人機(jī)工程學(xué)在計(jì)算器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

楊夢(mèng)穎 李文熙

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714015

摘要：本文結(jié)合人機(jī)工程學(xué)，基于CASIO fx82ES計(jì)算器的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從該產(chǎn)品按鍵、字體大小及機(jī)體設(shè)計(jì)三方面分析了其中應(yīng)用的人機(jī)工程學(xué)原理，得出了符合人機(jī)工程學(xué)原理的計(jì)算器設(shè)計(jì)的基本思路，對(duì)未來(lái)可能的計(jì)算器創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了人機(jī)工程學(xué)基礎(chǔ)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：人機(jī)工程學(xué)；計(jì)算器；鍵盤(pán)設(shè)計(jì)

人機(jī)工程學(xué)是研究人及其與人相關(guān)的物體、系統(tǒng)及其環(huán)境，使其符合人體的生理、心理及解剖學(xué)特性，從而改善工作與休閑環(huán)境，提高舒適性和效率的邊緣學(xué)科。計(jì)算器作為常用的數(shù)字運(yùn)算工具，是必備的辦公用品之一。計(jì)算器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、外形設(shè)計(jì)以及鍵盤(pán)設(shè)計(jì)是否合理，與使用者使用舒適性、工作效率息息相關(guān)。因此研究計(jì)算器設(shè)計(jì)中的人機(jī)工程學(xué)原理具有重要意義，但目前針對(duì)計(jì)算器中的人機(jī)工程學(xué)原理還鮮有學(xué)者研究。

1 計(jì)算器設(shè)計(jì)中的人機(jī)工程學(xué)

1.1 按鍵設(shè)計(jì)的人機(jī)工程學(xué)

CASIO fx82ES計(jì)算器按鍵可分為模式區(qū)、方向控制區(qū)、功能區(qū)、數(shù)字區(qū)。根據(jù)人機(jī)工程學(xué)中對(duì)操縱裝置的特征編碼與識(shí)別，操作按鍵的編碼方式有位置編碼、形狀編碼、大小編碼、操作方法編碼、顏色編碼、標(biāo)志編碼。該產(chǎn)品按鍵設(shè)計(jì)中，體現(xiàn)出位置編碼、形狀編碼、顏色編碼的形式。

1.1.1 位置編碼

模式區(qū)“ON”鍵置于計(jì)算器按鍵面板的右上角，符合開(kāi)機(jī)操作的習(xí)慣。由于人手向各個(gè)方向的反應(yīng)時(shí)間不同，大量試驗(yàn)表明，右手向右前方動(dòng)作的反應(yīng)時(shí)間最短、動(dòng)作最迅速，故將“ON”鍵置于右上角利于快速開(kāi)機(jī)，提高工作效率。模式區(qū)左上角“SHIFT”鍵與其他按鍵配合，能實(shí)現(xiàn)由常用模式向非常用模式切換。人機(jī)工程學(xué)研究表明，人的觀察順序?yàn)椋鹤笊稀疑稀笙隆蚁?，且沿觀察順序方向注意力降低?！癝HIFT”鍵起到總控作用，將其置于按鍵面板的左上方能最先吸引操作者注意。數(shù)字區(qū)布置一般沿用計(jì)算機(jī)小鍵盤(pán)的布置。

1.1.2 形狀編碼

方向控制區(qū)按鍵的形狀和其他區(qū)域有明顯不同，該按鍵外形為圓形，集成四個(gè)方向的控制于一體，左右上下四個(gè)方向分別指示光標(biāo)左右上下移動(dòng)，該按鍵的設(shè)計(jì)符合操縱顯示的運(yùn)動(dòng)方向相合性原理。

1.1.3 顏色編碼

計(jì)算器功能區(qū)和部分?jǐn)?shù)字區(qū)的按鍵顏色不同，除了在按鍵上用白色標(biāo)識(shí)的常用功能以外，多數(shù)按鍵在其上方用土黃色還標(biāo)識(shí)了其非常用功能。這種用顏色編碼來(lái)區(qū)別按鍵不同功能的方式不僅能有效區(qū)分同一按鍵的不同功能，更能使不同功能集成于同一按鍵，從而大大減少按鍵數(shù)量，顯著減小計(jì)算器體積。

1.2 字號(hào)設(shè)計(jì)的人機(jī)工程學(xué)

正常使用時(shí)將計(jì)算器置于桌面，人眼與計(jì)算器顯示屏的距離最大不超過(guò)50cm，該產(chǎn)品最小字號(hào)為7號(hào)，高度為2mm。對(duì)于視力為1.0的使用者，能分辨視覺(jué)對(duì)象的最小視角為1，在距顯示屏50cm處能看到的最小刻度為0.145mm，該產(chǎn)品最小字號(hào)能夠使使用者清晰的辨認(rèn)出LCD顯示屏上的數(shù)字，符合人機(jī)工程學(xué)原理。

1.3 機(jī)體設(shè)計(jì)的人機(jī)工程學(xué)

1.3.1 尺寸設(shè)計(jì)

CASIO fx82ES計(jì)算器整身尺寸為78mm×160mm，根據(jù)成年人人體尺寸國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10000—1988，成年男性95百分位手掌尺寸為89mm×196mm，成年女性95百分位手掌尺寸為81mm×183mm。不難看出該產(chǎn)品外形尺寸和手掌相近，方便操作便于攜帶，符合人機(jī)工程學(xué)原理。

1.3.2 蓋板設(shè)計(jì)

蓋板采用滑軌設(shè)計(jì)，將蓋板向下沿直線滑動(dòng)即可將蓋板和機(jī)身分離，分離后蓋板可反向沿滑軌固定在機(jī)身后部，不影響使用。該產(chǎn)品的滑軌設(shè)計(jì)能有效減少翻蓋時(shí)的動(dòng)態(tài)包絡(luò)體積，避免蓋板打到使用者面部，減少計(jì)算器所占空間。

1.3.3 蓋板取下設(shè)計(jì)

在蓋板兩側(cè)位置及下部，各有一段凹曲線設(shè)計(jì)。在滑動(dòng)取下蓋板的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，該凹曲線的設(shè)計(jì)能使使用者在打開(kāi)蓋板時(shí)一指推動(dòng)內(nèi)部機(jī)身、其余四指推動(dòng)蓋板，從而更加容易的將蓋板滑開(kāi)。

2 考慮人機(jī)工程學(xué)的計(jì)算器設(shè)計(jì)基本思路

計(jì)算器是與人關(guān)系最為密切的辦公用品之一，其設(shè)計(jì)的合理性直接影響到人使用的舒適性及工作效率，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮其物理結(jié)構(gòu)是否符合人機(jī)工程學(xué)原理，具體來(lái)講需要考慮以下內(nèi)容：

①鍵盤(pán)分區(qū)是否合乎人的使用習(xí)慣。一般來(lái)講，應(yīng)根據(jù)計(jì)算器的適用人群，與市面上大多數(shù)功能相近的計(jì)算器分區(qū)一致，因此一般不在計(jì)算器功能分區(qū)上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

②按鍵的方向控制是否符合操縱顯示相合性原理。按下“向左”鍵時(shí)，計(jì)算器光標(biāo)應(yīng)向左跳動(dòng)，按右鍵時(shí)同理。

③計(jì)算器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否與該計(jì)算器的應(yīng)用環(huán)境相適應(yīng)。如學(xué)生用計(jì)算器一般于桌面上使用，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮計(jì)算機(jī)在平面上的平穩(wěn)性問(wèn)題。對(duì)于工程應(yīng)用的計(jì)算器，應(yīng)考慮其防污、防水、防沖擊的性能要求。

④當(dāng)多種功能集成于同一計(jì)算器時(shí)，應(yīng)考慮常用功能與非常用功能是否易于區(qū)分，并應(yīng)使非常用功能的形狀編碼盡量符合人的常識(shí)與邏輯，最好與該非常用功能有一定的邏輯關(guān)系，方便理解。

⑤外形尺寸應(yīng)盡可能與人手形狀相似，使用更加方便。

3 小結(jié)

隨著科技的進(jìn)步，人們對(duì)于計(jì)算器功能要求不斷提高，計(jì)算器正向著功能集成化、小型化、輕量化發(fā)展，隨著計(jì)算器技術(shù)的不斷成熟，越來(lái)越多的廠家謀求在提升產(chǎn)品性能的同時(shí)加入更多的人性化設(shè)計(jì)，使自己的產(chǎn)品在紛繁浩雜的市場(chǎng)中獨(dú)樹(shù)一幟，故人機(jī)工程學(xué)原理的應(yīng)用就顯得尤為重要，不光在計(jì)算器等辦公用品的設(shè)計(jì)中，人機(jī)工程學(xué)也必將會(huì)為所有與人們生活息息相關(guān)的工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)所重視！

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