手持和桌面双模式人体工程学鼠标的制作方法

文档序号：11828089阅读：255来源：国知局

本发明涉及计算机鼠标技术领域，特别涉及到人体工程学的计算机鼠标。

背景技术：

计算机鼠标是电脑用来控制光标并在屏幕上处理文档和浏览互联网的附属装置。在桌面上的鼠标移动被转换成光标在显示器上的移动，通过这种方式可以精确控制图形用户界面。指向，点击，拖动，旋转滚动，和翻页都是基本的电脑鼠标操作和功能。这些功能是由鼠标机身壳体内的机械，光学，电子元件，和一个鼠标逻辑电路板来实现的。这已是一项成熟的技术。另一方面，鼠标壳体和外部设置的设计通常决定了人们如何使用或操作鼠标，即操作鼠标的方式。当前市面上的鼠标大多是在桌面上操作的。典型的鼠标机身外部通常由一个鼠标壳体，两个点击按键(有些类型多于两个点击按键)，一个滚轮，及一个跟踪传感器(如机械滚筒带有光学编码盘，光学/激光传感器等)组成。一般地，典型的鼠标的跟踪传感器设置在鼠标机身的底部。

有许多不同类型的计算机鼠标，其中包括机械鼠标，LED光学鼠标，激光鼠标，惯性和陀螺鼠标，压敏鼠标(3D鼠标)，触觉鼠标，符合人体工程学的鼠标，和游戏鼠标。几乎所有这些市场上现有的鼠标都需要在桌面上或鼠标垫上操作。

典型的常规鼠标通常在鼠标机身的底部配置一个跟踪传感器(例如机械滚筒带有光学编码盘，光学/激光传感器)，在鼠标机身的顶部配置两个按键和一个滚轮。大多数鼠标是为右手使用设计的。当右手在桌面上移动鼠标时，光标在显示屏上移动，食指操作左按键，中指操作右按键。滚轮一般设置在两个按键之间。如果换用左手操作，左手必须使用中指来操作左按钮，并用食指来操作右按钮。现在也有少量的鼠标是特定为左手设计和制造的。也有少量鼠标通过一个切换开关或通过软件来实现切换左，右手的配置。但大多数常规鼠标是为右手使用设计的。依赖桌面的和用右手操作的鼠标是在办公室和家里最常用的。它们也市场上最常见的和最通用的。

轨迹球鼠标对鼠标的机身设计进行了改进，它将一个轨迹球安排在鼠标的顶部。操作者用拇指或其他手指来旋转轨迹球以移动在显示屏的上的光标。鼠标壳体内的机械传感器(带有光学编码盘)或LED光学/激光传感器可以用来跟踪轨迹球的转动。在轨迹球鼠标里，LED光学/激光传感器的光束是对准到轨迹球的表面上的。Logitech公司出产的M570型无线轨迹球鼠标，是将无线，轨迹球，和激光传感器技术应用在鼠标上的一个例子。轨迹球鼠标需要较少的手部动作和较少的桌面。

摇杆鼠标和垂直设置的鼠标设计比较符合人体工程学。他们能让手，手腕，和手臂处在一个中立的角度位置。这种设计在一定程度上可以减轻胳膊和手的疲劳。3M公司的人体工程学光电鼠标(EM500GPS型)是一个摇杆鼠标的例子。零张力鼠标(Zero Tension Mouse)是垂直鼠标的一个例子。

上面提到的鼠标基本上都是被设计成在桌面上操作的。当在桌面上使用常规的鼠标时，手掌要面向桌面，这时手臂的尺骨和桡骨是交叉的。很多人长时间都要在电脑前保持这个姿势工作，这使手臂上特定的一小部分肌肉被一遍又一遍的重复使用。这种操作鼠标的方式会导致手，手臂，和肩膀的不适，疼痛，甚至疲劳性损伤。当使用操纵杆鼠标和垂直鼠标时，手臂的尺骨和桡骨避免了交叉。但操作时，手，手臂，和肩还是必须保持相同的姿势，因为鼠标要求在桌面上操作。因此，它们还是限制了操作者的手和臂的方向。人们一直在寻找不同的方式来避免这种由于操作方法带来的手臂不适和疲劳损伤。

有些专利提出了手持鼠标，目的是要脱离桌面的限制，减少手和手臂的疲劳。例如专利CN202512539U，CN202512539U，CN101907937A，CN2545639Y，和CN201255872Y等。一般地，这些设计者都将轨迹球设置在鼠标的顶部，并且由拇指控制。它的优点是脱离桌面的限制，实现了左右手对称设计。其缺点是，拇指必须提高到鼠标的顶部才能实现操纵轨迹球。因此，拇指不是在它的自然和舒适的位置进行操作。CN2264932Y的轨迹球设置的位置会使拇指舒适些，但鼠标体的设计过于简单，不易抓握和操作，没有充分利用手的各部分功能以使操作高效舒适。

专利CN204102085U，CN201072538Y，CN2689359Y，CN202600640U，CN102915131A，和CN202795268U提出的是手持和桌面双模式鼠标。他们用不同的方式实现了即可手持操作，又可桌面操作的鼠标。手持和桌面双模式鼠标即可通过手持的方式消除由依赖桌面带来的限制，又允许操作者保留以前操作常规鼠标的习惯，可在需要的时候在桌面上使用鼠标

本发明也是一种手持和桌面双模式鼠标，目的是使本鼠标的设计及其使用方法符合人体工程学，减少和消除由于使用鼠标而产生的不适，疼痛，和疲劳损伤。但本发明的鼠标机身设计是独特的。它的设计不同于上面提到的任何专利，也不同于任何市场上的鼠标。

技术实现要素：

传统的电脑鼠标要依赖桌面。当操作者使用这种鼠标时，会导致手，手臂，和肩膀不适，疼痛，甚至疲劳损伤。

本发明设计了一种手持和桌面双模式符合人体工程学的鼠标。鼠标壳体和外部设置包括以下各个组成部件：鼠标壳体左半部(1)，鼠标壳体右半部(2)，轨迹球(3)，轨迹球盖(4)，食指点击按键(5)，中指点击按键(6)，和滚轮(7)。

鼠标壳体是由鼠标壳体左半部(1)和鼠标壳体右半部(2)装配而成，并关于它们的装配面对称。鼠标壳体的形状和特征设计是实现本鼠标手持和桌面双模式功能以及符合人体工程学特性的重要部分。鼠标壳体的形状和特征设计包含以下各项：握把(101)，指环(102)，轨迹球室(103)，轨迹球盖滑槽(104)，弧形的虎口支撑区(105)，握把的后突部(106)，弧形的顶部(107)，前突部分(108)，食指点击按键沉孔(109)，滚轮沉孔(110)，中指点击按键沉孔(111)，和两个小球形凸出体(112)。

鼠标壳体可以被手持，有一个由无名指和小指握持的鼠标握把(101)。有一个弧形的虎口支撑区(105)，虎口在这里支持握把的后突部(106)。轨迹球(3)被设置在鼠标壳体的中部并靠近握把，旨在使拇指能自然触及和操作，轨迹球(3)被限制在轨迹球室(103)内并在鼠标壳体的左右侧部分地露出。轨迹球(3)配有轨迹球盖(4)。鼠标的两个点击按键(5)(6)设置在鼠标的前部，分别在吻合左手和右手的食指和中指的位置，当竖直手持本鼠标时，两个点击按键(5)(6)看起来是竖立排列的。滚轮(7)在食指点击按键(5)和中指点击按键(6)的中间。鼠标还有一个为无名指和小指设计的指环(102)。弧形的顶部(107)和前突部(108)是为使鼠标看起来美观。鼠标壳体左右侧面上有两个小球形凸出体(112)，是为鼠标在桌面上使用时设计的。本鼠标壳体独特的形状设计旨在使鼠标符合人体工程学，具有手持和桌面双模式功能，并能用左右手对称地使用。

本鼠标壳体上的握把(101)和一个指环(102)，其功能一是利用无名指和小指握持握把(101)，其功能二是当无名指和小指外推指环(102)或拉回握把(101)时，能使鼠标以虎口为轴心在手掌中作少量的位置调整。

本鼠标壳体的握把的后突部(106)，是一个平滑的，适当后突的弧形体，旨在创造一个弧形的虎口支撑区(105)，利用虎口来支撑鼠标。

本鼠标壳体上的轨迹球室(103)，是一个部分的空心球体，它的内径略大于轨迹球(3)的外径，使轨迹球(3)能在其中自由转动，它被设置在鼠标壳体的中部并靠近握把，旨在使拇指能自然触及和操作限制于其中的轨迹球(3)。

本鼠标壳体内的轨迹球盖滑槽(104)，是在鼠标壳体上轨迹球室(103)旁开的滑槽，其形状吻合轨迹球盖(4)的形状，旨在使轨迹球盖(4)能在其中滑动。

本发明为轨迹球设计了一个轨迹球盖(4)。它是一个相似于轨迹球(3)的部分球形壳体，所取部分呈带状，它的内径比轨迹球室(103)的内径略大，它的壳厚约为1毫米，它能在轨迹球盖滑槽(104)中滑动，其两端都有两个轨迹球盖切孔(401)，旨在使两端有弹性，其两端的上下边上分别有两个轨迹球盖小球形凸出体(402)，用于使轨迹球盖(4)能卡住在鼠标壳体壁上，轨迹球盖(4)的功能在于分隔轨迹球(3)和手掌的接触。轨迹球被限制在鼠标壳体内，在左右两侧部分地露出。轨迹球盖可以在鼠标壳体内滑动，当滑到右侧时，可以盖住右侧露出的轨迹球表面。同理，可以盖住左侧露出的轨迹球表面。

本发明将食指点击按键(5)和中指点击按键(6)设置在鼠标的前部，分别在吻合左手和右手的食指和中指的位置，当竖直手持本鼠标时，两个点击按键(5)(6)看起来是竖立排列的。滚轮(7)在食指点击按键(5)和中指点击按键(6)中间，两个点击按键(5)(6)和滚轮(7)与弧形的虎口支撑区(105)的距离是使食指和中指能自然的触及和点击按键(5)(6)和滚轮(7)。

本发明将鼠标的顶部(107)和前突部分(108)设计成平滑的弧形，其特征是为使鼠标壳体的轮廓形状过度平滑流畅，并具有美感。

本发明在鼠标壳体左半部(1)和鼠标壳体右半部(2)的表面上，分别设计了两个小球形凸出体(112)，其位置在靠近指环(102)的两端。当本鼠标被卧置在桌面上时，它们和轨迹球(3)一起形成一个三点支撑面。这一特征是为桌面使用模式设计的。

由于本鼠标使用了轨迹球，光电跟踪传感器的光束应对准壳体内的轨迹球，以便感知和跟踪轨迹球的运动。本鼠标的食指键，滚轮，和中指键及其功能对应于常规鼠标上的左键，滚轮，和右键及其功能，因此可以左右手对称使用。当竖立手持本鼠标时，左手或右手的食指控制食指点击按键(5)(对应于常规的桌面电脑鼠标的左键)，左手或右手的中指控制中指点击按键(6)(对应于常规的桌面电脑鼠标的右键)。滚轮设置在两个按键之间，和常规的桌面电脑鼠标一样。

本发明的优点是：首先，它不依赖于桌面，可以手持。因此，它解除了手必须在桌面上操作鼠标的限制。操作者可以选择所需的舒适的姿势来使用鼠标，减少了手腕，手臂，和肩部的紧张。

其次，设计是左右手对称的。无论是右手还是左手都能方便地操作它。如果右手感觉疲劳了，可以换到左手继续工作。这可以平衡两只手之间的工作负荷，减少疲劳应力。

第三，轨迹球被布置在鼠标的中部并靠近握把的位置上。使拇指可以自然地达到它，并可在其自然的状态下操作轨迹球。这样的设计可以减少拇指疲劳。

第四，指环和握把上的后突设计使无名指，小指，和虎口得到了充分的应用，可以帮助本鼠标在手中处于稳定的状态，并在需要时可少量调整鼠标在手中的位置。从而为食指和中指可以自由地和容易地工作提供了条件。这样的设计使鼠标的操作更舒适，高效，和灵活。

第五，本发明可以在任何桌面上(甚至在透明桌子表面)使用。该功能允许操作者保持使用常规的桌面鼠标的习惯。

第六，本鼠标还有另一种方式来操作轨迹球，就是操作者可以用一只手握住鼠标主体而用另一只手转动轨迹球。

附图说明

图1到图10展示了本发明的形状，结构，各部件，和装配的特点。他们还展示了本鼠标的装配方法，使用方法，和所有其他必要的细节，功能，和特点。下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1展示了本鼠标壳体形状和人们如何使用它的总体设计。它可用左手或右手如图持握并操作，也可放在桌面上用左手或右手操作。本图给出的是竖直手持时的状态。桌面使用模式见图10。手持模式时，无名指，小指，和虎口提供对鼠标的抓握和支持。拇指转动轨迹球来控制光标的位置。食指和中指操作两个按键和滚轮。桌面模式时，将鼠标卧置于桌面，操作方法和常规鼠标一样。

图2展示了本鼠标壳体完整的装配图，并标出了鼠标的各部分。部件(1)是鼠标壳体左半部。部件(2)是鼠标壳体右半部。部件(3)是轨迹球。部件(4)是轨迹球盖。部件(5)是食指点击按键。部件(6)是中指点击按键。部件(7)是滚轮。

图3是鼠标壳体的分解图。它展示出了鼠标壳体所有部件的组装关系。

图4和图4A展示了鼠标壳体上的设计特征。由于鼠标壳体左半部(1)和鼠标壳体右半部(2)是对称的，图4和图4A只显示了鼠标壳体左半部(1)的设计特征。

设计特征(101)是握把。

设计特征(102)是指环。指环可用来帮助无名指和小指调整鼠标在手掌中的位置。当无名指和小指向外推指环或向里拉握把时，鼠标会以虎口为轴在手掌中做少量旋转。此功能可以用于调节鼠标在手掌中的位置和方向，这使得鼠标操作更加的高效，灵活。

设计特征(103)是轨迹球室。它是直径比轨迹球稍大一点的部分空心球形，并内置于鼠标壳体。轨迹球(3)被限制在其中，并可在其中旋转。

设计特征(104)是轨迹球盖滑槽。轨迹球盖(4)能够利用它滑入和滑出。

设计特征(105)是弧形的虎口支撑区。

设计特征(106)是握把的后突部。它创造了弯曲的虎口支撑区(105)。

设计特征(107)是弧形的顶部。其目的是使鼠标的壳体看起来美观。

设计特征(108)是前突部分。其目的是使鼠标的壳体看起来美观。

设计特征(109)是食指点击按键沉孔。食指点击按键(5)安装在这里。

设计特征(110)是滚轮沉孔。滚轮(7)安装在这里。

设计特征(111)是中指点击按键沉孔。中指点击按键(6)安装在这里。

设计特征(112)是两个小球形凸出体。他们和轨迹球(3)一起可以在桌面上提供一个3点支持面。参考图10。

图5是轨迹球盖(4)的等距视图。它是一个部分的球形壳体，呈带状。轨迹球盖(4)可在轨迹球盖滑槽(104)中滑动。它用于分离轨迹球(3)和手掌的接触。轨迹球盖(4)的内径比轨迹球室(103)的内径略大。它的厚度约为1毫米左右。图5A展示了轨迹球盖(4)的两端设计。

设计特征(401)是一个轨迹球盖切孔。旨在使两端具有弹性，帮助它挤入轨迹球盖滑槽(104)内。

设计特征(402)是轨迹球盖小球形凸出体。四个小球形凸出体如图均匀地分布在轨迹球盖(4)的上下边的每一端。当轨迹球盖(4)挤进轨迹球盖滑槽(104)内后，四个小球形凸出体(402)帮助将轨迹球盖(4)卡在鼠标壳体壁上，使其保持在设定的位置。

图6给出了一个轨迹球盖(4)在任意位置的例子。图6A是正视图，图6B是后视图。

图7是轨迹球盖(4)被设置在右侧的示意图。这是为右手使用时的配置。图7A是后视图。

图8是轨迹球盖(4)被设置在左侧的示意图。这是为左手使用时的配置。图8A是后视图。

图9是一个竖直手持使用本发明的例子。它具体指出了手的各部位和本鼠标各部位的对应关系。这是个用右手使用的例子。由于本发明是左右对称的，左手使用时的对应关系完全一样。

图10描述了如何在一个平面上使用本鼠标。图10C是图10的正视图，表明轨迹球(3)和两个小球形凸出体(112)为鼠标在桌面上提供了三个支撑点。图10A和图10B是图10C的详细视图，显示在平面上的设计特征(112)。当鼠标在平面上移动时，滚动的轨迹球(3)将移动显示屏上的光标。这和使用常规的鼠标方法是一样的。

下面是附图中所用的标号与各部件及设计特征名称对应列表：

1-鼠标壳体左半部

101-握把

102-指环

103-轨迹球室

104-轨迹球盖滑槽

105-弧形的虎口支撑区

106-握把的后突部

107-弧形的顶部

108-前突部分

109-食指点击按键沉孔

110-滚轮沉孔

111-中指点击按键沉孔

112-两个小球形凸出体

2-鼠标壳体右半部

3-轨迹球

4-轨迹球盖

401-轨迹球盖切孔

402-轨迹球盖小球形凸出体

5-食指点击按键

6-中指点击按键

7-滚轮

8-桌面

具体实施方式

本发明的目的是为了对计算机鼠标的壳体和外部设置进行改进，以图改变依赖桌面的计算机鼠标操作方法，由此解决由操作常规桌面式计算机鼠标导致的手臂不适和疲劳损伤问题。当前的计算机鼠标的内部逻辑电路技术已能满足功能需要，不需要改变，可以延用当前通用的鼠标逻辑电路技术。跟踪传感器也可以延用当前通用的技术，如可用LED光学式，激光式，甚至是机械式(带有光学编码盘)传感器来跟踪轨迹球的转动。在本鼠标的设计中，跟踪传感器是内置在鼠标壳体内的。LED光学式和激光式移动跟踪传感器的光束是照射在轨迹球表面而不是桌面或鼠标垫的表面上。无线电技术也可以应用到本鼠标上，使其成为无线鼠标。已成功应用轨迹球，激光式移动跟踪传感器，和无线电技术于鼠标的例子是Logitech公司的M570型轨迹球鼠标和Kensington公司的轨迹球鼠标。

本计算机鼠标的机身壳体由7部分组成，如图2所示，他们分别是鼠标壳体左半部(1)，鼠标壳体右半部(2)，轨迹球(3)，轨迹球盖(4)，食指点击按键(5)，中指点击按键(6)，和滚轮(7)。它们都可以用塑料材料制成。

图3展示了所有部件的组装关系。鼠标壳体左半部(1)和鼠标壳体右半部(2)是关于装配平面对称的。它们上面的设计特征也是对称的。它们可以利用塑料壳体的弹性特征实现卡合，也可用小螺丝装配在一起。机械元件，电子元件，光学元件，跟踪传感器，和逻辑电路板被安装在壳体内。轨迹球应在这个阶段装配在壳体内，使其被限制在轨迹球室(103)内(如图4)，并应在左右两侧部分地露出(如图2)。轨迹球应能被任意转动。滚轮(7)也应该在这一阶段内装入其沉孔(110)中(如图4)，并使其一小部分露出壳体(如图2)。

轨迹球盖(4)应装配进轨迹球盖滑槽(104)中，如图6，图6A。因轨迹球盖切孔(401)使轨迹球盖(4)的两端具有一定的弹性，如图5，图5A，当轨迹球盖(4)的一端插入轨迹球盖滑槽(104)时，轨迹球盖(4)能顺利进入。轨迹球盖小球形凸出体(402)能使其卡住并保持在设定的位置。

装配的最后一步是将食指点击按键(5)和中指点击按键(6)装在它们对应的沉孔(109)和(111)上，如图4，图2。

操作时可按图9所示的方式操作，这种方式也适用于左手。也可如图10所示的方法操作，即放在桌面上，如操作常规鼠标一样。

当用右手操作时，将轨迹球盖(4)推至如图7和图7A的位置。当用左手手操作时，将轨迹球盖(4)推至如图8和图8A的位置。

本发明的7个部件以及鼠标壳体左半部(1)，鼠标壳体右半部(2)，和轨迹球盖(4)上的设计特征使本鼠标的功能及其操作方法得以实现。结合附图进一步详细说明如下：

图4和图4A展示了鼠标壳体左半部(1)和鼠标壳体右半部(2)上的设计特征。由于鼠标壳体左半部(1)和鼠标壳体右半部(2)是对称的，图4和图4A只显示了鼠标壳体左半部(1)的设计特征。