一種靜音舒適型鼠標(biāo)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

薛方展 繆江華 閆世永 楊新建

摘?要：本文針對(duì)鼠標(biāo)在使用過(guò)程中附帶噪聲及長(zhǎng)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(jì)，分析了這種新型鼠標(biāo)的性能特點(diǎn)及潛在的市場(chǎng)需求。

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

中圖分類(lèi)號(hào)：TP21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）10（a）-0037-01

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)得到迅速普及，鼠標(biāo)作為一種與計(jì)算機(jī)配套使用的便捷的定位、輸入設(shè)備為廣大計(jì)算機(jī)使用者所熟知。鼠標(biāo)的種類(lèi)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(wú)線(xiàn)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(guò)程中普遍存在兩種缺陷，一是點(diǎn)擊過(guò)程中存在噪音，即“咔嚓、咔嚓”的聲音，一定程度上會(huì)對(duì)使用環(huán)境造成不良影響；另外，使用鼠標(biāo)時(shí)，手的姿勢(shì)比較固定，長(zhǎng)期、長(zhǎng)時(shí)間使用鼠標(biāo)，極易造成“鼠標(biāo)手”[2]，給使用者帶來(lái)健康困擾。本文針對(duì)傳統(tǒng)鼠標(biāo)存在的使用缺陷，設(shè)計(jì)開(kāi)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(guò)振動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)手部的按摩，完美消除了上述缺陷帶來(lái)的使用問(wèn)題。同時(shí)我們的設(shè)計(jì)具有原理簡(jiǎn)單新穎、功能易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，體現(xiàn)了升級(jí)換代產(chǎn)品所應(yīng)有的實(shí)用性、有效性、人性化等優(yōu)點(diǎn)。

1靜音功能實(shí)現(xiàn)

1.1 靜音功能設(shè)計(jì)思路

通過(guò)對(duì)大量傳統(tǒng)鼠標(biāo)的拆檢研究發(fā)現(xiàn)，操作鼠標(biāo)時(shí)的噪聲來(lái)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(hào)傳輸部件，信號(hào)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(dòng)觸點(diǎn)5，傳感支柱上與動(dòng)觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)的部分為定觸點(diǎn)。金屬簧片背離動(dòng)觸點(diǎn)的一端與支架卡放而固定，金屬簧片距離動(dòng)觸點(diǎn)三分之二處由支點(diǎn)支撐，按鍵位于金屬簧片的支點(diǎn)與動(dòng)觸點(diǎn)之間。傳感支柱與支架穿過(guò)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(jì)

槽形光耦產(chǎn)生的噪音來(lái)源于其內(nèi)部的金屬?gòu)椈善谑髽?biāo)按鍵的按壓下，金屬?gòu)椈善l(fā)生彈性形變，按壓動(dòng)作停止后，在彈性形變恢復(fù)的過(guò)程中，彈簧片會(huì)自由振動(dòng)，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(dòng)，就能實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)的靜音。

為了阻止金屬片振動(dòng)，我們把按鍵的位置移動(dòng)至動(dòng)觸點(diǎn)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(guò)程中的自由振動(dòng)。

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(shí)現(xiàn)

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

2振動(dòng)功能的實(shí)現(xiàn)

2.1 振動(dòng)功能的設(shè)計(jì)思路

“鼠標(biāo)手”形成的原因：在使用鼠標(biāo)時(shí)，人的腕關(guān)節(jié)向掌面屈曲的活動(dòng)度約達(dá)到70～80°，向手背部屈曲達(dá)到50～60°，這會(huì)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(huì)壓迫腕管，而且反復(fù)機(jī)械地集中活動(dòng)一兩個(gè)手指，而配合這種單調(diào)輕微的活動(dòng)，還會(huì)拉傷手腕的韌帶，導(dǎo)致周?chē)窠?jīng)損傷或受壓迫。我們通過(guò)賦予鼠標(biāo)振動(dòng)的功能來(lái)解決這一問(wèn)題。

2.2 振動(dòng)功能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

針對(duì)以上思路，本創(chuàng)新作品名稱(chēng)是雙模式振動(dòng)鼠標(biāo)，鼠標(biāo)內(nèi)安裝有定時(shí)振動(dòng)單元和即時(shí)振動(dòng)單元，定時(shí)振動(dòng)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(shí)振動(dòng)器；即時(shí)振動(dòng)單元包括串連的開(kāi)關(guān)、電位器、定值電阻，開(kāi)關(guān)與USB供電電源相連，電位器連接有即時(shí)振動(dòng)器。本新型鼠標(biāo)內(nèi)安裝有振動(dòng)器，可產(chǎn)生振動(dòng)，對(duì)手部進(jìn)行按摩，減輕了鼠標(biāo)手的病癥，安裝的兩個(gè)振動(dòng)單元可產(chǎn)生兩種振動(dòng)模式，可定時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)按摩，無(wú)需控制，自動(dòng)化高，也可控制隨時(shí)振動(dòng)，鼠標(biāo)的使用自由度高。

2.3 過(guò)程模擬

2.3.1即時(shí)振動(dòng)

按下開(kāi)關(guān)S，供電電源接通，即時(shí)振動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)M工作，立即產(chǎn)生振動(dòng)效果。由于電位器RW與定值電阻R串連，即時(shí)振動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)M與電位器RW連接，調(diào)整電位器RW可調(diào)整即時(shí)振動(dòng)器電動(dòng)機(jī)M的電壓，使即時(shí)振動(dòng)器電動(dòng)機(jī)M轉(zhuǎn)速變化從而即時(shí)振動(dòng)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(dòng)效果。

2.3.2 定時(shí)振動(dòng)

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

3結(jié)語(yǔ)

本作品是針對(duì)目前各種鼠標(biāo)按鍵和滾輪使用中附帶聲音給用戶(hù)造成的不便和長(zhǎng)期使用鼠標(biāo)造成鼠標(biāo)手的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)鼠標(biāo)工作原理和結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)和研究，設(shè)計(jì)方案，并付諸實(shí)施獲得的實(shí)物成果。作品具有原理簡(jiǎn)單、易于操作、有效實(shí)用和人性化的特點(diǎn)。更重要的是，靜音功能的實(shí)現(xiàn)幾乎沒(méi)有改變鼠標(biāo)的生產(chǎn)成本，在人們?cè)絹?lái)越追求安靜環(huán)境的需求下，具有很大的市場(chǎng)潛力。

參考文獻(xiàn)

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

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