专利名称：一种电脑键盘与鼠标的结合体的制作方法
技术领域：
本发明属于电脑辅助用具，涉及一种电脑键盘和鼠标的结合体。
电脑键盘和鼠标是操作电脑的必备工具。电脑键盘、鼠标相对于使用者的人体中心面的水平方向的位置关系，会显著影响电脑操作姿式的舒适性。
如下所述，根据不同的电脑使用目的，键盘、鼠标与人体中心面的合理的位置关系有所不同。
1、当主要进行打字操作时，键盘的空格键中心线[S1]应该与操作者的人体中心面[S2]相重合(参见
图1)。由于现有的电脑键盘的中心线[S3]在空格键中心线[S1]的右侧5至8厘米处，这就要求键盘应该向人体中心面[S2]的右侧偏移5至8厘米。
2、当需要交替进行频繁的文字输入和鼠标操作时(例如使用ACADCAD之类的软件进行设计工作)，不仅要求键盘的空格键中心线[S1]应该与操作者的人体中心面[S2]相重合，而且，由于操作者需要频繁地将右手从键盘的字母键区和鼠标之间来回移动，为了减少动作幅度和强度，还需要鼠标与键盘的字母键区尽可能相靠近(参见图2)。
3、当主要用鼠标操作，并经常性地配合键盘操作时(例如使用CORELDRAW之类的软件进行设计工作)，要求鼠标的位置要尽可能接近操作者自然平放在座椅扶手前的右手下方，该位置大致位于人体中心面[S2]的右侧20多厘米处，而键盘的空格键中心线[S1]可以向人体中心面[S2]的左侧偏移一些(参见图3)。
4、当基本上用鼠标操作时(例如上网浏览)，则要求鼠标的位置应该更接近人体中心面[S2]，而键盘则可以向左偏移更远些(参见图4)。
对照上述要求分析现有的电脑桌台，就会发现，现有的电脑桌台和电脑键盘在结构上有如下不合理之处1、由于目前的电脑桌台的键盘托板一般都按着键盘的左右宽度设计，当键盘正中放在托板上时，显示器中心线[S4]、人体中心面[S2]、键盘中心线[S3]重合，但键盘的空格键中心线[S1]却明显向左偏移，不符合打字操作的要求(参见图5)。使用时常常需要搬动键盘，调整其左右方向的位置，或者调整桌椅位置来修正。
2、标准键盘的副键区(方向键、数字小键盘)占据了字母键区右侧的一大块位置，而此位置正是放置鼠标的最佳位置。因此，现有的许多电脑桌台的键盘托板虽然做得较宽，在右侧预留了鼠标垫板的位置，然而，当需要交替进行频繁的打字和鼠标操作时，键盘的字母键区与鼠标的距离还是过远了(参见图6)。而且，为了满足打字要求，将键盘的空格键位置移动到人体中心面[S5]后，鼠标的位置却距离合理位置更远了，操作者需要向右探出右臂去操作鼠标。此时人体的一些相关肌肉处于过比较紧张的僵直状态，时间稍长就会产生疲劳，影响健康和工作效率。
3、现有电脑桌台基本上有三种鼠标放置位置一种是延长键盘托板的左右方向的宽度，并排放置键盘和鼠标垫；另一种是键盘托板左右方向较窄，或者根本没有专用的键盘托板，只能在桌面上操作鼠标。还有一种在键盘托板的右侧下方设置可伸缩的鼠标操作板。其中，第一种方式由于没有解决键盘与鼠标的位置矛盾，将键盘调整到合适位置时，鼠标位置过于向右偏移；反之，鼠标位置合适后，键盘又严重左偏。两者无法兼顾(参见图7)。而且，鼠标底面低于键盘的按键表面大约3厘米，相对于座椅扶手过低，操作者手部姿态不舒适。第二种方式则根本不符合鼠标的基本操作姿式要求。将鼠标放在又高又远的桌面上，操作者悬伸高抬的手臂显然会迅速疲劳(参见图8)。长此下去，当然会引发疾病。第三种方式不仅没有解决第一种方式的主要缺陷，而且，将鼠标位置降低到离地60厘米以下，低于桌椅扶手，更增大了位置上的不合理性。因此可以看出，上述三种方式下的鼠标操作位置都没有满足操作鼠标的最合理的位置要求。
虽然键盘是操作大多数软件的必备工具，然而，目前的各种电脑操作系统和绝大多数电脑软件都已经高度菜单化、工具栏化，鼠标的使用频度极高。因此，鼠标操作位置与电脑键盘操作位置同样重要。能否为鼠标和键盘同时提供合理的操作位置，将直接影响电脑操作者的工作效率、工作情绪和肌体健康。
针对如上所述的现有技术中不能同时提供合理的鼠标和键盘操作位置的缺陷，本人曾提出了一种改进方案并已经获得了中国实用新型专利[中国专利申请号01238998.6]。其结构如图9所示。该方案的特征是键盘主体[1]下方和/或侧方有导向和助滑机构，键盘主体[1]可以依靠该导向和助滑机构沿键盘操作者的左右方向被往复滑动；键盘主体[1]右部上方有一块可依靠滑动连接结构沿键盘操作者的左右方向被往复滑动的用于操作鼠标的鼠标台[B]；鼠标台[B]处于左极限位置时将遮盖键盘的部份按键，处于右极限位置时不遮盖键盘的按键。。
由于该方案的键盘主体可以被操作者很容易地左右滑动，不仅使键盘的空格键中心与人体中心面之间的位置关系可以根据不同的需要随时调整到最佳状态，而且，还使鼠标台与主键区和人体中心面之间的左右位置关系可以在更大范围内自由调整。
又由于该方案的鼠标台可以浮在键盘右侧的部份按键(比如数字小键盘区)上，从而使操作者可以在紧靠键盘字母键区右侧的理想位置操作鼠标。而且，鼠标台表面略高于键盘的按键表面，处于很合理的高度。当需要使用被遮盖的键区时，可以很方便地向右滑动鼠标台，显露按键。
但是，该方案仍然存在如下缺陷1、使用者在调整鼠标操作位置时，需要首先用手移动鼠标台到合适的位置，然后再操作鼠标。这就出现了一个矛盾一方面，为了减轻操作者移动鼠标台的负担，鼠标台的浮动性能当然应该尽可能顺滑。而另一方面，作为支撑鼠标操作的稳定基台，鼠标台又需要相对牢固，不容易被移动。这个矛盾虽然可以用制动开关之类的措施解决，但会增加操作的步骤，增添麻烦。
2、鼠标台的面积比较大，当移动到键盘中部时，会遮盖相当大的键盘面积，对键盘的操作会产生比较大的妨碍，会迫使操作者过于频繁地移动鼠标台。
本发明的目的是针对上述现有技术和专利方案的不足，提出一种更容易操作的改进的方案，减少使用者的操作负担，并减小鼠标对键盘操作面的遮蔽面积。
本发明的目的是这样实现的这是一种电脑键盘与鼠标的结合体，其结构包括键盘体和位于键盘体上方并与键盘体通过左右方向的导向结构滑动连接的鼠标托架，在左右方向的导向结构的限制下，鼠标托架可以在限定范围内在键盘体上方被左右往复移动；其区别于现有技术的独特之处在于a、鼠标托架的上方有鼠标体，该鼠标体与鼠标托架之间通过前后方向的导向结构滑动连接，在该前后方向的导向结构的限制下，鼠标体可以在限定范围内在鼠标托架上方被前后往复移动；b、设置了传感装置，该传感装置可以实时检测到鼠标托架相对于键盘体的移动方向、速度和距离，同时，还能检测鼠标体相对于鼠标托架的移动的方向、速度和距离，并将检测到的这两组数据实时传输到电脑主机系统中，并通过程序控制屏幕上的鼠标指针的对应移动状态。
由于鼠标托架与鼠标体同步左右移动，鼠标托架的左右移动状态已经成为控制屏幕上的鼠标指针的左右移动状态的依据，而鼠标体相对于鼠标托架的前后移动状态则仅用来控制屏幕上的鼠标指针的前后移动状态。这样，作为传统滚球式鼠标操作面的原有的较大面积的鼠标托板板面(鼠标台)就被取消了，使用者可以在键盘上方直接移动处于悬空状态的鼠标体，避免了前面所述专利方案中的移动浮动鼠标台与操作鼠标之间的矛盾，并简化了操作步骤。并且，鼠标托板取消后，鼠标托架移动时遮盖键盘的部分可以做得很窄小，并且大部分隐藏在鼠标体下方，对键盘体的遮挡面积只相当于鼠标体底面的面积。另外，由于鼠标体的活动范围很宽，[01238998.6]中国专利提出的键盘体的横向移动结构的存在已经不太必要了。
由于具备这些优点，这种新式的电脑键盘与鼠标的结合体显然能够有效地实现前面所述的发明目的。
在以下的具体实施方案中，将结合附图对本发明作进一步的详细描述。
图1至图8是本文前面分析现有技术时使用的参考图；图9是本发明人曾经提出的一种键盘的实用新型专利[中国专利申请号01238998.6]的示意图；图10是根据本发明设计的一种电脑键盘与鼠标的结合体的具体方案的主视图；图11至图16是本实施方案的鼠标体在键盘体上方的不同位置状态的立体图；图17至图20是本实施方案的多种使用状态示意图。
一种根据本发明原理具体设计的键盘与鼠标的结合体，如图10至图16所示。它的主要构件包括一个键盘体[1]、一个鼠标托架[3]和一个鼠标体[2]。键盘体[1]的上下边缘设有两条平行的滑槽[4]，鼠标托架[3]的上下边缘有向下突出的滑块。滑块可在键盘体[1]的滑槽[4]内左右滑动。鼠标体[2]与鼠标托架[3]之间通过滑槽和滑块结构相互连接，使鼠标体[2]仅能沿着垂直于键盘体[1]上的滑槽[4]的方向相对于鼠标托架[3]做有限距离的前后移动。键盘体[1]内设有光电检测装置，用于实时检测滑块与滑槽[4]之间的相对位移状态，并据此控制屏幕上的鼠标指针的横向移动状态。在鼠标体[2]内也设有光电检测装置，用于检测鼠标体[]相对于鼠标托架[3]之间的相对位移状态，并据此控制屏幕上的鼠标指针的纵向移动状态。
鼠标体[2]连同鼠标托架[3]可以在键盘体[1]上方的左右方向的有效横移范围达20厘米左右。由于鼠标体[2]和鼠标托架[3]横移4厘米左右时，屏幕上的鼠标指针已经可以走过整个屏幕宽度，因此，当鼠标体[2]和鼠标托架[3]单向移动超过4厘米时，鼠标指针将停留在屏幕的一侧边缘。此结果与传统鼠标单向移动超过4厘米时的情况一样，并不会导致程序错误。
鼠标体[2]在鼠标托架[3]上的前后相对移动的限定距离只要超过大约4厘米即可。当鼠标体[2]位于鼠标托架[3]的上方极限位置，而鼠标指针却位于屏幕中部，纵向位置没有相互对应时，只要前后全程移动一次鼠标体[2]即可以纠正。
上述光电检测装置可以采用许多属于现有技术的有效实现方式，比如，可以将鼠标托架[3]的滑块侧面设置很长的光靶条，并用设在键盘体[1]内的光电探测装置照射并检测光靶条的位移。或者，在滑块上设置类似现有的传统滚球鼠标内的光栅轮盘和光电探测装置，并使光栅轮盘的主轴与键盘体[1]内的长条滑轨相互摩擦。
由于鼠标的控制电路等许多电子器件都可以设在键盘体[1]内，因此，鼠标体[2]和鼠标托架[3]的总重量并不大。而且，如果采用三点摩擦方式，整个鼠标托架[3]的移动可以做到非常顺滑，使用起来会很轻松。
从图17至图20中可以看出，这种电脑键盘与鼠标的结合体的使用性能良好，能够更合理地兼顾键盘和鼠标的操作工作，使键盘与鼠标的相互干扰显著减小，更符合人体工学的要求。
权利要求1.一种电脑键盘与鼠标的结合体，其结构包括键盘体[1]和位于键盘体[1]上方并与键盘体[1]通过左右方向的导向结构[4]滑动连接的鼠标托架[3]，在左右方向的导向结构[4]的限制下，鼠标托架[3]可以在限定范围内在键盘体[1]上方被左右往复移动；其特征在于a、鼠标托架[3]的上方有鼠标体[2]，该鼠标体[2]与鼠标托架[3]之间通过前后方向的导向结构滑动连接，在前后方向的导向结构的限制下，鼠标体[2]可以在限定范围内在鼠标托架[3]上方被前后往复移动；b、设置了传感装置，该传感装置可以实时检测到鼠标托架[3]相对于键盘体[1]的移动方向、速度和距离，同时，还能检测鼠标体[2]相对于鼠标托架[3]的移动的方向、速度和距离，并将检测到的这两组数据实时传输到电脑主机系统中，并通过程序控制屏幕上的鼠标指针的对应移动状态。
专利摘要一种电脑键盘与鼠标的结合体，它的鼠标体[2]浮在键盘体[1]上方，并通过Y轴滑轨与鼠标托架[3]滑动连接；鼠标托架[3]通过X轴滑轨[4]与键盘体[1]滑动连接；有传感装置实时监测鼠标托架[3]沿X轴的位移和鼠标体[2]沿Y轴的位移，并据此控制屏幕的鼠标指针。本发明能更合理地兼顾键盘和鼠标的操作工作，使键盘与鼠标的相互干扰显著减小，并能够得到更符合人体工学的要求的鼠标和键盘操作位置。
文档编号G06F3/023GK2543127SQ0125484
公开日2003年4月2日 申请日期2001年11月22日 优先权日2001年11月22日
发明者于君 申请人:于君