摆放在鼠标的前端，使前端成平面与桌面接触。方案三的主要特点是将数据键摆放在鼠标的前端，同时前端数据键与平面有一倾斜的角度。4．优化最佳设计方案对以上几种方案进行比较，选择最优化的设计作为选用方案。我们可以通过列表比较的方法，分析各种设计方案的优、缺点（分析过程中考虑的因素可因不同的设计所涉及方面的不同而不同），从而找出最优的设计方案。比较情况见表1。 图5 新型鼠标设计方案一
  
图6 新型鼠标设计方案二
  
图7 新型鼠标设计方案三 表1 对三种设计方案的比较 根据以上对比，可以很清楚地看出第三种方案为最优方案。这种方案的操作方式是值得考虑的，如果最终的设计方案所存在的问题可以得到解决，便可继续进行设计。5．对最佳方案进行最终的结构设计及造型设计(1) 人机设计由于新型鼠标的后部与通用鼠标结构大致相同，因此其主要外型尺寸可依据通用的鼠标外型设计，掌部鼠标弧面尺寸如图8所示，新型鼠标侧面手掌部弧面示意如图9所示。 图8 新型鼠标侧面尺寸图 图9 新型鼠标侧面手掌部弧面示意另外，根据通常的数据排布方式及人体的手部标准，可设计出前部数据键区域，如图10、图11所示。 图10 新型鼠标附视图 图11 新型鼠标侧面数据键布置图人体尺寸标准在产品设计中是非常重要的。在欧洲，人体尺寸标准已经做得非常细致，但仍不能完全满足设计的要求。人们只有对使用产品的人群标准有所了解，才能设计出满足大多数用户需要的产品。在以上鼠标设计中涉及到如下几个标准：手的食指的尺寸标准、中指的尺寸标准、无名指的尺寸标准、拇指的尺寸标准和人手掌宽度的标准等。关于手指抬高的尺寸在标准中无法得到，需要采用其他的方法解决。如图12所示。
  
图12 设计尺寸简图设计手指抬高尺寸时需考虑两点 ：小键盘容易触摸；当操作鼠标而不输入数据时，不会引起误输入。(2) 外型设计当今产品设计风格分为欧洲风格和亚洲风格，其中亚洲风格以日本设计为代表。西方人认为日本的设计过于柔软（Soft），设计全部采用曲线、圆角，过分吸引人的注意，使视觉得不到休息。另外，从设计曲线上来看，当今设计是曲线与直线相结合的设计。刚柔相济，相辅相承。有非常柔软的曲面，又有非常强硬（Strong）的棱角，使刚蕴于柔中，传统与现代相结合，达到完美的平衡，体现了现代设计的思想。(3) 生产工艺设计所有鼠标内的配件应为标准件。进行外型设计时应尽量考虑易于模具的设计与生产、降低成本等因素。鼠标导线位置既不能有碍于移动鼠标，也不能使手在未操作时被导线拖动。因而导线一定要很灵活，这样既可使操作灵活自如，又不使鼠标在导线缠绕时因塑料内部的张力而移动。在外形与颜色方面，我们选择了为所有电脑进行的通用设计。鼠标材质应为塑料，因为塑料的触感较好，颜色也易于改变。三、制作首版初步确定方案后，还会有一些依靠人体标准无法解决的问题，如前面所提到的手指抬高尺寸所对应的数据键面的倾斜角度，这时需要利用模型来解决这些问题。我们按照设计方案制作模型（如图13所示），然后仔细研究操作时的不同动作，体会这种方案的不足，不断修改模型和设计方案，使之达到最佳效果。
  
图13 首版模型四、方案展示、论证及完善通过展示方案可征求多方的建议，同时向客户说明设计意图，争取得到客户的认可。如客户提出意见，还需做进一步的完善，直至客户满意为止。通过以上所述鼠标设计的过程，不难看出产品设计要采用科学的设计方法。只有循序渐进，注重细节，讲究科学，以使用者需求为设计依据，加强人体标准的研究，才能设计出用户喜爱的产品。  
  
原作者：深圳职业技术学院

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