专利名称：人体工学定位装置的制作方法
技术领域：
本实用新型关于一种光标移动定位装置，特别指一种人体工学定位装置，其可以降低手腕及肩膀的压力，同时提供快速准确的定位功能。
背景技术：
计算机鼠标一直都是使用者控制屏幕上光标移动的主要工具，其中的一个原因是鼠标的动作利用了大脑里相当自然的处理，将光标移到所要的位置，按下按键来选择动作，“点选”步骤符合多年来建立的大脑思维习惯，虽然鼠标因其准确性及便利性，在定位装置里占有生理学上的优势，但是还是有缺点主要是占用大量桌面空间及人手还是要从键盘移开才能使用鼠标。
不同的定位装置如轨迹球、触摸板、操纵杆、触控感应屏等，已被开发来取代鼠标，触控感应屏及操纵杆不能解决让手不需从键盘移开的问题，轨迹球、触摸板和其它特殊的装置虽然通常能和特殊键盘结合在一起，并让手留在打字状态，但是，使用者还是不能像使用鼠标一样来使用这些装置。
滚动杆装置的设计是靠不同的感应器感应滑动棒滚动及移动的动作，可是这些并还不是很成功，一种滚动杆装置保有鼠标及其计算机接口，该装置在鼠标下方装上滚动杆，当滚动杆移动的时候，鼠标的圆球会被移动，鼠标就可以送相关的讯号到计算机上，这个滚动杆可以放在键盘空格键旁边，除了鼠标圆球下方的滚动杆，该装置还结合了一双可移动的垫子连接鼠标的按键，当垫子被压下时，鼠标按键也会被压下。虽然这个装置能用，可是并不能包括所有计算机鼠标的功能，也不像鼠标那样直觉。
发明内容
本实用新型的主要目的在于提供一种人体工学定位装置，其提供一个能与键盘并用的互动定位装置，从而可以降低手腕及肩膀的压力，同时提供快速准确的定位功能。
为实现上述的目的，本实用新型提供一种人体工学定位装置，包括一键盘托匣与一连接键盘托匣的滚动杆装置，该键盘托匣可承载键盘于其上方，而滚动杆装置则位于键盘下方，该滚动杆装置包含一与键盘托匣连接的底座；一安装在底座上的长金属轴，其一端被一挡块定位；一包覆在长金属轴上的套筒，该套筒可绕着该金属轴转动及沿该金属轴平行移动；一安装在底座上的感应器，可解析所述套筒的转动与移动；一设在远离挡块的金属轴一端上的端盖。
该人体工学定位装置结合如一般可移动的表面的滚动杆装置，及放置在当使用者使用键盘时可触及范围内的功能键，从而可提供一般鼠标所有的全部功能。
该人体工学定位装置的光标定位功能由滚动杆装置实现，滚动杆装置用转动来控制屏幕的垂直定位，滑动来控制屏幕的平行定位。一旦光标已被定位，可以按下滚动杆或任一功能键来启动动作。功能键的动作及滚动杆的松紧度可依使用者喜好来调整。
该人体工学定位装置是个高度准确且不太需要维护的定位装置，单一的光学感应器监看着滚动杆或其它可移动的表面，侦查传输至计算机的位置变动，该光学感应器集中在滚动杆弯曲的表面，并连接在内部的位置，以确保滚动杆装置及感应器的正确位置，更进一步，感应器的位置是选在当滚动杆压下时，滚动杆的垂直位移是有限的。
为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
附图的简要说明
以下结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式
详细描述，将使本实用新型的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中，
图1是本实用新型人体工学定位装置组合有键盘的立体图；图2是图1的人体工学定位装置的滚动杆装置的示意图；
图3是本实用新型滚动杆装置的支撑组合的示意图；图4是图1的人体工学定位装置的底部视图；图5是图3的滚动杆装置的一端视图；图6是本实用新型光学感应器底座的示意图；图7是本实用新型人体工学定位装置的内部视图；图8是本实用新型人体工学定位装置的下方视图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为实现预定目的所采取的技术手段及功效，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，相信本实用新型的目的、特征与特点，应当可由此得到深入且具体的了解，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
本实用新型人体工学定位装置可作为计算机键盘的附件，其可实现让使用者在控制光标动作时不需变换打字的姿势。该人体工学定位装置还进一步结合一个有手靠垫的键盘托匣，可以放在桌上或在其它地方，如放置于腿上，使用键盘及人体工学定位装置。该人体工学定位装置提供一个可运动(转动及移动)的表面，使用者在打字的同时可用手指触摸及使用，不需要改变手的位置。按下该人体工学定位装置的可移动表面就会启动一个开关，就如鼠标按键按下时，水平与竖直方向的动作不会有明显的改变。该人体工学定位装置连接到现有的键盘，利用现有的鼠标驱动程序，还能与其它定位装置并行使用。其它的功能键也具其它鼠标的功能，可移动的表面可以用滚动杆或支持滑动的表面来建构。
图1展示了本实用新型人体工学定位装置50的一实施例，其包括一键盘托匣60与一连接键盘托匣60的滚动杆装置54。键盘托匣60可承载键盘52于其上方，而滚动杆装置54则位于键盘52的空格键62下方并基本对齐，键盘托匣60使得键盘52和人体工学定位装置50方便使用，不受拘束。滚动杆装置54可提供现有鼠标的功能。人体工学定位装置的中央还设置功能键和滚轮58，其位于相对于滚动杆装置54离空格键62较远的地方，人体工学定位装置50上还可放置手靠垫64。
当键盘52放在人体工学定位装置50时，使用者的手指能于打字状态时轻松地触摸滚动杆装置54、功能键58和滚轮144，滚动杆装置54的滚动会导致屏幕上光标的垂直移动(未显示)，而滚动杆装置54的平行滑动会平行移动屏幕上的光标。同时的滚动及移动也被支持，可被设定的功能键58和滚轮144则包含了其它鼠标的功能。
图2是图1中人体工学定位装置的内部图，滚动杆装置54包括与键盘托匣60相连的水平底座112、安装在底座112上的金属轴70及套筒72，该金属轴70薄而有弹性，约跟人体工学定位装置50一样长，套筒72是由轻金属、陶瓷、或塑料制成，内径稍大于金属轴70的外径，并包住大部分的金属轴70。在本实施例中，套筒72包围了金属轴70的75％，且套筒72的外围具有一层不反光的橡胶表面，可提供使用者很好的触感。套筒的直径大于8毫米，优选12毫米左右。套筒72的两端设有护盖74，其可由尼龙或相似材料制成，中心有孔，直径略大于金属轴70。这些护盖74保护套筒72的两端，让套筒72更容易地在金属轴70四周移动。端盖76锁在金属轴70离底座排板71较远的一端。
如图3所示，该金属轴70在挡块82的支撑下向上微翘一角度，该角度足以使金属轴70在其末端100与底座排版71之间形成一弓形。一般该角度介于0.5至3度之间。
滚动杆装置54的端盖76的高度约跟挡块82一样高，端盖76浮在尾端的开关(未显示)上，滚动杆装置54略成弯曲的形状，弯曲的滚动杆装置54有点弹性，如以下的描述，可用来压下终端的开关，滚动杆弯曲的形状可以用图3表示的紧度调整器84来调整。紧度调整器84离挡块82稍远，金属轴70靠在紧度调整器84上，如果紧度调整器84的高度从最底调高，滚动杆装置54的角度会从平放调整到底座排板71建立的角度，角度越大，下面叙述的开关就需要越大的力量来关，降低不经意关上开关的可能性。
图4展示紧度调整器84的使用方式，转钮88在人体工学定位装置50的底部86，如图4所示的细节，多个紧度可被调整，从最轻的92到最大的90，使用者移动指针94来转动转钮88时，滚动杆装置54下的紧度调整器84的高度会增加，达到最适合使用者使用的紧度。
图5展示了具按键功能的滚动杆装置54的开关结构，滚动杆装置54的末端100先经过排列闸80，再接上端盖76，端盖76靠在垂直安装在开关座96的微开关98上，当紧度调整器84施行最大紧度时，滚动杆装置54的端盖76会浮上，接触到开关98。甚至当使用者轻轻压下套筒72，转动及平移滚动杆装置54时，开关98仍不会被启动。但是，当使用者有意压下滚动杆装置54时，滚动杆装置54弯曲的部分会变平，开关98会被启动。在某些情况下，就像这个产业所熟知的，开关98被启动时会发出一个可被听到的敲下声响，这个声响提供一个响应给使用者，用滚动杆装置54移动光标及按下滚动杆装置54以选取功能的能力是最贴切鼠标所达到的生理过程。
如图2所示，该滚动杆装置54还包括一通道隔板102，其定义了一个使用者使用滚动杆装置54的区域，通道隔板102和键盘空格键62对齐，且位于监看滚动杆动作的光学鼠标感应器106及人体工学定位装置50组合的左端101之间。通道隔板102总跟着滚动杆装置54的套筒72的一部分，套筒72并不会常碰到通道隔板102的边缘。当滚动棒移动时，套筒72的远端74′会在排列闸80及通道隔板102的末端108之间，套筒72的近端74会在排列闸78及接近光学鼠标感应器106近端的特定一点104之间，光学鼠标感应器106位于图中的位置以确保套筒72的一部分会在感应器106的上方，并让滚动杆装置54有最大的平行移动空间。
光学鼠标感应器原本是用在光学鼠标上，感应器对着一个鼠标下方一定距离的平面，这些感应器监看着经过感应器的表面的结构，并比较连续的画面来决定鼠标的动作。经过研究后，Agilent的Solid-State Optical Mouse SensorHDNS-2000可以对准一个类似圆柱的弧形表面感应器焦点跟圆柱的轴线对齐，以提供足够的平坦监看空间，如果是合适结构的表面，可以追踪直径8毫米左右圆柱的动作。
如图6所示，在人体工学定位装置里，光学鼠标感应器106，如Agilent的Solid-State Optical Mouse Sensor HDNS-2000，安装在滚动杆装置54下方，经过电路板115，碰到或穿过底座112。光学感应器106与滚动杆的轴线排齐，向上对准圆柱状的套筒72，单一感应器106的分辨率很高，并可侦测到滚动杆装置54的滚动及移动。如图6具按键功能的滚动杆装置54，感应器106被放在不会被滚动54杆垂直按下的动作影响的位置，保持挡块82跟感应器106的最短距离能最佳化垂直动作的无感应。当垂直动作的无感应被降低更多后，如上所述，套筒72的平行距离可以被忽略，因此，套筒72的近端74在图2的位置与位置104之间移动，而套筒72的远端74′会在通道闸80及通道隔板102的一端108之间移动。
感应器106侦测套筒72的图案或纹路，套筒72的外面包着一层类似橡胶的混合物提供使用者良好的触感，套筒72和感应器106的间距，要让滚动杆装置54在平常的位置时，套筒72的最低点在感应器106感应范围的中央。当滚动杆装置54被压下时，仍在感应范围内。如图6所示，感应器结构114朝上安装在底盘116上，底盘116则又安装在电路板118上。
图1展示了一种典型键盘52及人体工学定位装置50的关系，键盘空格键62高于人体工学定位装置的作用范围，特别是可移动的表面(滚动杆装置54)低于空格键62。一般键盘52上的空格键62约28毫米高于桌面，向上朝向滚动杆装置54的感应器106的最小高度是21毫米，有套筒72的滚动杆装置54的直径约为8到12毫米，使得滚动杆装置54的表面高于空格键62。
人体工学定位装置50可使用USB或PS/2联机连结到计算机系统，USB联机可提供系列串连的能力，而PS/2则不能。人体工学定位装置50可同时跟PS/2兼容装置(未显示)一起使用。
当人体工学定位装置50的设计中含有滚动杆装置54时，滚动杆装置54有可能会没有足够的平行移动空间，解决这个问题的方式有两个边缘侦测及无边缘侦测。图7展示了边缘侦测启动时的结构，当滚动杆达到移动的极限，限制杆170、170′被推入排列闸78、80，造成限制杆170、170′压下限制开关172、172′，当限制开关172、172′被压下时，边缘侦测会被启动，感应器106的光标追踪功能会被停止一段时间。这段时间的长度足够让使用者重新放置滚动杆装置54，当时间到了，滚动杆装置54的追踪再度开始，而光标追踪功能再度由原来位置启动，当使用者重新放置滚动杆装置54，可以再往原来被限制的方向行进。
当边缘侦测被解除时，滚动杆装置54压下限制杆(例如170)光标追踪功能会停住屏幕光标的平行移动，使用者可以将滚动杆装置54往相反方向的限制杆(例如170′)移动，造成光标追踪功能将屏幕上的光标放置在相反方向限制杆的相对位置，以释放平行移动空间，使用者便可让滚动杆装置54有足够的平行移动空间再向原来的方向移动。
如图8所示，人体工学装置50的设定功能是由底部的DIP开关来控制，面板174可被移除，显现八个开关，这些开关的功能可依需要进行设定。
图1显示三个可设定的功能键，左键176，中键178，右键180，放置在滚动杆装置54下方，这些功能键可实现常见鼠标按键。还有进一步的功能键，如滚轮144等，也可跟人体工学定位装置结合图标的按键可以按照拇指活动范围放置。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本实用新型后附的权利要求的保护范围。
权利要求1.一种人体工学定位装置，其特征在于，包括一键盘托匣与一连接键盘托匣的滚动杆装置，该键盘托匣可承载键盘于其上方，而滚动杆装置则位于键盘下方，该滚动杆装置包含一与键盘托匣连接的底座；一安装在底座上的长金属轴，其一端被一挡块定位；一包覆在长金属轴上的套筒，该套筒可绕着该金属轴转动及沿该金属轴平行移动；一安装在底座上的感应器，可解析所述套筒的转动与移动；一设在远离挡块的金属轴一端上的端盖。
2.根据权利要求1所述的人体工学定位装置，其特征在于，该长金属轴被挡块支撑，跟该底座呈某个仰角时会有弹性，在该挡块与端盖间的长金属轴呈弯曲状。
3.根据权利要求1所述的人体工学定位装置，其特征在于，还包括了一个开关，该端盖可接触到该开关以启动该开关。
4.根据权利要求1所述的人体工学定位装置，其特征在于，该长金属轴具有弹性。
5.根据权利要求1所述的人体工学定位装置，其特征在于，该套筒可延伸到该金属轴长度的四分之三。
6.根据权利要求1所述的人体工学定位装置，其特征在于，该套筒的表面是不光滑与有触感的。
7.根据权利要求1所述的人体工学定位装置，其特征在于，进一步包括一组补强结构，该补强结构包括一接收光标定位信息并传递该平行光标定位信息的平行追踪组件，一当该光标定位装置达到平行移动范围极限时启动的平行限制侦测器，一在该平行限制侦测器启动时会暂时停止该平行追踪组件的暂停追踪组件，及一恢复追踪组件。
8.根据权利要求2所述的人体工学定位装置，其特征在于，还进一步包含一松紧度调整器具，靠近该挡块，该长金属轴放置在该松紧调整器具上，松紧调整器具可调整所述仰角。
9.根据权利要求8所述的人体工学定位装置，其特征在于，所述仰角在0.5度至3度之间。
10.根据权利要求1所述的人体工学定位装置，其特征在于，该滚动杆装置还包括一通道隔板，其定义了一个使用者使用滚动杆装置的区域，通道隔板和键盘空格键对齐。
专利摘要一种人体工学定位装置，包括一键盘托匣与一连接键盘托匣的滚动杆装置，该键盘托匣可承载键盘于其上方，而滚动杆装置则位于键盘下方，该滚动杆装置包含一与键盘托匣连接的底座；一安装在底座上的长金属轴，其一端被一挡块定位；一包覆在长金属轴上的套筒，该套筒可绕着该金属轴转动及沿该金属轴平行移动；一安装在底座上的感应器，可解析所述套筒的转动与移动；一设在远离挡块的金属轴一端上的端盖。
文档编号G06F3/033GK2700947SQ20042005029
公开日2005年5月18日 申请日期2004年4月26日 优先权日2004年4月26日
发明者蔡火炉 申请人:精模电子科技(深圳)有限公司