专利名称：鼠标的制作方法
技术领域：
本发明涉及电脑输入设备，并且特别涉 及一种人体工程学鼠标。2.习知技术长时间使用鼠标或其他定点设备与肢体重复性劳损(RSI)的形成相关。为了代替鼠标，已经开发了例如轨迹球或操纵杆的其他设备。也存在例如弧线形或特定形状的鼠标的其他人体工程学设备。但是，这些设备并未消除罹患RSI的风险。此外，当前的输入设备通常是静态设备。
发明内容
一种电脑的定点设备以及一种使用该定点设备的方法。所述定点设备包括基座、 连接到基座上的运动跟踪设备；以及以可绕轴转动的方式连接到基座上的主体。所述主体基于至少一个轴绕基座转动。所述主体通过顺应使用者手部的位置而绕轴转动。所述鼠标利用适应您自然的手及手腕活动的转轴基座(pivot base)来挑战其他的“固定位置”鼠标。所述鼠标在使用过程中顺应使用者的手和手腕特有的位置和动作。该类型的运动促进使用者的手和手腕的血液流动，从而防止肌腱发炎和减少受伤几率。
图1A-1C示出了根据本发明第一实施例的鼠标的侧视图；图2A-2B示出了图1中鼠标的前视图；图3A-3D示出了根据本发明另一实施例的鼠标；图4A-4B示出了使用图3A-3D中的鼠标的使用者的手部；图5A-5C示出了用于图1-4中的鼠标的各种球窝接头(ball joint)；以及图6示出了用于图1-4中的鼠标的万向接头。
具体实施例方式本发明公开的是一种定点设备，其优选地体现为一种被配置用作输入设备的机械鼠标(robotic mouse)。在一个实施例中，鼠标减少RSI的发生。在一个优选实施例中，鼠标的上表面相对鼠标的下表面或在其上使用鼠标的表面而改变位置。进一步，鼠标既适用于惯用右手的使用者又适用于惯用左手的使用者。当使用者使用鼠标时，使用者手部的方向自然地发生改变。现有技术的定点设备并不根据这种方向的改变而发生变化。本发明的鼠标则被配置为当使用者手部的方向发生变化时，鼠标主体将绕轴转动以配合使用者手部的方向。鼠标被优选地配置为随动作摇动、转动或绕轴转动，因此使用者的手和手腕并不处在固定位置。这样的鼠标运动带来舒适而健康的鼠标使用体验。对于横向转动运动(lateral pivoting motion)，左手腕和右手腕的转动提供了持续的的移动自由，以允许手和手腕在使用鼠标的过程中找到所有鼠标握姿中最自然的手部位置。转轴基座不仅提供自然的左右侧向运动，而且同时向前和向后移动，因此使用者的手腕从不受约束。这样就允许当使用者的手指放松以专注于点击鼠标时，使用者的手掌可在桌面上操纵鼠标/光标。附图1A-1C示出了鼠标200的第一实施例。鼠标200包括鼠标右键50和鼠标左键40。此外，鼠标200也包括第三按键、滚轮60，或类似按键。鼠标200包括被配置为轨迹球、光敏元件、激光、或类似元件的位置传感器20，以确定鼠标的运动。其他的鼠标配置包括附加的鼠标按键、更少的鼠标按键、附加的滚轮、更少的滚轮，等等。
在一个实施例中，按键40、50和滚轮60都被配置为可以移动以改变使用者手部的位置。按键40、50和/或滚轮60都被调整为可以进行沿鼠标主体表面的平面移动或相对鼠标主体表面升高和降低的至少其中之一的运动。优选地，驱动装置10连接到按键40、50 和/或滚轮60上以提供运动。附图1A-1C示出了人体工程学鼠标200的第一实施例。在该实施例中，主体220经由固定架(mount) 230连接到基座210上。固定架230可以是万向接头、转轴、铰链、轮轴、 凸轮、轨道、轨道系统、球形固定架(ball mount)或类似元件。如图2b中的侧视图所示，鼠标外壳220绕连轴器接头(coupling joint) 230转动，从而基座210的前部和后部可充分地与基座210接触。需注意的是，在其他实施例中，提供使主体220的转动幅度最小化的止动器或缓冲器能够使鼠标的运动幅度最小化。在一个实施例中，止动器的高度和/或位置是可调整的。优选地，止动器以可滑动的方式安装在轨道上。止动器可被通向鼠标底侧的螺钉锁定在适当位置，或通过螺旋机构 (screw mechanism)被锁定在适当位置。螺旋机构和用于左右侧向调节的滑动装置(slide) 如图IA中的虚线所示。进一步，外壳220包括鼠标右键、鼠标左键以及滚轮或类似按键。此外，鼠标200 可利用轨迹球、光敏元件、LED或类似元件来跟踪运动。其他的鼠标配置包括附加的或更少的鼠标按键、附加的或更少的滚轮，等等。附图1A-1C所示的鼠标的转动动作被配置为充分配合使用者的移动。在一个优选实施例中，外壳220具有与基座210基本平行的息止位置 (rest position)。在另一个实施例中，使用者设置所述息止位置以配合使用者的手部位置。在使用鼠标的过程中，使用者手部的手腕部位会随鼠标的移动而自然地倾斜。本发明的鼠标被配置为在使用过程中配合使用者的手部位置。优选地，为配合使用者手部位置的鼠标主体的运动并不改变鼠标所控制的光标的位置。附图2a和2b示出了附图1中的鼠标。所述鼠标适用于惯用右手或惯用左手的使用者。所公开的元件将被镜射以用于惯用左手的使用者。如图所示，外壳220通过连轴器接头235连接到基座210上。连轴器接头235和连轴器接头230可能是同一联轴器接头。 在另一个实施例中，连轴器接头235和连轴器接头230是不同的连轴器接头。连轴器接头 235可以是铰链、轮轴、万向接头、球窝接头、凸轮、轨道、轨道系统或类似元件。附图2A-2B 所示的转动动作也可以利用驱动机构(driving mechanism)来完成。所述驱动机构连接到鼠标的基座上、鼠标主体上，以及优选地连接到鼠标按键上。应当注意，在一个实施例中，可体现为弹簧或齿轮传动链的齿轮机构(gear mechanism)对鼠标主体的运动施加阻力，并使鼠标主体保持在平衡位置。
如图所示，可选止动器240防止鼠标的转动超过一定限度。止动器240能够使使用者的手放置在初始息止位置处。应当注意，如上文所讨论的其他机械止动器也可被使用，同样也可使用其他运动限制技术。鼠标的转动降低了罹患RSI的风险。应当注意，止动器240优选地是可调节的。此外，每个实施例的特征可彼此相结合。应当注意，鼠标200优选地被配置为既进行左右侧向的绕轴转动又进行前到后的绕轴转动。此外，鼠标200也可进行圆周运动。在另一个实施例中，定点设备是轨迹球。在该实施例中，基座被配置为可以移动，这样使用者的手将改变方向来以类似于使用鼠标200的方式使用轨迹球。附图3A-3D示出了定点设备的另一个实施例。如图所示，所述鼠标具有单个轴心点，鼠标绕所述轴心点转动而改变其相对于基座的位置。在一个实施例中，电磁铁改变鼠标主体的位置，在另一个实施例中，齿轮或类似元件限制鼠标主体相对基座的运动或运动速度中的至少一个。所述转轴支点优选是球窝(ball and socket)式构造。如图4A-4B所示，使用者的手相对手腕的方向随着鼠标的转动而改变。当使用者的手部经历从前到后的转动时，手相对手腕的方向也经历如图4A和4B中的虚线所示的变化。这种位置的变化提高了使用者的舒适度。被配置为配合使用者的动作的鼠标是旨在减轻或防止如腕管疾病或由重复运动引起的其他疾病之类的特殊疾病。鼠标主体的运动消除了同一角度的重复运动，从而促进了血液流动、改变了正中神经的位置，以及让过度劳累的肌肉得到了休息。在一个实施例中，使用者可将鼠标或定点设备设设定在优选位置。定点设备保持在该位置不发生变化，或可选择地，以使用者的预设位置作为定点设备自动运动的起点。在另一个实施例中，除已提及的改动外，还可为手和手腕提供休息温度(resttemperature)的变化，以缓解常见的手和手腕以及手臂疾病。为此，可加热鼠标以温暖使用者的手部。在一个实施例中，鼠标具有显示窗口(图中未示出)。在一个实施例中，显示窗口为LCD显示器。显示器上显示的项目可包括如特定使用者、速度设置、运动类型和类似信息。在一个实施例中，显示器提示使用者即将要进行的运动。本发明的鼠标可以在三轴或更多的轴上自由运动。在一个实施例中，鼠标从一个方向或多个方向对使用者手部的运动施加阻力。在一个实施例中，鼠标主体和基座被设计为球窝式构造。几何外形为带有“球”的“杆”连接到鼠标的下部(或基座)。所述球嵌入在鼠标上部的配合插孔(mating socket)中。然后将扣环拧紧在鼠标的上部以使球保留在插孔内。所述扣环和插孔的设计旨在对鼠标的上部产生期望的阻力(通过摩擦)，以使鼠标上部独立于基座运动。应当注意，所述杆也可连接到鼠标的上部。附图5A-5C示出各种球窝式组件。在一个实施例中，使用万向接头概念的元件配置鼠标。万向接头如附图6所示。在该实施例中，几何外形包含“叉”的元件连接到鼠标的顶部。另一个“叉”连接到鼠标的底部。这个较低的叉大约与较高的叉相隔90度安装(在“Y”轴上的90度，假设“y”轴与工作面垂直)。连接器部分存在于较高的叉和较低的叉之间，所述连接部分具有在同一平面内相互垂直的两个孔。然后每个叉被拧紧在连接器部分的孔内，以使两个叉可以同时绕两个不同的轴独立转动。万向接头的期望阻力由设计在轭和连接器部分中的滑动配合(slipfit)决定。在一个实施例中，鼠标使用上述的一个或全部两个机制。然而，在此概念中，鼠标本身并不在工作面上移动。当鼠标的上部转动时(此时基座保持静止)，电气开关将被激活以在电脑上产生光标的移动。在一个实施例中，鼠标具有中空的外壳设计。所述鼠标的几何形状为鼠标的底部和鼠标的顶部都与球面半径分离。所述按球面半径分离产生鼠标上下两部分的结合面，允许所述的上下两部分绕球面的中心点独立转动。在鼠标底部中，存在向上突出并穿过鼠标顶部的杆状物。在鼠标顶部的装配完成后(在外壳的装配进行之前)，存在连接到杆状物下部并将鼠标的上下两半固定在一起的保持部分。所述保持部分为达到转动时期望的手感而提供摩擦力。一旦这些装配完成，外壳(或美化部分)就可被装配。 应当注意，弹簧或其他阻挡装置可在任意上文中所描述的实施例中起预拉伸的作用。鼠标可以是标准的PS2鼠标、USB鼠标、蓝牙鼠标，或类似鼠标。在一个优选实施例中，鼠标基座包括用于USB/蓝牙适配器的存储区域。尽管对本发明的描述是通过参照一个优选实施例进行的，但应当理解，在所述的本发明的创造性概念的精神与范围内可进行许多改动。因此，本发明不应只局限于已公开的实施例，还应包括下述权利要求语言所允许的全部范围。因此，尽管本说明书示出了、描述了并指出了适用于本发明的优选实施例的本发明基本的的新颖特征，应当理解，本领域的技术人员在不背离本发明的精神的前提下，可以对所示出的设备及其操作的形式和细节进行省略、替换和改变。例如，特别要指出，以基本相同的方式执行基本相同的功能以达到相同结果的那些元件和/或方法步骤的组合是在本发明的范围内的。此外，应当认识到，在本发明公开的形式或实施例中所示的和/或所描述的结构和/或元件和/或方法步骤可能被作为一般情形下的设计选择而纳入其他公开的或描述的或建议的形式或实施例中。因此，本发明所要保护的范围仅限于所附的权利要求所指出的范围。
权利要求
1.一种定点设备，其包括基座；连接到所述基座上的运动跟踪设备；以可绕轴转动的方式连接到所述基座上的主体。
2.根据权利要求1所述的定点设备，进一步包括至少一个按键，其中，驱动装置使所述按键至少相对所述主体或所述基座的其中之一改变其位置。
3.根据权利要求2所述的定点设备，其中，所述主体进一步包括位于所述主体的第一端和所述主体的第二端的至少两个按键，所述至少两个按键适应于使用者的手掌。
4.根据权利要求3所述的定点设备，其中，所述主体的各部分都可独立运动。
5.根据权利要求4所述的定点设备，其中，所述主体的各部分以同步的方式运动。
6.根据权利要求1所述的定点设备，其中，与所述定点设备相连接的设备为电脑。
7.根据权利要求1所述的定点设备，其中，所述主体进一步包括位于所述主体的第一端和所述主体的第二端的至少两个按键，所述至少两个按键适应于使用者的手掌。
8.根据权利要求7所述的定点设备，其中，所述主体的各部分都可独立运动。
9.根据权利要求8所述的定点设备，其中，所述主体的各部分以同步的方式运动。
10.根据权利要求3所述的定点设备，其中，所述定点设备为鼠标。
11.根据权利要求3所述的定点设备，其中，所述定点设备为轨迹球。
12.根据权利要求3所述的定点设备，进一步包括限制所述主体相对所述基座的左右侧向转动的止动器。
13.根据权利要求1所述的定点设备，其中，所述基座和所述主体中的一个包括球形组件，且所述基座和所述主体中的另一个包括杆形组件。
14.根据权利要求1所述的定点设备，其中，偏移装置(biasdevice)使所述主体保持在平衡位置。
15.根据权利要求1所述的定点设备，其中，所述偏移装置是至少一个弹簧。
16.一种操作定点设备的方法，所述定点设备包括基座、以可绕轴转动的方式连接到所述基座上的主体，所述主体被配置为绕至少一个轴转动，所述方法包括将所述定点设备连接到电脑上；移动鼠标以移动与电脑关联的光标的位置；以及当移动所述光标时倾斜所述鼠标主体，鼠标主体的倾斜对所述光标的位置没有影响。
17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括使用偏移装置使所述主体回复到平衡位
全文摘要
一种电脑的定点设备以及一种使用该定点设备的方法。所述定点设备包括基座、连接到基座上的运动跟踪设备；以及包括以可绕轴转动的方式连接到基座上的主体。主体基于至少一个轴绕基座转动。
文档编号G06F3/033GK102369500SQ201080012134
公开日2012年3月7日 申请日期2010年3月16日 优先权日2009年3月16日
发明者杰克·阿特兹蒙 申请人:尔格瓦克斯国际有限责任公司