专利名称：低生物机械负荷的计算机鼠标器的制作方法
技术领域：
本发明一般地说涉及计算机输入设备，即要求用户、臂和手之间的相互作用的设备，包括鼠标器、操纵杆和笔。本发明尝试把人机工程学设备的真正含意重新建立为对用户造成低的生物机械负荷的设备。具体地，就本发明来说，低生物机械负荷是相对于人的臂和手而言的。
背景技术：
在人的物理运动上，低负荷的条件包括两方面设备所要求的臂和手的生理结构和“握”，以及所要求的手和臂系统的、由幅度和形式来描述的运动。对于手的“握”来说的低负荷在现有技术中被作为从臂和手的休息位置的偏离。该休息位置被视为在静置状态下臂和手的结构，既不紧张也不受到影响。手的休息状态可以被一般地描述为一种握手状态，其中拇指和其他手指向下，手指卷曲并指向身体。这种结构建立了理想的人机工程学结构。然而，现有技术的鼠标器通常并不提供手在休息位置的鼠标器操作。进一步地，距离这种位置的生理偏离的程度可以被作为紧张。
就手和臂的运动来说，可以导出几种因素。首先，现有技术中已知的是，虽然在使用期间里某些运动是必需和有利的，在理想情况下，整个手下部的精细运动控制肌肉上的应力都应该被避免，且该应力最好是被施加到上臂的较大肌肉上。
在这些参数上，可以把本发明与现有技术进行对比。例如，授予LEAR的美国专利第5 355 147号公布了一种具有纵向取向的设备。然而，手的所有手指都需要握住鼠标器。另外，对手腕的支撑部使得手在一种向上的运动中发生弯曲。该发明以两种方式对用户造成了紧张。要用所有手指抓住和支撑鼠标器，以及处于变化的位置的手腕支撑，造成了与前述理想位置的明显偏离。
另外，授予L0的美国专利第5 576 733号公布了一种发明，其通过由两个简单的侧面组成一种外壳结构，通过纵向地牢固握住该设备，而对LEAR的发明作出了改进。一个侧面允许拇指的放置，而另一个侧面用于放置其他手指。通过使用户能够通过伸缩拇指和其他手指而非整个臂或手腕而移动光标，使控制得到了改善。因此，前述臂和手的理想运动，作为获得更好的控制的代价，而被破坏了。
现有技术中已知的，还有诸如授予GART的美国专利第4 862 165号的手控制器设备，其试图提供一种“人机工程学”设备。该’165号专利未能提供对用户的手的纵向取向的支持。因此，理想的低负荷状态仍然被破坏了。
现有技术中已知的，有被称为跟踪球和跟踪球与鼠标器的混合物的设备。授予SHEEHAN的美国专利第6 292 175号公布了这样的一种设备。在该专利中，SHEEHAN公布了在手的取向上与GART专利类似的一种鼠标器。然而，提供了一个跟踪球以消除对大的臂和手腕运动的需要。但这导致了对弱的拇指和手指肌肉的重复、长时间的使用，并由于缺乏纵向取向而在下臂上产生了力矩。
现有技术的鼠标器设备的另一个问题，是需要在设备失去同步时抬起鼠标器。目前，当鼠标器脱离同步时，用户需要抬起鼠标器以回到中心或所希望的位置。这对手有损伤的人来说可能是非常困难的。
可见，需要一种手控指向设备，它真正地执行低负荷操作，显著地降低肌肉组织损坏和严重损伤的高统计比率。另外，需要一种不需要抬起返回同步的鼠标器。还需要一种手指向设备，它能够针对不同用户的不同的手结构而进行调整。另外，还需要一种设备，它能够在有效的区域里具有轮廓并以这样的方式支撑手，即紧张被集中在下臂的较大肌肉上而不是在手腕和手指的某些具体肌肉上。
发明内容
本发明提供了一种低生物机械负荷鼠标器和方法，用于提供一种可自动调节的无抓握且低生物机械负荷的设计。这样的设备和方法在提供通常的舒适上是有用的，对有关节炎的人有好处，并防止腕管综合症和其他重复性的失调。
根据一种实施例，公布了一种不要求抓握的鼠标器设备，包括一个基座，其适合于被置于一个工作表面上；一个外壳，具有一个内表面和一个外表面，该外表面具有一个拇指台缘；以及，一个第二外壳，它带有一个底表面、一个第二内表面、以及一个第二外表面，其中所述底表面以可调节的方式与所述基座相连接。
根据本发明的另一个方面，公布了用于在水平静止表面上平移的一种人机工程学计算机鼠标器，该鼠标器包括一个大体水平的底表面，用于使所述鼠标器稳定且可平移地定位在一个水平表面上；一个连接在所述底表面上的第一外壳，该第一外壳具有一个内表面和一个外表面，其中所述内表面具有多个弯曲的区域，且所述外表面具有一个拇指支撑表面；以可运动的方式连接在所述底表面上的一个第二外壳，所述第二外壳具有一个第二内表面和一个第二外表面，该第二内表面具有多个弯曲的区域，其中所述内表面和所述第二内表面形成了一个凸起区和一个沟区，从而使用户的手能够停放在所述凸起区上且该鼠标器能够在手处于自然且放松的状态的情况下得到方便的操作。
根据本发明的另一个方面，公布了一种人机工程学鼠标器设备，该设备包括一个基座，它带有一个底部和一个顶部，其中所述底部适合于与一个平面的工作表面相接触；与基座的顶部固定连接的一个第一外壳，具有一个内表面，该内表面包括多个连续的弯曲区，这些弯曲区在与基座的顶部固定连接的内表面的长度上延伸；与所述内表面相对的一个外表面，该外表面具有包括一个拇指台缘区的多个连续弯曲区，与所述拇指台缘区相固定连接的一个拇指高度调节器和一个凹进的拇指停放部；一个第二外壳，它与基座的顶部可调节地连接，且基座的顶部与用户的手的外部相连接，其中所述第二外壳包括一个第二内表面和一个第二外表面，该第二内表面具有第二组多个弯曲区，且该第二外表面与第二内表面相对，其中所述第一外壳的所述内表面的多个连续弯曲区与所述第二外壳的所述内表面的多个连续弯曲区形成了一个凸起部和一个沟部，从而使用户的小手指的外部、小鱼际隆起、以及手腕的至少一部分停放在所述沟部中，且手指能够方便地与该凸起部相接触从而使鼠标器在能够手处于一种自然和放松的位置的情况下被方便地操作；以及，一个检测器，它能够检测用户的手的存在和大小，从而调节第一外壳和第二外壳的位置并只在有用户的手存在的情况下允许进行鼠标器操作。
根据本发明的另一个方面，公布了一种方法，用于提供一种可自动调节的无抓握的低生物机械负荷的鼠标器，该方法包括以下步骤提供具有一个顶部和一个底部的一个基座，其中该顶部具有一个第一腔和一个第二腔，该第一腔中有一个第一调节组件，第二腔中包含第二调节组件，且所述底部是大体平坦的以在一个平面表面上移动；提供具有一个内表面和外表面的一个第一外壳，其中该内表面和外表面具有适合于接收用户的手的一部分的多个弯曲区，其中所述第一外壳包含所述第一调节组件的一部分，且所述第一调节组件检测用户的手的大小和放置并相应地调节所述第一外壳；以及，提供带有一个第二内表面和一个第二外表面的一个第二外壳，其中所述第二内表面和所述第二外表面具有用于接收用户的手的一部分的多个弯曲区，其中所述第二外壳包含所述第二调节组件的一部分，且所述第二调节组件检测用户手的大小和放置并相应地调节所述第二外壳。
从以下结合附图的描述，本发明的这些和其他特征、方面和优点将变得显而易见。
图1显示了一只人手；图2A显示了根据一个实施例的本发明的示意图；图2B显示了根据本发明的设备的正视图；图2C显示了根据本发明的设备的立视图；图2D显示了停放在根据本发明的设备上的手；图3显示了根据本发明的一个鼠标器；图4显示了外壳和致动设备的示意图；图5描述了根据本发明的一种方法。
具体实施例方式以下所详细描述的，是目前所认为的本发明的最佳的实施方式。这些描述不应该被理解成一种限定，而只是为了说明本发明的一般原理，而本发明的范围是由所附的权利要求书限定的。
本发明涉及计算机输入设备的领域。然而，在此描述的实施例公布了在所属技术领域中通常被称为鼠标器的设备。所描述的设备是结合其物理属性而得到显示的，并考虑到电子和计算机组件是该技术领域中众所周知的。另外，所描述的设备代表了一种适合于右手的实施例。应该理解的是，通过简单的镜象方法，可以方便地把本发明配置成适合于左手用户的设计。
图1显示了一只左手20，它有拇指21、食指22、中指23、无名指24、和小指25。从食指至小指22-25各有三个指骨，包括末指骨26、中指骨27、近指骨28。拇指21具有末指骨26和近指骨28。掌骨和腕骨在五个手指21-25与手腕30之间延伸。图1显示了接触区43和41。小指17、小鱼际隆起19和手腕18以及“可能的”下前臂19。根据用户的手的取向，与按钮的接触区会变化，但通常是手指的端部17。用户的手加在鼠标器上的重量提供了在不使用相对的拇指的情况下致动按钮所需的机械作用力。由于失去拇指而致残的人能够借助这种设备而方便且成功地进行鼠标器操作。
图2A显示了根据本发明的一种鼠标器设备。该鼠标器不要求抓握且提供了在用户手上的低生物机械负荷。该鼠标器设备10可以与一个计算机、笔记本电脑或计算机领域里的设备相电或光连接。设备10具有一个基座40，基座40被配置成适合于被放置在一个工作表面29上。该工作表面29可以是一个鼠标器垫，或本领域已知的任何表面。该设备还具有一个第一外壳36和一个第二外壳70；其中该第一外壳36具有一个内表面42和一个外表面，该外表面具有一个拇指台缘46；该第二外壳70具有一个底表面(不可见)、一个第二内表面66、以及一个第二外表面64；而且，其中该底表面与基座40可调节地相连。这就是说，第二外壳70能够沿着基座40平移。这可以是沿着任何数目的方向，包括大体水平的方向。一个大体水平的方向是离开或向着第一外壳36的大体平行运动的方向。还可以有从拇指台缘46突出的一个拇指停放部56。该拇指停放部56可以是凹进的并可以沿着一个大体纵向的方向得到调节，从而适合不同的拇指高度。例如，一个儿童会需要比手比较大的成年人高得多的一个拇指停放部56。拇指停放部56可以手动或自动地得到调节。在拇指停放部56被自动调节的场合，它可以由设备10内的一个机电致动器控制。第一外壳36与第二外壳70的相对位置，可以通过在一个计算机程序的控制下工作的致动器，而得到动态调节。第二外壳70还可以由该鼠标器设备内的一个机电致动器沿着一个大体纵向的方向自动地进行调节。第二外壳70提供了对人的手掌的背面的支持，防止了对“抓握”手位置的需要。第二内表面66的轮廓是与人手的背面相适应的，与第一外壳36的内表面42类似。第二外壳70能够以纵向和水平两种方式得到调节。在此实施例中，借助一个埋头螺钉62而进行纵向调节。另外，水平调节可以通过一个连接器装置63而进行。在此实施例中，该连接器装置63是一系列互锁的拱，它们通过一个销而连接。连接器装置63可以从这样的一个组中选出，即该组包括互锁的拱、一个活页、可调节的螺钉、螺钉、摩擦定位器、销、以及活页和销的组件。这种设备使得能够进行第二外壳70相对于基座40的水平转动调节。为了增加支撑和舒适度，采用了一种软的支撑材料68，特别是与所述基座牢固连接的支撑材料，用于防止手掌的直接接触。支撑材料68被设置在这种位置是最有效的，但并不限于这种位置。
还可以有与该设备的一或多个部分相固定接触的一种手缓冲材料68。例如，第一外壳36、基座40、和/或第二外壳70。该手缓冲支撑材料可以是泡沫材料、胶或它们的任何组合。内表面42包括在内表面42的长度上延伸的多个连续弯曲区，且第二内表面66包括第二多个弯曲区，从而形成一个凸起部分和一个沟部分。该凸起部分是由所述第一外壳36形成的，且该沟部分是在第一外壳36与第二外壳70之间的空间。
根据一个最佳实施例，在基座40、第一外壳36或第二外壳70中可以嵌入一个检测器。该检测器将检测用户的手的存在，并在用户的手存在的情况下允许鼠标器操作。当用户手移开时，鼠标器将被禁止。术语检测器包括很宽的一个范围内的、检测一个触发的设备。该触发可以是用户手、语音、声音、生物特征等的存在。
在第一外壳36之中或之上，可以安装一系列的检测器。这些检测器的功能，可以包括现有技术中已知的已有指向设备(例如计算机鼠标器)的鼠标器-点击按钮(例如电开关)的通常功能。另外，这些检测器可以包括指纹扫描仪、视网膜扫描仪、或其他生物特征检测器。还可以想到的是，鼠标器10的表面(例如42和66)的位置和/或设备10的这些检测器的功能、灵敏度、或状态，可以由语音识别软件控制，或者由在一个相连的计算机(未显示(或显示在图4中))中运行的一个软件所控制。另外，如用户的手在鼠标器上停留的时间长度的反馈可以得到记录和分析，从而建立使用的统计情况并与软件互动，该软件如分析鼠标器的使用时间并向用户提供休息的建议的软件。还可以有一个连接器装置63。该连接器装置63可以从这样的一个组中选出，即该组包括互锁的拱、一个活页、可调节的螺钉、螺钉、摩擦定位器、销、以及活页和销的组件。可以有与第一外壳、基座、和第二外壳相固定接触的手缓冲支撑材料。还可以有一个检测器67，它能够检测用户手的存在并在用户的手存在的情况下允许鼠标器操作。该检测器还可以作为一个滚动器，这在以前还未被做过。检测器67还可以被用来激活和禁止鼠标器操作的命令。例如，如果与检测器67的接触被除去，通常作为左和右点击的按钮203和204从“左”或“右”点击变为“上”或“下”滚动。应该注意的是，这些按钮(例如203和204)是长按钮并且是“中心绞链”的，从而能够适应用户手指的变化。重新建立与该检测器的接触使得它们再次变为左和右。滚动要求灵巧和用户手指的抓握，而这对不能进行抓握的人来说同样是困难的。反复地卷曲手指以使一个滚动轮滚动，从生物机械学讲是有害的。而接触检测器则不是。
图2B显示了用于在一个水平静止表面上平移的一个人机工程学计算机鼠标器，该鼠标器包括一个大体水平的底表面41，用于稳定且可平移地在诸如鼠标器垫或工作台的水平表面上对鼠标器10进行定位；连接在水平底表面41上的一个第一外壳36。第一外壳36具有一个内表面42和一个外表面39。内表面42具有多个弯曲区且外表面39具有一个拇指支撑表面。该拇指支撑表面可以是具有适当的轮廓以接受人的一个拇指的一个拇指台缘46，或者可以是一个带有纵向突出的拇指停放部56的一个拇指台缘46。一个第二外壳70以可移动的方式连接在底表面41上。该第二外壳70具有一个第二内表面66和一个第二外表面64。第二内表面66具有多个弯曲区。内表面42和第二内表面66形成了一个凸起区和一个沟区73，该凸起区主要由第一外壳36形成(沟区73主要由第一外壳36与第二外壳70之间的空间形成)。用户的手停放在包括第一外壳36的凸起区上，且该鼠标器在手处于一种自然和(在肌肉活动的意义上)放松的位置的同时能够被方便地操作。手的这种位置是握手的位置，略微向内倾斜。第二外壳70可以沿着基座沿着多个方向得到调节。根据一种最佳实施例，第二外壳70沿着一个大体水平的方向沿着基座40进行平移。这与第一外壳36大体平行。第一外壳36与第二外壳70的相对位置，可以通过在一个计算机程序的控制下工作的致动器，而得到动态调节。第二外壳70还可以由鼠标器设备内的一个机电致动器沿着一个大体纵向的方向自动进行调节。
图2C中更详细地显示了，拇指支撑表面可以包括一个凹进的拇指台缘46和/或一个拇指停放部56；拇指停放部56的高度可以沿着一个大体纵向的方向进行调节。该高度可以手动或通过鼠标器设备内的一个机电致动器自动地进行调节。拇指高度调节器54可以是能够手动或自动升降的简单螺钉。
图2D显示了根据本发明的一个最佳实施例的手的位置。如所示，手9处于一种握手位置，不要求抓或握，并使进行鼠标器操作的手9保持在一种在整形外科上说中性或未扭曲的位置。鼠标器10支撑着手腕30和手9。这意味着用户不把其手的重量加在其手腕上，不再需要持续地用手指和拇指进行抓握，用户的手和手腕始终不与鼠标器工作区相接触。不需要把手指保持在按钮上，从而提供了放松的手指位置，在那里手指能够取它们正常的休息位置。鼠标器10比非生物机械鼠标器长和高，这是它们不造成伤害的原因。多出的尺寸为用户提供了以前的鼠标器从未提供过的支持。所需的这种多出的区域通常是由手、手腕和下前臂占据。而实际的“足迹”，即所需的鼠标器工作区，只是略微大了一点点。
本发明所解决的另一个问题，是脱离同步的问题。本领域中众所周知的是，鼠标器会脱离与屏幕光标的同步。如果鼠标器在鼠标垫的左下且屏幕光标在屏幕的左下部，把鼠标器向右上移动将使光标向屏幕的右上部移动，一切都是同步的。然而，如果用户移到了鼠标垫的尽头或者使用某些程序，鼠标器在垫上和光标在屏幕上的相对位置会改变，并脱离同步。例如，在“视窗”中有所谓的“Smart Move”。如果用户在处于屏幕的右上部时点击打开另一窗口的某物(一个图标)，例如保存一个文档，则当该新窗口被打开时(通常在屏幕的中心)，Smart Move使光标从用户点击处(在此情况下即右上部)跳到现在出现在屏幕的中心的保存按钮(图标)，而与鼠标器的运动无关。因此，鼠标器仍然处于鼠标垫的右上部，但光标现在位于屏幕的中部，因而在位置上相对于鼠标器在鼠标垫上的位置脱离了同步。结果，如果用户现在把鼠标器移到鼠标垫的中心，光标移动到屏幕的左下部。这将要求抬起鼠标器和在鼠标垫上重新定位鼠标器的实际努力。
而本发明则借助检测器67(如图2A所示)解决了这个问题。如果用户停止接触检测器67或把手移开，用户现在就能够在鼠标垫上把鼠标器滑动到中心而不把光标移到左下部，以此方式，用户能够在不用抬起鼠标器的情况下重新同步彼此的相对位置，这是多数残疾人在即使不能抬起鼠标器的情况下也能够做的事情。滑动显然是比抬起感受到更小压力的事情。鼠标器10还可以与AutoClickTM鼠标器控制软件相结合，鼠标器10上或与鼠标器10相连的一个检测器探测用户的手20何时离开鼠标器。这种方法随后固定计算机的光标，从而阻止光标意外运动到屏幕的另一区域上，而在没有AutoClickTM软件的情况下这种意外运动会产生不希望的作用。这样的检测器可以包括但不限于探测压力或温度。在检测器包括一个指纹扫描仪、一个视网膜扫描仪、或其他生物特征检测器的情况下，鼠标器(以及光标和整个计算机)可以被保持在禁止状态直到这种生物特征检测器识别到适当(授权)的用户将其手重新放到了鼠标器上。
可以想到的是，可以采用若干不同的检测器67和致动器来响应于一个触发而激活或禁止鼠标器操作。检测器67可执行一个致动器的所有任务。然而，一个致动器不能检测用户的手的存在。传统上，致动器是鼠标器的按钮，且功能可包括现有技术中已知的指向设备的点击致动器的通常功能。术语检测器67则是也检测触发的致动器。例如，其他的检测器可包括一个指纹扫描仪(只在有适当的指纹时允许鼠标器操作)、生物特征扫描仪(生物特征是通过测量一种具体的生理或行为特性并随后将其与属于许多人的一个特性库相比较而识别一个人的手段)或一个视网膜扫描仪(探测一个人的视网膜)。响应于一个触发，检测器允许鼠标器操作或滚动、激活或禁止鼠标器操作。这可以通过软件或简单开关而实现，其中该开关在有触发时闭合从而激活鼠标器操作且在没有触发时打开从而禁止鼠标器操作。还可想到的是，该设备的致动器的功能可以由语音识别软件控制。在此情况下，麦克风是所述检测器且一个麦克风被装在所述设备上作为语音识别接收器。采用检测器进行接触的询问的好处，可以被扩展到其他应用，诸如语音识别软件，从而改变激活字的菜单并减少它们从而提高使用这样的软件的准确性。例如，当手接触检测器被激活时可以引入“双”或“左”或“右”字命令，从而使知道手正在与鼠标器接触的系统只从这些明显的鼠标器选择中进行选择，或者使得其他的选择方案-这些方案可以是根据需要设计的但与鼠标器使用菜单具体相关并是鼠标器使用菜单的一部分-被启用，其中鼠标器在手与鼠标器相接触时被激活并在手不与鼠标器接触时被禁止，且在手不与鼠标器接触时标准的文本编辑菜单被重新激活。一个眼镜或听筒也可以与该组致动器相结合地工作，从而作为发送器。头和发送器的运动中继一个信号，该信号能够根据情况而执行功能。
根据另一实施例，如图3所示，公布了一种人机工程学鼠标器设备，包括具有一个底部和一个顶部202的一个基座，其中所述底部适合于与一个平面工作表面204相接触；一个第一外壳206，它与基座200的顶部202相固定连接，并具有一个内表面208，该内表面包括在与基座200的顶部202固定连接的内表面的长度上延伸的多个连续弯曲区；与该内表面208相对的一个外表面210，它具有包括一个拇指台缘区212的多个连续弯曲区、与所述拇指台缘区212相固定连接的一个拇指高度调节器214和一个凹进的拇指停放部216；一个第二外壳218，它以可调节的方式与基座200的顶部202相连接并与用户的手的外部相连接，其中所述第二外壳218包括一个第二内表面220，该第二内表面220具有第二多个弯曲区和与所述第二内表面220相对的第二外表面224，其中第一外壳206的内表面208的多个连续弯曲区和第二外壳218的内表面220的多个连续弯曲区形成了一个凸起部分228和一个沟部分226，从而使得用户的手腕、小鱼际隆起和小手指的外部的至少一部分停放在沟部分226中，且手指可方便地与所述凸起部分相接触，从而使得鼠标器在手处于一种自然和放松的位置的情况下被方便地操作；以及，至少一个检测器230，它能够检测用户手的存在和大小，从而调节第一外壳和第二外壳的位置且只在用户的手存在时允许鼠标器操作。拇指停放部可以由用户手动纵向调节，或者由鼠标器设备内的一个机电致动器自动纵向调节。在拇指停放部可纵向调节的情况下，可以有一个拇指高度调节器，它可以是位于拇指台缘区中并与所述拇指停放部大体纵向地可调连接的一个调节螺钉。
第二外壳218可沿着大体水平的方向得到调节。第二外壳218可以由用户沿着大体水平的方向相对于第一外壳206进行手动调节。第一外壳206与第二外壳218的相对位置也可以借助在一个计算机程序控制下进行工作的致动器而得到动态调节。第二外壳218可以由鼠标器设备内的一个机电致动器沿着一个大体纵向的方向进行自动调节。图4显示了一个实施例，其采用了包括螺线管(332，334，338)的小型机电马达或鼠标器230内的其他致动部件(336，342)，这些致动部件能够根据按照人机工程学动态地确定或预设的、对不同用户来说优化的位置，而自动或动态地控制第二外壳310相对于鼠标器设备10的基座330的位置。这样的表面-定位马达可由一个内部微处理器340利用从鼠标器230内的生物特征检测器导出的信息进行控制，或者借助从一个相连的计算机(未显示)接收的信号进行控制。这可以便于按照不同的用户的手的结构的变化而对表面(例如42、44、66)进行调节。为各个用户做的设定可以被编程到鼠标器230中(通过一个相连的计算机)或一个内部控制板315(例如设置在位于通过一个活页317相连的盖312之下的第二外表面322上)或其他需要的输入和输出设备中；该内部控制板315包括控制按钮314、状态显示器316。
也可以有支撑材料与第一外壳、基座、和/或第二外壳相固定接触。可以有一个可编程马达驱动的系统与第二外壳相电连接。可以有一个生物特征检测器，用于持续地识别鼠标器的当前用户并相应地调节所述第二外壳。在鼠标器内也可以装有一个检测器，该检测器用于持续地探测用户的手与鼠标器的表面的接触并只在用户的手出现时允许进行鼠标器操作。
还可以想到的是一种方法，用于提供一种可自动调节的无抓握且低生物机械负荷的鼠标器。该方法包括步骤1000，提供具有一个顶部和一个底部的一个基座，其中所述顶部具有包含一个第一调节组件的一个第一腔和包含一个第二调节组件的一个第二腔，且所述底是大体平坦的以在一个平面表面上运动。
步骤1002，提供具有一个内表面和外表面的一个第一外壳，其中所述内表面和所述外表面具有适合于接收用户的手的一部分的多个弯曲区，其中所述第一外壳包含所述第一调节组件的一部分，且所述第一调节组件检测用户的手的大小和放置并相应地调节所述第一外壳。
步骤1004，提供具有一个第二内表面和一个第二外表面的一个第二外壳，其中所述第二内表面和所述第二外表面具有用于接收用户的手的一部分的多个弯曲区，其中所述第二外壳包含所述第二调节组件的一部分，且所述第二调节组件检测用户的手的大小和放置并相应地调节所述第二外壳。
步骤1006可提供一个检测器，该检测器包含在所述鼠标器中并与一个计算机控制的程序相连，其中所述检测器探测用户的手的存在并只在用户的手与鼠标器相接触时允许鼠标器的操作。
步骤1008，借助第一外壳和第二外壳形成一个凸起部分和一个沟部分。所述沟部分适合于接收至少小鱼际隆起、手腕和小手指的外部之一的一部分。步骤1010，提供从第一外壳的外部延伸的一个纵向可调拇指停放部。步骤1012，自动检测用户拇指的位置并调节所述拇指停放部。步骤1014，自动检测用户手的位置并相应地调节第一外壳。步骤1016，自动检测所述用户手的位置并相应地调节所述第二外壳。步骤1018，提供一个生物特征检测器，该检测器用于持续地识别鼠标器的当前用户并相应地调节所述第一外壳和第二外壳。
还可想到的是提供马达，该马达可控制调节螺钉的运动，而该螺钉则又对设备相对于用户的手的取向进行调节，而这种调节可借助对设备的控制或经过一种软件输入例程而得到便利，从而为不同的用户预设位置。
通常，特别是对于手有损伤的人，会使用两个鼠标器，一只手一个。因此一部分必要的目的就是在此描述的设备是以非对映异构或镜象的方式制成的，即适合并适应左和右手的不同的生物机械灵巧性的形式。关于左和右的情况，在这样两个鼠标器工作的系统中，在此描述的手检测器将有这样的功能，即限制未使用的鼠标器的意外卷入，从而使得只有正在使用并与检测器接触的鼠标器在屏幕上描述用户的运动，即使未使用的鼠标器在此过程中被敲击或运动。除了灵巧性之外，制作具有不同的尺寸的设备的可能性，也根据人口统计数据、可达到的调节程度或许不能适合或适应所有可能出现的情况的可能性、或某些场合下的制造成本考虑，而得到考虑。
另外，检测器的使用也使其适合于计算机鼠标器的使用的发展，即通过在显示在屏幕上的字母数字上移动并点击这些字母数字而从中进行选取，从而构建单词或句子。这是对使用键盘打字的一种替代。现在已有的这样的软件依靠用户单手移动传统的鼠标器，从而要求过度的生物机械负荷，从而在用户的一只手上造成了比较大的紧张。在此描述的设备和特征，不仅使得能够在不对手指、手和手腕施加生物机械负担的情况下使用“鼠标打字”软件，而且使得该软件能够通过一或两只手而得到使用，从而能够分配目前主要是在上臂肌肉上的生物机械负荷。不仅有可能由任何一只手来进行全部的字母数字的选取，而且现在可以设计一种软件系统，其中只有某些字母数字特性被分配给每个手，且因而有效地形成一种“鼠标打字”的qwerty等价布局。检测器的采用将把单手使用通知给软件，从而在被调用时显示全部的字母数字选项，或者在探测到两只手或两个鼠标器的情况下显示新的“鼠标打字”布局，其中字母数字被分配给各个鼠标器，从而提供与qwerty键盘的布局和功能类似的布局或功能。还可以采用附加的检测器来选择大小写或其他内部应用特征。
权利要求
1.一种鼠标器设备(10)，它不需要抓握因而具有低的生物机械负荷，所述设备包括一个基座(40)，其适合于被放置在一个工作表面(29)上，一个第一外壳(36)，其中所述第一外壳(36)具有一个内表面(42)和一个外表面(39)，所述外表面(39)具有一个拇指台缘(46)；以及一个第二外壳(70)，其带有一个底表面(4 1)、一个第二内表面(66)、和一个第二外表面(64)，其中所述底表面(41)以可调节的方式与所述基座(40)相连。
2.一种人机工程学计算机鼠标器(10)，用于在一个水平静止表面上平移，所述鼠标器(10)包括一个大体水平的底表面(41)，用于在所述水平表面上稳定且可平移地定位所述鼠标器；与所述底表面(40)相连的一个第一外壳(36)，所述第一外壳(36)具有一个内表面(42)和一个外表面(39)，其中所述内表面(42)具有多个弯曲区且所述外表面(36)具有一个拇指支撑表面；一个第二外壳(70)，它可移动地连接在所述底表面(40)上，所述第二外壳(70)具有一个第二内表面(66)和一个第二外表面(64)，所述第二内表面(66)具有多个弯曲区，其中所述内表面(42)和所述第二内表面(66)形成了一个凸起区和一个沟区(67)，从而使用户的手能够停放在所述凸起区上且所述鼠标器(10)能够在用户的手处于自然且放松的位置的情况下被方便地操作。
3.一种人机工程学鼠标器设备，所述设备包括具有一个底部和一个顶部(202)的一个基座(200)，其中所述底部适于与一个平面工作表面(204)相接触；与所述基座(200)的所述顶部(202)相固定连接的一个第一外壳(206)，包括一个内表面(208)，它包括多个连续弯曲区，该连续弯曲区在与所述基座(200)的所述顶部(202)相固定连接的所述内表面(208)的长度上延伸；与所述内表面(208)相对的一个外表面(210)，它具有多个连续弯曲区，所述多个连续弯曲区包括一个拇指台缘区(212)、与所述拇指台缘区(212)相固定连接的一个拇指高度调节器(214)和一个凹进的拇指停放部(216)；与所述基座(200)的所述顶部(202)可调节地相连的一个第二外壳(218)，所述基座与用户的手的外部相接触，其中所述第二外壳(218)包括一个第二内表面(220)和一个第二外表面(224)，所述第二内表面(220)具有第二多个弯曲区，且所述第二外表面(224)与所述第二内表面(220)相对，其中所述第一外壳(206)的所述内表面(208)的所述多个连续弯曲区和所述第二外壳(218)的所述内表面(220)的所述多个连续弯曲区形成了一个凸起部分(228)和一个沟部分(226)，从而使用户的小指的外部、小鱼际隆起和手腕的至少一部分停放在所述沟部分中，且手指能够方便地与所述凸起部分(228)相接触从而使所述鼠标器能够在用户的手处于一种自然和放松的位置的情况下被方便地操作；以及一个检测器(230)，它能够检测用户的手的存在和大小，从而调节所述第一外壳(206)和第二外壳(208)的位置并只在用户的手存在的情况下允许鼠标器操作。
4.用于提供一种自动可调节无抓握低生物机械负荷鼠标器的方法，所述方法包括以下步骤提供带有一个顶部(202)和一个底部的一个基座(200)，其中所述顶部(202)具有一个第一腔和一个第二腔，所述第一腔中包含有一个第一调节组件，所述第二腔中包含有一个第二调节组件，且所述底部是大体平坦的以在一个平面表面上运动；提供带有一个内表面(208)和外表面(210)的一个第一外壳(206)其中所述内表面(208)和所述外表面(210)具有适合于接收用户的手的一部分的多个弯曲区，其中所述第一外壳(206)包含所述第一调节组件的一部分且所述第一调节组件检测用户的手的大小和放置并相应地调节所述第一外壳(206)；以及提供带有一个第二内表面(220)和一个第二外表面(224)的一个第二外壳(218)，其中所述第二内表面(220)和所述第二外表面(224)具有用于接收所述用户的手的一部分的多个弯曲区，其中所述第二外壳包含所述第二调节组件的一部分且所述第二调节组件检测用户的手的大小和放置并相应地调节所述第二外壳。
5.根据权利要求1-4中的任何一项的设备，进一步包括从所述拇指台缘(46)突出的一个拇指停放部(56)。
6.根据权利要求1-5中的任何一项的设备，其中所述拇指停放部(56)包括一个凹进的拇指台缘(46)。
7.根据权利要求1-6中的任何一项的设备，其中所述拇指停放部(56)可由用户手动纵向调节。
8.根据权利要求1-7中的任何一项的设备，其中所述拇指停放部(56)可由鼠标器设备(10)内的一个机电致动器进行自动调节。
9.根据权利要求1-8中的任何一项的设备，其中所述第二外壳(70)可沿着一个大体水平的方向得到调节。
10.根据权利要求1-9中的任何一项的设备，其中所述第二外壳(70)可由用户沿着相对于所述第一外壳(36)大体水平的方向进行手动调节。
11.根据权利要求1-10中的任何一项的设备，其中所述第一外壳(36)和所述第二外壳(70)的相对位置能够由在一个计算机程序的控制下工作的致动器进行动态调节。
12.根据权利要求1-11中的任何一项的设备，进一步包括一个连接器装置(63)。
13.根据权利要求1-12中的任何一项的设备，其中所述连接器装置(63)从这样的一个组中选出，即该组包括互锁的拱、一个活页、可调节的螺钉、螺钉、摩擦定位器、销、以及活页和销的组件。
14.根据权利要求1-13中的任何一项的设备，其中所述第二外壳(70)可由所述鼠标器设备(10)中的一个机电致动器沿着一个大体纵向的方向进行自动调节。
15.根据权利要求1-14中的任何一项的设备，进一步包括与所述第一外壳(36)、所述基座(40)、以及所述第二外壳(70)中的至少一个相固定接触的一种手缓冲支撑材料(68)。
16.根据权利要求1-15中的任何一项的设备，其中所述手缓冲支撑材料(68)是从包括泡沫材料和胶的组中选出的。
17.根据权利要求1-16中的任何一项的设备，其中所述内表面(42)包括在所述内表面(42)的长度上延伸的多个连续弯曲区，且所述第二内表面(66)包括第二多个弯曲区以形成一个凸起部分和一个沟部分(73)。
18.根据权利要求1-17中的任何一项的设备，进一步包括至少一个检测器(67)，该检测器(67)响应于一个触发而激活或禁止一个鼠标器操作。
19.根据权利要求1-18中的任何一项的设备，进一步包括一个检测器(67)，该检测器(67)能够检测用户的手的存在并在用户的手存在时允许鼠标器操作。
20.根据权利要求1-19中的任何一项的设备，进一步包括一个检测器(67)，其中所述检测器(67)可以被用来响应于手的运动而滚动屏幕光标。
21.根据权利要求1-20中的任何一项的设备，其中所述拇指支撑表面包括一个凹进的拇指台缘(46)。
22.根据权利要求1-21中的任何一项的设备，其中所述第一外壳(36)与所述第二外壳(70)的相对位置可以由在一个计算机程序的控制下工作的致动器进行动态调节。
23.根据权利要求1-22中的任何一项的设备，其中所述拇指停放部(216)可由用户手动纵向调节。
24.根据权利要求1-23中的任何一项的设备，其中所述拇指停放部(216)可由所述鼠标器设备中的一个机电致动器进行自动纵向调节。
25.根据权利要求1-24中的任何一项的设备，其中所述第二外壳(218)可沿着一个大体水平的方向得到调节。
26.根据权利要求1-25中的任何一项的设备，其中所述第二外壳(218)可以由用户沿着一个大体水平的方向相对于所述第一外壳(206)进行手动调节。
27.根据权利要求1-26中的任何一项的设备，其中所述第一外壳(206)和所述第二外壳(218)的相对位置可以由在一个计算机程序的控制下工作的致动器进行动态调节。
28.根据权利要求1-27中的任何一项的设备，进一步包括一个连接器装置，该连接器装置从这样的一个组中选出，即该组包括互锁的拱、一个活页、可调节的螺钉、螺钉、摩擦定位器、销、以及活页和销的组件。
29.根据权利要求1-28中的任何一项的设备，其中所述第二外壳(218)可由所述鼠标器设备内的一个机电致动器沿着一个大体纵向的方向进行自动调节。
30.根据权利要求1-29中的任何一项的设备，其中所述拇指高度调节器(214)是在与所述拇指停放部(216)大体纵向地可调节连接的所述拇指台缘区(212)中的一个调节螺钉。
31.根据权利要求1-30中的任何一项的设备，进一步包括与所述第一外壳(206)、所述基座(200)和所述第二外壳(218)中的至少一个相固定接触的一种支撑材料。
32.根据权利要求1-31中的任何一项的设备，进一步包括与所述第二外壳(218)相电连接的一个可编程的马达驱动的系统。
33.根据权利要求1-32中的任何一项的设备，进一步包括一个生物特征检测器(67)，用于持续地识别鼠标器的当前用户并相应地调节所述第二外壳。
34.根据权利要求1-33中的任何一项的设备，进一步包括包含在所述鼠标器中的至少一个检测器(230)，用于持续探测用户的手与所述鼠标器的表面的接触，并只在用户的手存在时允许鼠标器操作。
35.根据权利要求1-34中的任何一项的方法，进一步包括提供一个检测器(230)的步骤，该检测器(230)被包含在所述鼠标器中并与一个计算机控制的程序相连，其中所述检测器(230)探测用户的手的存在并只在用户的手与所述鼠标器相连的情况下允许所述鼠标器进行工作。
36.根据权利要求1-35中的任何一项的方法，其中所述第一外壳(36)和所述第二外壳(218)形成了一个凸起部分(228)和一个沟部分(226)，所述沟部分(226)用于接收小指的外部、手腕和小鱼际隆起之一的至少一部分。
37.根据权利要求1-36中的任何一项的方法，进一步包括以下步骤提供从所述第一外壳(206)的所述外部(210)延伸的一个纵向可调节的拇指停放部(216)。
38.根据权利要求1-37中的任何一项的方法，进一步包括以下步骤自动检测所述用户的拇指的位置并调节所述拇指停放部(216) 。
39.根据权利要求1-38中的任何一项的方法，进一步包括以下步骤自动检测所述用户的手的位置并相应地调节所述第一外壳(206) 。
40.根据权利要求1-39中的任何一项的方法，进一步包括以下步骤自动检测所述用户的手的位置并相应地调节所述第二外壳(218) 。
41.根据权利要求1-40中的任何一项的方法，进一步包括以下步骤提供一个检测器(230)，该检测器能够被用来激活或禁止鼠标器操作。
42.根据权利要求1-41中的任何一项的方法，进一步包括以下步骤提供一个生物特征检测器(67)，该检测器(67)用于持续识别鼠标器的当前用户并相应地调节所述第一外壳(206)和所述第二外壳(218)。
全文摘要
一种真正低负荷的鼠标器，它显著地减少了受损的肌肉组织和严重损伤发生的比率。该鼠标器不需要被抬起以返回到同步，并能够按照不同的用户的手的结构的不同而进行调节，并能够以这样的方式在有效区域中施加轮廓以支撑用户的手，即使得紧张被集中在下臂的较大肌肉上而不是在手腕和手指的特定肌肉上。
文档编号G09G5/08GK1802690SQ200480015365
公开日2006年7月12日 申请日期2004年5月14日 优先权日2003年6月3日
发明者托马斯·拉吉 申请人:托马斯·拉吉