CN108897431A - 一种带可变形手托的键盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带可变形手托的键盘，包括键盘和固定于键盘下缘上的气囊式手托；所述气囊式手托包括紧贴键盘设置的支撑囊体和环绕设于支撑囊侧面的扩展囊体；所述支撑囊体内设置有若干个支撑囊泡；所述支撑囊泡内填充有流体或半流体；所述扩展囊体为中空结构，且材质为硅胶；所述扩展囊体外表面的一处设置有充气口。通过设置形变较小的支撑囊体以对腕部实现稳定支撑和初步固定，在通过扩展囊体对腕部及腕部附近部位形成一定的包裹作用，从而进一步提升对腕部的支撑和固定能力，进而显著改善了键盘使用者因长时间使用键盘所产生的腕部疲劳感和不适感；结构简单，易于生产和制造，且成本低廉，不会对使用者造成经济负担。

Description

一种带可变形手托的键盘

技术领域

本发明涉及键盘设备领域，具体涉及一种带可变形手托的键盘。

背景技术

随着电子信息技术的发展，电脑已经成为了人们工作生活中必不可少的一类电子设备，并大大提高了人们的工作和学习效率，而人机交互从电脑诞生之初便一直被信息技术工程人员所关注。从做原始的二进制打孔机，到中期的键盘鼠标，在演化到现在的触控设备，一路走来，人与电脑的交互手段越来越丰富，而交互体验也越来越好。

在二十一世纪的今天，虽然触控已经演化成了主流的交互方式，但是并不代表着键盘鼠标的消亡。不但如此，随着无纸化办公的不断升华，为了提高工作效率，输入效果更精确、输入体验最直接的键盘依然在人机交互，尤其所谓办公场景的人机交互输入端，依然扮演者举足轻重的角色。因而，围绕键盘的开发依然在进行当中。

近年来，由于使用频率以及使用时长的大幅度攀升，键盘使用者对键盘使用舒适性的要求越来越高，甚至已经远超过其功能性。因此，不少键盘厂商都纷纷推出更具有人体工程学的键盘来满足使用者的需求。例如，微软推出的一款V型键盘，其通过传统键盘的分区设计，使按键的排列角度更加符合手掌自然防止的角度，以减少使用者长时间使用时的疲劳感。也有专利提出，在键盘上加装按摩功能，同样也能缓解人手指部的疲劳感。再有就是，针对使用者使用键盘过程中手腕悬空而导致疲劳和腕部的损伤，设计出了带有可充气的键盘手托，以达到对腕部支撑，从而减少腕部悬空的目的。

上述中的充气手托，其能够较好地解决腕部的支撑问题，同时利用气体受压体积改变的原理，能够一定程度上解决对不同使用者腕部摆放位置及摆放知识的自适应问题。但是，其采用的单一式的全气囊结构，当作为腕部制成时，由于气囊形变方向不确定且量较大，因此对腕部的固定作用不佳。这种情况下，会使得使用者在输入过程中，因腕部固定不稳而导致手掌部位的晃动，进而影响到输入效率。

发明内容

本发明提供了一种带可变形手托的键盘，以现有气囊手托键盘对腕部固定性能不足的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种带可变形手托的键盘，包括键盘和固定于键盘下缘上的气囊式手托；所述气囊式手托包括紧贴键盘设置的支撑囊体和环绕设于支撑囊侧面的扩展囊体；所述支撑囊体内设置有若干个支撑囊泡；所述支撑囊泡内填充有流体或半流体；所述扩展囊体为中空结构，且材质为硅胶；所述扩展囊体外表面的一处设置有充气口。

本技术方案的工作过程及工作原理为：

需要强调的是，本技术方案中所述的气囊式手托所含有的两个部分——支撑囊体和扩展囊体，其材质是不一样的。其中，支撑囊体的材质一般选用延展性相对较差的PE、PVC、PU等制成，并通过热压成型的方法在其内形成支撑囊泡；因此，为了便于加工，支撑囊泡通常设计为并列相邻的长方体，优选的可以制作成上下两层，其中上层用于腕部的支撑以及形态的适应，下层则用于支撑上层并在受力相对较小的情况下以其较小形变量为上层提供良好的定位作用；当然，除了热压成型外，其制备方式还可以是，先单独制造各支撑囊泡，然后将制得的各支撑囊泡按照需要的设计排列并互相之间粘贴固定以形成支撑囊体；其内流体或半流体的填充方式为，预先在支撑囊泡的裸露侧壁上留注入孔，待将一定提及量的流体或半流体注入后，使用相同材料支制成的封片在热熔贴合或是胶粘的方式密封注入孔即可。而对于扩展囊体，则采用软硅胶制成且壁厚控制在2～3mm的范围内，其本身具有较好的延展性，故能够在通过充气口吹入空气后像气球一样膨胀。充气口采用的是现有设计，其带有进气管道以及封盖，后者能够保证冲入气体后对扩展囊体内部的密封。此外，通常使用胶粘的方式实现支撑囊体和扩展囊体之间、以及支撑囊体与键盘之间的粘接固定。

由于对键盘使用习惯不同，不同使用者在实际使用键盘的过程中，其受所保持的姿势也千差万别。现有的充气式手托，仅单纯强调对腕部的托举作用而采用单一式的气囊结构，所以当其需要应对使用者千差万别的腕部托举需求时，只能采取增大气囊体积、提高覆盖面积的方式来实现其目的。但这样所带来的弊端就是，单一气囊的结构因左右方向存在很大的变形自由而并不能很好地对腕部实现固定功能。本技术方案中，通过设置预先已填充的支撑囊体来实现腕部位置的初步固定。而这一效果是通过各支撑囊泡的共同作用实现的，具体如下：当键盘使用者使用键盘输入时，其腕部自然与支撑囊体接触而给予支撑囊体以压力；在压力的作用下，每一支撑囊泡均产生小的形变从而综合陈支撑囊体的形变，进而实现对腕部形状的自适应，同时由于各支撑囊泡只进行小的形变且相互之间存在形变的限制作用，因此不会像单一囊体一般在手腕附近产生随腕部压力波动而进行较大型变量的波动，也就是说具有支撑囊泡结构的支撑囊体受压变形幅度小且对压力波动不敏感；因此，其能够实现很好的初步支撑作用。然后，保持输入姿势，向充气孔向吹入空气以使扩展囊体产生大幅度形变。由于软硅胶变形量极大，因此在充气后能够对腕部实现良好的包裹，从而进一步锁定腕部甚至腕部附近部位的位置，以保证腕部位置的稳定，从而保证了输入过程手部位置以及手形的稳定，进而有效地保证了输入效率。与此同时，同样由于扩展囊体的软硅胶材质使得其变形量极大，因此能够在输入过程中，随使用者腕部的小范围自然晃动而产生相应的形变，并利用其回弹性帮助使用者的腕部迅速回位，从而显著稳定了使用者的整个输入手势。这一点除了能够帮助熟练者稳固手形，减少疲劳，还能够帮助初学者帮助其养成良好输入习惯。此外，硅胶制成的扩展囊体，变形容易，还允许使用者在腕部抬离受托后再次放下的过程中，迅速适应使用者新的手形并对腕部形成新的支撑；与此同时，其扩展囊体所形成的柔软触感，能够进一步对使用者腕部压力的释放，从而有效降低使用者的腕部疲劳感。当不使用时，将扩展囊体中的气体通过充气口排除，扩展囊体体积回缩而不对对键盘的收纳造成过多的影响。

进一步地，所述流体为水、空气中的任一种。使用水或空气作为填充介质，其良好的流动性能，能够使得支撑囊体迅速变形，从而快速适应使用者的手形并对使用者的腕部产生支撑。此外，水的比热容大、空气的散热速度快，两者均能够使得使用者在腕部与支撑囊体长时间接触后，接触区域温度不会大幅升高，这就进一步提升了使用者腕部的舒适性。

更进一步地，所述流体的占支撑囊泡内总体积的80～85％。经过反复试验，该填充比例既能够避免支撑囊泡因填充不够造成形变过大而失去足够的固定作用，又能够避免填充过多造成形变不足、支撑囊体对腕部形状的适应性不好而导致腕部依然与手托硬碰硬的情况发生。这样就能够最大限度体平衡支撑囊体的稳定固定和腕部包裹的功能，从而在实现使用者腕部有效支撑以缓解疲劳的同时，有效保证了使用者手形的稳定性，进而保障了使用者的输入效率。

进一步地，所述半流体为呈稠状的玉米淀粉液。当半流体时，由于非牛顿流体的特性，其在变形后能够一定程度上保持变形后的形态，从而消除了使用者腕部与支撑囊体接触后，支撑囊体因形变所产生的恢复趋势而对使用者腕部在成的额外的反作用力，从而减弱了使用者腕部的受力情况，进而有效减缓了使用者腕部的疲劳感。

更进一步地，所述半流体占支撑囊泡内总体积的75～78％。经过反复试验，该填充比例既能够避免支撑囊泡因填充不够而失去支撑作用，又能够避免填充过多造成形变不足、支撑囊体对腕部形状的适应性不好而导致腕部依然与手托硬碰硬的情况发生。这样就能够最大限度体平衡支撑囊体的稳定固定和腕部包裹的功能，从而在实现使用者腕部有效支撑以缓解疲劳的同时，有效保证了使用者手形的稳定性，进而保障了使用者的输入效率。

进一步地，所述扩展囊体内填充有充分吸水胀大的高吸水性树脂球。由于扩展囊体为软硅胶制成，具有较大的形变能力，因此当填充入高吸水性树脂球，如市面上所售的商品名称为“海洋宝宝”的高吸水性树脂球，即能够形成一个发泄玩具。这样，使用者在使用键盘输入之余，还能够通过按压挤捏扩展囊体来发泄自己的情绪，从而提高使用者的精神状态。此外，通过对扩展囊体的按压挤捏，还能够帮助使用者做手部与腕部的运动，从而加速疲劳感的消除，并在一定程度上预防手指及腕部疾病，保护使用者的身心健康。

进一步地，所述扩展囊体的上表面设置有绒布层。通过设置绒布层，能够进一步提高支撑气囊以及扩展气囊的触感，从而提高使用者的触碰过程中的愉悦感，进而从心理层面上缓解使用者的疲劳感。此外，绒布层还能够起到一定的吸汗作用，从而减少使用者长时间与支撑气囊以及扩展气囊接触时因出汗所带来的不适感。

综上所述，本发明相较于现有技术的有益效果是：

(1)通过设置形变较小的支撑囊体以对腕部实现稳定支撑和初步固定，在通过扩展囊体对腕部及腕部附近部位形成一定的包裹作用，从而进一步提升对腕部的支撑和固定能力，进而显著改善了键盘使用者因长时间使用键盘所产生的腕部疲劳感和不适感；

(2)具有多种功能，除了能够对腕部进行支撑外，还能够帮助使用者减压和辅助使用者做手指和腕部的运动，从而促进了使用者的身心健康；

(3)结构简单，易于生产和制造，且成本低廉，不会对使用者造成经济负担。

附图说明

图1是一种带可变形手托的键盘的结构示意图

图2是图1中沿A-A的剖视图

图3是一种带可变形手托的键盘充气后的结构示意图

图中标记为：1-键盘，2-扩展囊体，3-支撑囊体，4-支撑囊泡，5-绒布层，6-充气口。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面具体的实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

一种带可变形手托的键盘1，包括键盘1和固定于键盘1下缘上的气囊式手托；所述气囊式手托包括紧贴键盘1设置的支撑囊体3和环绕设于支撑囊侧面的扩展囊体2；所述支撑囊体3内设置有若干个支撑囊泡4；所述支撑囊泡4内填充有流体或半流体；所述扩展囊体2为中空结构，且材质为硅胶；所述扩展囊体2外表面的一处设置有充气口6。

本技术方案的工作过程及工作原理为：

由于对键盘1使用习惯不同，不同使用者在实际使用键盘1的过程中，其受所保持的姿势也千差万别。现有的充气式手托，仅单纯强调对腕部的托举作用而采用单一式的气囊结构，所以当其需要应对使用者千差万别的腕部托举需求时，只能采取增大气囊体积、提高覆盖面积的方式来实现其目的。但这样所带来的弊端就是，单一气囊的结构因左右方向存在很大的变形自由而并不能很好地对腕部实现固定功能。本技术方案中，通过设置预先已填充的支撑囊体3来实现腕部位置的初步固定。而这一效果是通过各支撑囊泡4的共同作用实现的，具体如下：当键盘1使用者使用键盘1输入时，其腕部自然与支撑囊体3接触而给予支撑囊体3以压力；在压力的作用下，每一支撑囊泡4均产生小的形变从而综合陈支撑囊体3的形变，进而实现对腕部形状的自适应，同时由于各支撑囊泡4只进行小的形变且相互之间存在形变的限制作用，因此不会像单一囊体一般在手腕附近产生随腕部压力波动而进行较大型变量的波动，也就是说具有支撑囊泡4结构的支撑囊体3受压变形幅度小且对压力波动不敏感；因此，其能够实现很好的初步支撑作用。然后，保持输入姿势，向充气孔向吹入空气以使扩展囊体2产生大幅度形变。由于软硅胶变形量极大，因此在充气后能够对腕部实现良好的包裹，从而进一步锁定腕部甚至腕部附近部位的位置，以保证腕部位置的稳定，从而保证了输入过程手部位置以及手形的稳定，进而有效地保证了输入效率。与此同时，同样由于扩展囊体2的软硅胶材质使得其变形量极大，因此能够在输入过程中，随使用者腕部的小范围自然晃动而产生相应的形变，并利用其回弹性帮助使用者的腕部迅速回位，从而显著稳定了使用者的整个输入手势。这一点除了能够帮助熟练者稳固手形，减少疲劳，还能够帮助初学者帮助其养成良好输入习惯。此外，硅胶制成的扩展囊体2，变形容易，还允许使用者在腕部抬离受托后再次放下的过程中，迅速适应使用者新的手形并对腕部形成新的支撑；与此同时，其扩展囊体2所形成的柔软触感，能够进一步对使用者腕部压力的释放，从而有效降低使用者的腕部疲劳感。当不使用时，将扩展囊体2中的气体通过充气口6排除，扩展囊体2体积回缩而不对对键盘1的收纳造成过多的影响。

优选的，所述流体为水、空气中的任一种。使用水或空气作为填充介质，其良好的流动性能，能够使得支撑囊体3迅速变形，从而快速适应使用者的手形并对使用者的腕部产生支撑。此外，水的比热容大、空气的散热速度快，两者均能够使得使用者在腕部与支撑囊体3长时间接触后，接触区域温度不会大幅升高，这就进一步提升了使用者腕部的舒适性。

更为优选的，所述流体的占支撑囊泡内总体积的80～85％。经过反复试验，该填充比例既能够避免支撑囊泡4因填充不够造成形变过大而失去足够的固定作用，又能够避免填充过多造成形变不足、支撑囊体3对腕部形状的适应性不好而导致腕部依然与手托硬碰硬的情况发生。这样就能够最大限度体平衡支撑囊体3的稳定固定和腕部包裹的功能，从而在实现使用者腕部有效支撑以缓解疲劳的同时，有效保证了使用者手形的稳定性，进而保障了使用者的输入效率。

优选的，所述半流体为呈稠状的玉米淀粉液，具体由水与玉米淀粉按照质量比1∶3混合均匀制得。当半流体时，由于非牛顿流体的特性，其在变形后能够一定程度上保持变形后的形态，从而消除了使用者腕部与支撑囊体3接触后，支撑囊体3因形变所产生的恢复趋势而对使用者腕部在成的额外的反作用力，从而减弱了使用者腕部的受力情况，进而有效减缓了使用者腕部的疲劳感。当然，所述半流体还可为低分子量高浓度的PE溶液、半凝固琼脂等。

更为优选的，所述半流体占支撑囊泡4内总体积的75～78％。经过反复试验，该填充比例既能够避免支撑囊泡4因填充不够而失去支撑作用，又能够避免填充过多造成形变不足、支撑囊体3对腕部形状的适应性不好而导致腕部依然与手托硬碰硬的情况发生。这样就能够最大限度体平衡支撑囊体3的稳定固定和腕部包裹的功能，从而在实现使用者腕部有效支撑以缓解疲劳的同时，有效保证了使用者手形的稳定性，进而保障了使用者的输入效率。

实施例2

基于实施例1，为了增加所述带可变形手托的键盘的功能性，进行了如下改进：所述扩展囊体2内填充有充分吸水胀大的高吸水性树脂球。由于扩展囊体2为软硅胶制成，具有较大的形变能力，因此当填充入高吸水性树脂球，如市面上所售的商品名称为“海洋宝宝”的高吸水性树脂球，即能够形成一个发泄玩具。这样，使用者在使用键盘1输入之余，还能够通过按压挤捏扩展囊体2来发泄自己的情绪，从而提高使用者的精神状态。此外，通过对扩展囊体2的按压挤捏，还能够帮助使用者做手部与腕部的运动，从而加速疲劳感的消除，并在一定程度上预防手指及腕部疾病，保护使用者的身心健康。

实施例3

基于实施例1，为了提高扩展囊体的触感，进行了如下改进：所述扩展囊体2的上表面设置有绒布层5。通过设置绒布层5，能够进一步提高扩展气囊的触感，从而提高使用者的触碰过程中的愉悦感，进而从心理层面上缓解使用者的疲劳感。此外，绒布层5还能够起到一定的吸汗作用，从而减少使用者长时间与扩展气囊接触时因出汗所带来的不适感。其中，绒布层5通过粘结的方式固定在扩展囊体2表面。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种带可变形手托的键盘，包括键盘(1)和固定于键盘(1)下缘上的气囊式手托；其特征在于：所述气囊式手托包括紧贴键盘(1)设置的支撑囊体(3)和环绕设于支撑囊侧面的扩展囊体(2)；所述支撑囊体(3)内设置有若干个支撑囊泡(4)；所述支撑囊泡(4)内填充有流体或半流体；所述扩展囊体(2)为中空结构，且材质为硅胶；所述扩展囊体(2)外表面的一处设置有充气口(6)。

2.根据权利要求1所述的一种带可变形手托的键盘，其特征在于：所述流体为水、空气中的任一种。

3.根据权利要求2所述的一种带可变形手托的键盘，其特征在于：所述流体的占支撑囊泡(4)内总体积的80～85％。

4.根据权利要求1所述的一种带可变形手托的键盘，其特征在于：所述半流体为呈稠状的玉米淀粉液。

5.根据权利要求4所述的一种带可变形手托的键盘，其特征在于：所述半流体占支撑囊泡(4)内总体积的75～78％。

6.根据权利要求1所述的一种带可变形手托的键盘，其特征在于：所述扩展囊体(2)内填充有充分吸水胀大的高吸水性树脂球。

7.根据权利要求1所述的一种带可变形手托的键盘，其特征在于：所述扩展囊体(2)的上表面设置有绒布层(5)。