2024年2月23日发(作者：咎兴为)
手机设计说明书
学生姓名 王龙 学号
所在院(系) 机械工程学院
专业班级 工业设计092
设计题目 手机人机设计分析
指导老师 延海霞
陕西理工学院
课程设计任务书
院(系) 机 械 工 程 学 院 专业班级 工设092 学生姓名 王龙
一、课程设计题目 手机人机设计分析
二、课程设计工作自_ 2011 _年 12 月 19 日 起至 2012 年 1 月 13
止。
三、课程设计进行地点: 校内
四、课程设计的内容要求：
设计内容
1、市场调研：通过对你所研究的产品进行人机方面的调研（包括该产品与人体尺寸的匹配，操纵或显示装置的感知、认知分析，操纵机构的宜人性、安全性分析，用户视觉感受与使用心理的分析等），总结、分析，撰写调研报告；
2、在分析的基础上，总结现有该产品在人机方面存在的问题或不足；
3、针对所存在的问题，提出多个解决方案；（或进行创新设计）要绘制草图并用文字加以说明 ；
4、经过分析论证，进行方案的比较、筛选，优化设计方案，并最终确定设计方案；
5、建立三维模型，绘制产品外观尺寸图；
6、进行渲染，制作效果图；
7、对你设计的产品要进行设计说明。
设计要求：
1、设计说明书A4幅面，统一采用计算机打印；
2、设计说明书撰写规范参考《陕西理工学院毕业设计（论文）》格式及计要求；
3、所有图纸打印幅面A4（工程图、设计草图、效果图、展板），单独装订成册；
4、设计说明书、图册、所有源文件的刻录光盘一并装入资料带，并填写清单；
5、课程设计题目参见选题表及题目清单，每位同学可从中自行选择其中之一，或自拟题目，但必须经过指导教师同意，方可进行；
6、每位同学独立设计，完成所有设计任务。
指 导 教 师 延海霞 系(教 研 室) 工业设计教研室
系(教研室)主任签名 批准日期
接受设计任务开始执行日期 学生签名
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课程设计报告
（手机的人机学评析与改进设计）
作者：王龙
（陕理工机械工程学院工业设计092班，陕西 汉中 723003）
指导老师：延海霞
【设计目的】
现在伴随着社会的发展，电子产品也在变得更普及，手机也走进了千家万户成为了一件很平常的电器，手机是用来进行远距离沟通的工具，比起有线电话来说，它更加的自由，随着通信运营上的努力，手机几乎随时随地都和以使用。现在的社会更具人性化，残疾人被更多的人关心，而盲人由于视力的关系几乎和手机绝缘，科技的发展给盲人带来了福音，盲人特有的语言也得到大量的普及，盲人手机应运而生。而盲人手机从诞生到现在一直以一种特殊手机存在，总会让人觉得很特殊，也是盲人的心理认为自己得不到正常人的平等的对待，而盲人的专用机也不是每个人都需要，大量生产后无法充分售出，会是材料极大的浪费。所以本次设计的理念会从此点出发，设计出一款手机，得到更多人认可和使用，最好设计一款盲人与正常人都可以使用的手机，这样的话一切问题都会解决。
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手机设计
摘 要
手机作为生活中的必要丁具之一，对我们的生活质量有着重要的影响。许多人在很多场合总是手握手机不停的使用，而盲人由于视力的关系几乎和手机绝缘，科技的发展给盲人带来了福音，盲人特有的语言也得到大量的普及，盲人手机应运而生。而盲人手机从诞生到现在一直以一种特殊手机存在，总会让人觉得很特殊，也是盲人的心理认为自己得不到正常人的平等的对待，而盲人的专用机也不是每个人都需要，大量生产后无法充分售出，会是材料极大的浪费。所以本次设计的理念会从此点出发，设计出一款手机，得到更多人认可和使用，最好设计一款盲人与正常人都可以使用的手机，这样的话一切问题都会解决。
关键词
盲人 人机工程学 手 维护 材质 肌理 舒适度 评价 改进 调研 日常问题 手部肌肉 关节屈伸 伸展范围 设计要素 总结 评价
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目录
引言…………………………………………………………………9
一．市场分析………………………………………………………10
1.1用户调查…………………………………………………10
1.1.1关于手机的用户调查…………………………10
1.1.2调查结果………………………………………12
1.1.3调查结果分析……………………………………15
1.2市场分析…………………………………………………15
1.2.1手机种类………………………………………16
1.2.2手机设计应该注意的结构…………………………20
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1.2.3手机尺寸分析…………………………22
1.3市场分析小结……………………………………………23
二．手机工作原理……………………………………………24
2.1 手机下载工作原理……………………………………………… 24
2.2手机开机工作原理………………………………………………… 24
2.3手机充电工作原理……………………………………………… 25
三．按键力大小设计……………………………………………26
3.1按键设计的重要性………………………………………26
3.2按键设计因素……………………………………………27
3.3按键力大小……………………………………………27
四.手机按键……………………………………………………28
4.1手机按键造型设计…………………………………28
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4.2手机按键布置…………………………………………31
4.3按键的形态………………………………………………32
4.4按键上的文字注释………………………………………29
五．手机的形态设计及其成型方法…………………………33
5.1与手机有关的人体结构………………………………33
5.1.1手机形态与人体结构…………………………33
5.1.2凹槽设计…………………………………………35
5.2设计构思…………………………………………………35
5.3设计方案及其分析………………………………………35
5.3.1设计初步方案及其说明…………………………35
5.3.2可行性方案确定…………………………………36
5.4色彩设计………………………………………………37
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5.4.1外形的色彩设计…………………………………37
5.4.2按键的色彩设计…………………………………37
5.4.3色彩对于产品设计的促进作用…………………37
5.5成型方法及其材料选择………………………………38
5.6手机设计评价…………………………………………39
总结…………………………………………………………………40
致谢…………………………………………………………………41
参考文献……………………………………………………………42
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引言
人机工程学，亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。社会的发展、技术的进步、产品的更新、生活节奏的加快等等一系列的社会与物质的因素，使人们在享受物质生活的同时，更加注重产品在“方便”、“舒适”、“可靠”、“价值”、“安全”和“效率”等方面的评价，也就是在产品设计中常提到的人性化设计问题。
手机是一种用来远距离沟通对话的装置。现代的手机，主要是用于通话和娱乐。
关键字 手机 人机工程 操作习惯 设计心理学
摘要 利用人机工程学相关数据设计一款盲人和正常人都可以使用手机，是盲人从生理和心理都得到应有的尊重。
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一． 市场分析
1.1用户调查
1.1.1关于遥控器的用户调查
(1）调查对象：陕西理工学院北区师生以及陕西理工学院北区校园旁边的商户以及居民。通过口头问答的查分析，他们来自不问的行业，有着同的性格，男女比例为2:1。来自网上的不同地点的盲人。
(2)调查地点：陕西理工学院北区师生以及陕西理工学院北区校园旁边网吧。
遥控器调查题
第一题：您使用的手机的频率：
A经常
B一般
C偶尔
D不同
第二题：您的手机使用方便吗？
A很方便
B一般
C不方便
第三题：您手机经常找不到吗？
A经常
B有时会
C一定不会
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第四题：您认为造成不便的原因是什么？
A质量体积太大
B按键太多容易误按
C手感不好
第五题：您认为目前手机设计的缺陷是什么？A按键上的字符不易识别，不易理解
B长时间使用手掌不舒服
C光线太暗或视力不好情况下不易操作
D手指触感不强烈
第六题：您希望您的手机是什么样子？
A多功能
B操作简单方便
C造型独特新颖
D可以更方便的被无视觉人士使用
第七题：您认为手机的外观造型很重要吗？
A很重要
B重要
C不重要
D无所谓
第八题：您希望手机的造型设计是：
A几何造型
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B采用动植物形状
C曲面造型
D无所谓
第九题：你更换手机的原因是:
A坏了
B丢了
C赶潮流
D希望多功能
1.1.2调查结果
第1题 您使用手机的频率： [单选题]
图1
第2题 您的手机适用方便吗？ [单选题]
图2
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第3题 您的手机经常找不找吗 [单选题]
图3
第4题 您认为造成不方便的原因是什么？ [单选题]
图4
第5题 您认为目前手机设计的缺陷有哪些？（可多选）
图5
多选题] [
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第6题 您最希望您的手机是什么样子？ [单选题]
图6
第7题 您认为手机的外观造型很重要吗？ [单选题]
图7
第8题 您希望手机的造型设计是： [单选题]
图8
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第9题 您更换手机的原因： [单选题]
图9
1.1.3调查结果分析
手机已经成为我们生活必不可少的一部分，无论是男人，女人，小孩还是大人健康或是疾病，他们无一例外都对手机有或多或少的接触。手机不仅方便了我们的生活同时给我们带来了休闲娱乐的同时还能“一心多用”。外观和造型上，简约新颖时尚、手感舒适、体积不要太大、按键不要太多、娱乐功能健全、容易掌握的造型比较受正常人欢迎，少部分人对于手机没什么特别的要求。而盲人对手机的要求并不多，首先要容易寻找，而且按键的触感一定要好，当然一定要结实耐摔。
1.2市场分析
（1）提供市场行销讯息，避免企业在拟订行销策略错误，造成巨大财务损失。
（２）提供市场行销讯息，以为企业对现况行销策略及行销活动之得失，作适切建议。
（３）提供正确市场信息，了解市场可能趋势及消费者潜在购买动机需求，提供企业发展新契机。
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市场调查虽有上述作用，却也有不少限制，企业于执行市场调查之际，必须有透澈了解：
正确市场调查过程，方能产生正确有效调查结论及行销建议。
市场调查报告仅为代表调查结果，并不能替代经营决策，最后决策仍然操于决策者手中。市场调查乃为估算值，仅只代表市场状况可能情况，且由于市场调查方法不同，将有不同结论。故执行市场调查之前，作须拟定正确良好市场调查计划，调查之中避免「非统计抽样误查」，慎作「调查结论」，方能产生「正面市场调查效果」。
1.2.1手机种类
手机类型顾名思义就是指手机的外在类型，现在比较常用的分类是把手机分为折叠式（单屏、双屏）、直板式、滑盖式、旋转式、侧滑式等几类。
折叠式
双屏折叠（图10）
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单屏折叠（图11）
手机是指手机为翻盖式，要翻开盖才可见到主显示屏或按键，且只有一个屏幕，则这种手机被称为单屏翻盖手机。目前，市场上还推出了双屏翻盖手机，即在翻盖上有另一个副显示屏，这个屏幕通常不大，一般能显示时间、信号、电池、来电号码等功能。
直立式
直立式（图12）
就是指手机屏幕和按键在同一平面，手机无翻盖。也就是我们常说的直板手机。直立式手机的特点主要是可以直接看到屏幕上所显示的内容。
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滑盖式
滑盖式（图13）
滑盖式手机主要是指手机要通过抽拉才能见到全部机身。有些机型就是通过滑动下盖才能看到按键；而另一些则是通过上拉屏幕部分才能看到键盘。从某种程度上说，滑盖式手机是翻盖式手机的一种延伸及创新。
腕表式
腕表式（图14）
腕表式手机主要是带在手上，跟手表形式一样的，其设计小巧，功能方面与普通手机并无两样。
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旋转式
旋转式（图15）
和滑盖式差不多，最主要的是在180°旋转后看到键盘。
侧滑式
侧滑式（图16）
通过向左或向右推动屏幕露出键盘来进行操作。对于大屏幕触摸式操作的智能机来讲，侧滑大大加快了打字的速度，增强和优化了玩游戏时的体验，使此类智能手机更受欢迎。例如诺基亚N97和摩托罗拉Milestone。
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1.2.2手机的设计应注意的结构
手机可以被看作袖珍的计算机。它有CPU、存储器(flash、RAM）、输入输出设备（键盘、显示屏、USB、串口）。它还有一个更重要的I/O通道，那就是空中接口。手机通过空中接口协议（例如GSM、CDMA、PHS等）和基站通信，既可以传输语音、也可以传输数据。
手机的CPU一般不是独立的芯片，而是基带处理芯片的一个单元，称作CPU核。基带处理芯片是手机的核心，它不仅包含CPU核、DSP核这些比较通用的单元，还包含通信协议处理单元。通信协议处理单元和手机协议软件一起完成空中接口要求的通信功能。
软件是一个完整程序的各个部分。这些部分被放到一起编译，产生一个二进制文件，通过JTAG口（升级时可以用串口）下载到手机的flash中。手机一上电，就会从指定地址开始运行。这个地址的内容就是跳转到复位处理程序的跳转指令。
手机的硬件结构跟电脑差不多主要体现在：
1.都是模块化的，即在地板上加各种模块。
2.都有CPU、内存、外存，计算机上外存如软硬盘、U盘等同于手机上的插卡如SD卡、MS卡等；通信上也是雷同的，只是计算机可用的通信协议要比手机多。
翻盖转轴处的设计：
1， 尽量采用直径5.8hinge。
2， 转轴头凸出转轴孔2.2，5.8X5.1端与壳体周圈间隙设计单边0.02,2D图上标识孔出模斜度为0 。
3， 孔与hinge模具实配，为避免hinge本体金属裁切毛边与壳体干涉。
4， 5.8X5.1端壳体孔头部做一级凹槽(深度0.5,周圈比孔大单边0.1)。
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5， 4.6X4.2端与壳体周圈间隙设计单边0.02,,2D图上标识孔出模斜度为0。 6， 孔与hinge模具实配，hinge尾端(最细部分)与壳体周圈间隙设计0.1 。
7， 深度方向5.8X5.1端间隙0，4.6X4.2端设计间隙≥0.2,试模适配到装入方便,翻盖无异音,T1前完成 。
8， 壳体装配转轴的孔周圈壁厚≥1.0 非转轴孔周圈壁厚≥1.2 。
9， 主机、翻盖转轴孔开口处必须设计导向斜角≥C0.2。
10，壳体非转轴孔与另壳体凸圈圆周配合间隙设计单边0.05,不允许喷漆， 深度方向间隙≥0.2,试模适配到装入方便,翻盖无异音,T1前完成。
11，凸圈凸起高度1.5,壁厚≥0.8，内要设计加强筋。
12，非转轴孔开口处必须设计导向斜角≥C0.2，凸圈必须设计导向圆角≥R0.2 13，HINGE处翻盖与主机壳体总宽度，单边设计0.1,试模适配到喷涂后装入方便,翻盖无异音,T1前完成。
14，翻转部分与静止部分壳体周圈间隙≥0.3 。
15,翻盖FPC过槽正常情况开到中心位，为FPC宽度修改留余量。
16,转轴位置胶太厚要掏胶防缩水。
17,转轴过10万次的要求，根部加圆角≥R0.3（左右凸肩根部）。
18,hinge翻开预压角5～7度（2.0英寸以上LCM双屏翻盖手机采用7度）；合盖预压为20度左右。
19,拆hinge采用内拨方式时，hinge距离最近壳体或导光条距离≥5。如果导光条距离hinge距离小于5，设计筋位顶住壳体侧面。
三. 镜片设计
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1， 翻盖机MAIN LCD LENS模切厚度≥0.8；注塑厚度≥1.0，设计时凹入FLIP REAR
0.05 。
2， 翻盖机SUB LCD LENS模切厚度≥1.2；注塑厚度≥1.2（从内往外装配的LENS厚度各增加0.2）。
3， 直板机LENS模切厚度≥1.2；注塑厚度≥1.4（从内往外装配的LENS厚度各增加0.2） 。
4， camera lens厚度≥0.6（300K象素以上camera，LENS必须采用GLASS）。 5，
LENS与壳体单边间隙：模切LENS:0.05;注塑LENS:0.1 LENS双面胶最小宽度≥1.2（只限局部）。
6， LENS镭射纸位置双面胶避空让开，烫金工艺无需避空。
7， LENS保护膜必须是静电保护模，要设计手柄，手柄不露出手机外形，不遮蔽出音孔 。
8， LENS在3D上丝印区要画出线，IMD/IML工艺LENS丝印线在2D图上标注详细尺寸，并CHECK ID ARTWORK正确。
9， LENS入水口在壳体上要减胶避开.（侧入水口壳体设计插穿凹槽，侧入水口插入凹槽，凹槽背面贴静电保护膜防ESD。
1.2.3手机尺寸分析
手机的大小要更具适用人群来分类。
老人使用的手机一般屏比较大，这样的设计会使老人更清楚的观察到上面的文字，而整体却不需要设计的太大，一般体积大意味着质量大，这样会影响老人携带手机和使用时的手肘以及肩膀的健康。
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图17
年轻人使用的手机一般要外观要漂亮，而且不能太大，要精致，可爱。对于青年人来说尺寸的大小不是最重要的，娱乐功能强大才是根本。
中年人使用的手机一般要大气，开起来要有派头，显得机主是成功人士，商业功能的携带量一定要比娱乐的多。
年轻女性使用的手机样子一定要小巧可爱，最好脱离几何形体，做成卡哇伊的类型，娱乐功能要有，但不必十分强大。
盲人手机要大小适中，可以没有屏，但是按键一定要突出并且容易接触到。
1.3市场分析小结
当今手机的发展要向着功能多样化和多人群花化的方向发展，为了更利于人们的生活，从人机工程学，设计心理学等诸多方面考虑，采用先进的电子技术以及模具技术，制造出更符合人机的手机，为更多的人提供更为便利的生活。针对手机进行的人机市场调研。可以推广到更多的设计领域，如，汽车，工业机械等等，其模式设计等等都需要人机工程学和设计心理学的理论指导，作为一系列产品进行设计改良时，标准化形态和符号的产生就能让制造更加迅速，能让生活更加舒适。
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二．手机工作原理
2.1手机下载工作原理：
1、 手机主板加电，插入下载数据线；
2、 开机信号使手机电源管理芯片工作，并产生复位信号；
3、 启动IBOOT CODE引导程序；
4、 运行内置在CPU System ROM内的Factory Programming程序；
5、 CPU检测到通用异步串行端口UART1有效信号，用来配置下载所需参数；
6、 CPU通过UTXD1、URXD1引脚将下载数据存入System RAM或者外部FLASH中。
7、 完成程序文件下载。
2.2 手机开机工作原理：
MT6305开启工作的三种方式：
1、 将PWRKEY信号置为低电平；
2、 将BBWAKEUP信号置为高电平；
3、 CHRIN信号电平超过充电检测门槛电平Chr_Det；
开机的三种方式：按开机键开机、
<1>、按开机键开机：
1、 手机装上电池，正常连接以后，电池电压VBAT 供至电源管理芯片MT6305N；
2、 此时按下开/关机键时,启动MT6305N(U400)工作，输出VCORE- 1.8V、VDD-2.8V、VMEM-2.8V 、VRTC-1.5V、AVDD-2.8V等供电电压，供电给手机各部分电路；
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3、 VRTC电压加至CPU，使得外接的X1晶体配合CPU内部的振荡电路起振，产生32.768K实时时钟信号；
4、 当CPU的各路供电电压正常时，其输出信号VCXOEN将拉为高电平，控制MT6305输出VTCXO电压信号，该电压加至U603（系统时钟振荡器）上，产生26M系统时钟信号，并经过中频IC MT6219、滤波电路送往CPU，以提供其正常工作所需的系统时钟信号；
5、 MT6305N 由开机信号和内部的部分LDO输出电压触发产生复位信号RESET，复位信号送往各芯片使其复位；
6、 在电压、时钟均正常的情况下，CPU由于复位信号触发，运行开机引导程序；
7、 CPU进行部分软硬件的自检，自检合格后送出电源IC维持信号BBWAKEUP，维持电源IC的正常工作，此时可以松开开关机键。
8、 完成开机过程。
2.3 手机充电工作原理：
电池的充电由手机充电程序和电源管理芯片MT6305N(U400) 控制。
手机处于开机状态时：
1、 当充电器插入充电I/O 口后，VCHG信号送到电源管理IC MT6305，该信号触发产生充电中断信号CHRDET；
2、 CPU接受中断请求，转而执行充电程序，显示充电图标，输出充电控制信号CHRCNTL给MT6305；
3、 MT6305输出控制信号GATEDRY，开启U405，使其对电池进行充电；
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4、 MT6305通过电流检测信号ISENSE检测充电电流和电压检测信号VBATSENSE检测电池电压，来对充电的状态进行控制；
5、 当检测到电池已充满时，MT6305通过GATEDRY输出关闭充电信号，终止充电过程，充电结束。
手机处于关机状态时：
1、当充电器插入充电I/O 口后，VCHG信号送到电源管理IC MT6305；
2、MT6305检测到该信号后，与充电门槛电平相比较，当充电信号电平高于门槛电平时，该信号将触发MT6305正常工作，输出各路电压，并产生复位信号；
3、CHRIN信号将触发产生充电中断信号CHRDET送往CPU；
其它步骤同开机状态充电时的2-5步。
三．按键力大小设计
3.1按键设计的重要性
许多手机为了加上更多的功能，在原有的版而上尽可能缩小按键形态，但是对于手机来说按键的设计必不可少，无论功能多么完全，强大，必须要有按键的设计才能更好的符合人们使用。
而人的手指大小是不变的，按上只有指端1/3 大的按键是什么感觉呢？小心翼翼，害怕按到其它键上，睁大眼睛，看清键面上很小的数字或字母，竖起拇指，用指尖甚至指甲尖按压，这不仅造成我们不舒适的使用状态，还大大降低操作效率，所以合适的按键设计是非常重要的。典型的按键基本满足正常人机方而的要求，采用圆形或者椭圆形做基本的按键形态。
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对于盲人来说，手相当于他们的眼睛，按键的确实存在感才是值得注意的，正方形的按键会使得接触时有棱有角，触感也很好。
3.2按键设计因素
目前许多手机都是釆用圆形加上方形按键，这样比较符合人机工程学的一些要求；人们一般按键的时候都是用大拇指按键，所以釆用中问稍微凸起的 造型，使大拇指与按键可以有一定的碰触感。另外，按键之间的间距和按键高低选择也是很重要的，按键之叫的间距原则是按键的时候以不碰触临键为原则，按键安装的高低通过手指受力位移实验可得出一个最佳值。
按键的形态主要和手指指球肌的大小、手指施力的大小有关。由于人们主要用大拇指按键，设计的按键大小首先以第95个百分位的拇指指球肌大小作为基本设计数据，再报据人的日常习惯、手部装备（比如戴手套时）以及心理要求进行修正，得出可以用于生产的数据。手指的施力大小需要通过力学模型实验测出手指最佳的施力大小和位移，依此来设计科学合理的按键形态。
3.3按键力大小
按钮按键的大小、截面形状，通常为圆形或矩形；其尺寸大小，即圆截面的直径山或矩形截面的两边长aXb，，应与相关的人体操作部位的尺寸相适应，其他主要人机学参量还有操作力（按压力）和工程行程。具体如表：
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图18
四．手机按键设计
4.1按键的造型
许多手机为了加上更多的功能，在原有的版而上尽可能缩小按键形态，而人的手指大小是不变的，按上只有指端1/3 大的按键是什么感觉呢？小心翼翼，害怕按到其它键上，睁大眼睛，看清键面上很小的数字或字母，竖起拇指，用指尖甚至指甲尖按压，这不仅造成我们不舒适的使用状态，还大大降低操作效率。
图19
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所以合适的按键设计是非常重要的。典型的按键基本满足这些人机方而的要求，采用圆形或者椭圆形做基本的按键形态。
图20
一般的盲人手机键也是方形的，而且凸起较高，距离较远，防止无意触碰。
图21
现状：目前许多手机都是釆用圆形和方形按键，这样比较符合人机工程学的一些要求；人们一般按键的时候都是用大拇指按键，所以釆用中问稍微凸起的 造型，使大拇指与按键可以有一定的碰触感。另外，按键之间的间距和按键高低选择也是很重要的，
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按键之叫的间距原则是按键的时候以不碰触临键为原则，按键安装的高低通过手指受力位移实验可得出一个最佳值。
缺点：以上是一些比较普遍的手机的现状，但是也有一些手机设计及其不合理，按键繁多，排列紧密、常用键与不常用键安装位置不协调等等。
图22
这款手机设计基本没有考虑到人机工程学的应用，按键釆用方形，常用键比如数字键放在一排，操作起来手的运动范围加大，容易出错还会按到其他的键。
按键的形态主要和手指指球肌的大小、手指施力的大小有关。由于人们主要用大拇指按键，设计的按键大小首先以第95个百分位的拇指指球肌大小作为基本设计数据，再报据人的日常习惯、手部装备（比如戴手套时）以及心理要求进行修正，得出可以用于生产的数据。手指的施力大小需要通过力学模型实验测出手指最佳的施力大小和位移，依此来设计科学合理的按键形态。
总结以上分析，按键设计中需要注意以下几点。
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1】方形和圆形按键是比较理想的按键形态；
2】按键中叫突起可保证手指明确的触感；
3】按键边缘进行倒圆角处理可避免局部尖锐受力。
4】按键之间的间隔以及大拇指的手指宽度为设计依据，以不能碰触林健为原则。
5】按键安装的高低通过手指受力位移实验可得出一个最佳值。
通常方向键不用圆形和椭圆形表达，而用扇形或有一定方向指示的形态。
4.2手机的按键布置
手机的按键不应该有很多，本来就是为了方便而发明的东西不应该在弄的复杂，过去的手机一般有20个键左右，分别都起到不同的作用，如果再加上很多键上去就会显得拥挤不堪，手机本来就不大，东西记得太多就不得不扩大体积，一个太大的手机不会有人喜欢的。
位置：手机的键是很有规律的，一般老一点的手机，会有20左右个键，控制手机系统的键有两个，分别在第一排左右两边，下面是接通键和不接通键，同样在左右两边，而中间一帮是方向键。在下面就是数字键和两个辅助键了。有的手机侧面也有键，是用来调音量的。现在的手机大多是带有触屏功能的，于是键的作用在一定程度上被削弱了很多，但是也有一些保留了下来。
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图23
比如图23中的手机，就是一款触屏手机，手机屏的下方保留了3个键，分别是hoom键，以及接通和拒绝键。这样做的好处在于，一般的触屏手机都有锁屏系统，接通和拒绝键的存在就会让你即使在锁屏状态下也可以对手机进行有局限性的操作。
关机健是一个比较特殊的键，他掌管手机的工作与休息，市面上的手机存在两种位置的关机键，大多数手机的关机键和拒绝键是同一个，只要长按拒绝键就会关机，一部分手机的关机键在手机的顶上方另外设置了一个专用的关机键，两种方案各有所长。
4.3按键的形态
手机的按键应能够满足15度斜方向按压顺利弹起，多次按压不会松动等工艺要求，以及大小适中、间距合理的布局要求。另外，手机面板上过多的功能键会降低使用的舒适度，也是老人、儿童等人群使用不便。所以，不应在面板上安排太多功能键。可以将数字键与字母键整合在一起，使用户通过观察数字键上的字母标志，可以看出数字键讲26个字母分别放在2—9这8个键上，通过反复按压实现字母的变换，这是一个很聪明的设计。
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图24
五．手机形态设计及其操作使用方式
5.1与手机有关的人体结构
对于手握式工具要更有效率的使则必须有效地实现预定的功能，必须与操作者身体成适当比例，使操作者发挥更大的效率，必须按照作业者力度和作业能力设计，工具要求作业姿势不能引起过度疲劳。
5.1.1手机形态与人体结构
手机的整体造型主要和人手的构造相关联，既要保证人手能够持握稳固，又不能对人手的薄弱肌群施以压力。首先分析人手的肌群分布，人手的肌肉主要分3部分，指球肌、大小鱼际肌、掌心及指骨间肌。其中掌心部分是人手最薄弱的肌肉，分布着众多血管，供应手指的血液循环和营养，如果掌心受压，势必会影响人手的灵活性和准确性，所以遥控器不能背面鼓起，使掌心受压；鱼际肌可做主要施力肌群，可作为手持工具的主要夹持着力点；指球肌分布在5个手指的指端，由于大多数人只用大拇指按键，因此只需满足大拇指灵活应用即可，其他四指可做支撑作用。根据人手的生理学分析，总的来说，手机形态方面应满足以下原则：
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1〉人手持握时，使鱼际肌和指根、指端（一般是食指和中指的）作为三角施力点，握持稳同，不易滑落；
2〉人手持握后大拇指的两个指关节可以自由活动；
3〉在不改变握持状态的情况下，人的手指能够触及所有 ；
4〉人手的掌心部分不能受压，应与遥控器表面有一定空间；
5〉不能有尖锐棱角，以免肌肉受局部力疲劳疼痛；
6〉对于功能较多的手机，直板型若不能满足以上要求，可使用翻盖型或滑盖型设计。
图25
考虑到人手大小不一，在人机工程学中对测得的人体尺寸进行统计处理，用百分位表示尺寸在人群中的位置指数，手机可以用第50个百分位数据作为基本尺寸，选择 的人群
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年龄跨度较大。手机作为通用性产品，需要满足大多数人的需求，所以面向的设计用户是各种群体的，同时还要适，考虑手部残疾的人群。
5.1.2凹槽设计
为方便盲人使用，以及防止掉落后对手机，手机外壳的下表面和侧面可以设计一些凹槽，来帮助手指握手机。但是这样一来，也就降低了握持的随意性，即手指很自然的放进凹槽里，而不是随便握住哪里都可以。这样对手形较小的女性用户，以及操作手机顶端和底端的按键都不方便，所以不推荐使用，而应尽量通过圆弧来提高握持手感。
5.2设计构思
手机作为生活中的必要丁具之一，对我们的生活质量有着重要的影响。许多人在很多场合总是手握手机不停的使用，而盲人由于视力的关系几乎和手机绝缘，科技的发展给盲人带来了福音，盲人特有的语言也得到大量的普及，盲人手机应运而生。而盲人手机从诞生到现在一直以一种特殊手机存在，总会让人觉得很特殊，也是盲人的心理认为自己得不到正常人的平等的对待，而盲人的专用机也不是每个人都需要，大量生产后无法充分售出，会是材料极大的浪费。所以本次设计的理念会从此点出发，设计出一款手机，得到更多人认可和使用，最好设计一款盲人与正常人都可以使用的手机，这样的话一切问题都会解决。
5.3设计方案及其分析
5.3.1设计初步方案及其说明
手机元件的体积一直在减小，想要把盲人和正常人使用的手机合二为一也是可行的，这样一来手机的功能在增加，而体积也不会因次而变大，可以将手机的正反两面都进行利
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用，使用一套手机内部系统，而分为两种使用型式。一面给盲人使用，另一面给正常人使用，为了避免按压损坏，给手机外部加壳，做成可抽拉式翻盖手机，从而实现一机多用的目的。按键的选择则是通过对盲人手机的观察，选择特殊按键，更加人性化。正常人的一面则使用老式电话机圆盘拨号样式的键盘，虽然不能转动，但是也给人带来一种老树新花的创意。
5.3.2可行性方案确定
通过思考讨论，反复研究，认为方案的很有可行性。
1尺寸图
图26
2效果图
图27
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5.4色彩设计
5.4.1外形的色彩设计
色彩是视觉及知觉传递感情的重要因素，直接左右着人的情绪和行为。此外，色彩工学提出色彩对缓解疲劳和提高工作效率起着重要作用，并且色彩以增强产品的语义功能。色彩对人的心理产生的影响，以及色彩心理差异产生的原因，进而从心理学角度对手机色彩设计的功能进行了影响。
在设计中，色彩与形态、材质被誉为产品设计的三要素，而色彩是最敏感最重要的视觉传达要素，有着不可替代的作用，也是手机设计作品成败的关键因素之一。色彩作为审美因素，也是视觉及知觉传递感情的重要因素，手机的设计就要围着色彩工学提出的色彩缓解疲劳和提高工作效率重要作用。并且色彩可以增强产品的语义功能，方便使用。因此，设计师在产品的色彩设计中，不仅要考虑色彩的艺术效果，还应该注重色彩的视觉心理作用，并巧妙地把这些通过色彩设计表现出来。
手机的外形主要包括，主体部分和外壳。在色彩生面应该避免华丽，主要以白灰为主调。不同年龄段的人对于色彩的认识也是不同，但是为了更趋于大众，应该以占有大多的，并且掌握家里财政大权的中年群体为主。
5.4.2按键的色彩设计
当代美国视觉艺术心理学家布鲁墨说：“色彩唤起各种情绪，表达感情，甚至影响我们正常的生理感受。”人类拥有约500种不同的绘画颜料色彩，自然界中有大约1亿种天然色彩，人类对色彩的认知过程是物理一生理一心理的过程，对色彩的感知受到主体生活经验和文化以及环境的诸多因素的影响，所以人类的心理色彩更是数不胜数。色彩的传达虽然是无形的、感性的，却可以传达抽象的信息和思想、表达情感与意念，
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还可以转化成通感信息，产生味觉、嗅觉、听觉和温度、重量、形态、时间等方面的感觉信息。
1、色彩与听觉,色彩与味觉,色彩与温度,色彩与形态,色彩与重量,色彩与远近,色彩与软硬，色彩联想等都密切相关，为了设计出符合消费者心里的产品，设计师应当注重色彩对于消费者心里的影响。所以为了更好地迎合大众，手机的按键设计应当区别于手机本身外形的设计，存在差异性，让使用者更好的区别两者。
5.5成型方法及其材料选择
1外壳的材质
手机作为人们生活中的一种重要工具，使用是没有规则的时间限制，用的是随手拿起，不用的时候就装起来，无论冬夏都是这样，所以其材质的选择是至关重要的，既不能在夏天使用的时候因为长时间的持握而使手大量的出汗，而且不能使在冬天 比较冷的天气状况下使用的时候感觉非常冰冷，使用时感觉较冷或者使用的时候会使手大量出汗都会影响使用者的心情。而且其材质要抗摔，一般使用的时候都拿在手中，不用的时候都是放在茶几上的，放茶几的时候容易使其摔倒地上，为了延长手机的使用时间，其材质必须抗摔。
对于外壳一般用的是高分子化合物比较多的使用是ABS树脂（丙烯腈-苯乙烯- 丁二烯共聚物，ABS是Acrylonitrile Butadiene Styrene的首字母缩写）是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。因为其强度高、耐腐蚀、耐高温，所以常 被用于制造仪器的塑料外壳。
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2按键的材质
对于按键则大多使用硅胶按键，硅胶按键相比传统按键有四大优势。第一：超长寿命，高达20万次，而普通按键只有3万次以下。第二：超轻力操作，只需要35克力既可操作，类似于拿起—张“纸所用的力。而普通按键至少需要100克力以上，使用起来非常费力。第三：硅胶按键有防静电功能，可以保证在操作时不伤人体，并且有效减少了产品的返修率。第四：硅胶按键手感超好，极度柔和，长期操作也不会有疲劳感。
5.6手机的设计评价
手机评价调查
内容/指标
材料
颜色
实用性
手感
外观
价格
非常满意
87
77
85
79
86
81
基本满意
76
70
70
86
89
89
不满意
17
24
28
20
23
20
备注：所有数据一百分数表示
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总结
从人机工程学以及设计心理学中“以人为本”的设计理念出发，详细的分析了遥控器中的人机因素，阐明了产品的每一个设计细节都和人机工程学，设计心理学等息息相关，所有设计都必须以人为设计中心，特别是一些社会上的弱势群体，有关他们的设计将于我们生活紧密联系。
本次设计的结束将是我的人生新开端的，首次完整的设计给了我很深的感触，从一开始的无从下手，都后来的与老师同学的激烈讨论，一直到方案确定时心里才开始有底，对于我而言，这是一次洗礼，第一次把书本里的东西和脑子里的想法与现实结合起来。虽然设计完成的不是特别好，但是这也是我的一番心血酿成。
很充实，也为以后的路打好了基础，是一次很好的锻炼，也很有效果。我想我以后会怀念的。
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致谢
这次手机的人机关系设计使我受益良多，为今后我的学习和工打下坚实的基础。由于首次的常识完整的设计所以在一些方面做的很不到位，无论是心里还是行动上都有所欠缺，而指导老师的帮助和对设计方案的精益求精给了我创造的动力，为期近一学期的人机工程学的课程早己结束，而再次基础上的人机工程学课程设计也即将画上一个圆满的句号，在此次人机工程设计的过程中，接触到了前所未有的知识，也充分的了解了作为一个搞设计的人应该注重的方面，指导老师教导是我体会到了这一切。
在此，谨向延海霞老师表示我最衷心地感谢和诚挚的敬意。
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参考文献
【1】丁玉兰.人机工程学[M]北京：北京理工大学出版社，1991. 1
【2】严扬.人机工程学[M].北京：北京理工大学出版社，1998.1
【3】阮宝湘.工业设计人机工程[M].北京：机械出版社，2005
【4】郑午.人因工程设计北京[M].北京：化学工业出版社，2006
【5】柴春雷，面向家电产品的人机工程分析和评价系统[J]
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2024年2月23日发(作者：咎兴为)
手机设计说明书
学生姓名 王龙 学号
所在院(系) 机械工程学院
专业班级 工业设计092
设计题目 手机人机设计分析
指导老师 延海霞
陕西理工学院
课程设计任务书
院(系) 机 械 工 程 学 院 专业班级 工设092 学生姓名 王龙
一、课程设计题目 手机人机设计分析
二、课程设计工作自_ 2011 _年 12 月 19 日 起至 2012 年 1 月 13
止。
三、课程设计进行地点: 校内
四、课程设计的内容要求：
设计内容
1、市场调研：通过对你所研究的产品进行人机方面的调研（包括该产品与人体尺寸的匹配，操纵或显示装置的感知、认知分析，操纵机构的宜人性、安全性分析，用户视觉感受与使用心理的分析等），总结、分析，撰写调研报告；
2、在分析的基础上，总结现有该产品在人机方面存在的问题或不足；
3、针对所存在的问题，提出多个解决方案；（或进行创新设计）要绘制草图并用文字加以说明 ；
4、经过分析论证，进行方案的比较、筛选，优化设计方案，并最终确定设计方案；
5、建立三维模型，绘制产品外观尺寸图；
6、进行渲染，制作效果图；
7、对你设计的产品要进行设计说明。
设计要求：
1、设计说明书A4幅面，统一采用计算机打印；
2、设计说明书撰写规范参考《陕西理工学院毕业设计（论文）》格式及计要求；
3、所有图纸打印幅面A4（工程图、设计草图、效果图、展板），单独装订成册；
4、设计说明书、图册、所有源文件的刻录光盘一并装入资料带，并填写清单；
5、课程设计题目参见选题表及题目清单，每位同学可从中自行选择其中之一，或自拟题目，但必须经过指导教师同意，方可进行；
6、每位同学独立设计，完成所有设计任务。
指 导 教 师 延海霞 系(教 研 室) 工业设计教研室
系(教研室)主任签名 批准日期
接受设计任务开始执行日期 学生签名
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课程设计报告
（手机的人机学评析与改进设计）
作者：王龙
（陕理工机械工程学院工业设计092班，陕西 汉中 723003）
指导老师：延海霞
【设计目的】
现在伴随着社会的发展，电子产品也在变得更普及，手机也走进了千家万户成为了一件很平常的电器，手机是用来进行远距离沟通的工具，比起有线电话来说，它更加的自由，随着通信运营上的努力，手机几乎随时随地都和以使用。现在的社会更具人性化，残疾人被更多的人关心，而盲人由于视力的关系几乎和手机绝缘，科技的发展给盲人带来了福音，盲人特有的语言也得到大量的普及，盲人手机应运而生。而盲人手机从诞生到现在一直以一种特殊手机存在，总会让人觉得很特殊，也是盲人的心理认为自己得不到正常人的平等的对待，而盲人的专用机也不是每个人都需要，大量生产后无法充分售出，会是材料极大的浪费。所以本次设计的理念会从此点出发，设计出一款手机，得到更多人认可和使用，最好设计一款盲人与正常人都可以使用的手机，这样的话一切问题都会解决。
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手机设计
摘 要
手机作为生活中的必要丁具之一，对我们的生活质量有着重要的影响。许多人在很多场合总是手握手机不停的使用，而盲人由于视力的关系几乎和手机绝缘，科技的发展给盲人带来了福音，盲人特有的语言也得到大量的普及，盲人手机应运而生。而盲人手机从诞生到现在一直以一种特殊手机存在，总会让人觉得很特殊，也是盲人的心理认为自己得不到正常人的平等的对待，而盲人的专用机也不是每个人都需要，大量生产后无法充分售出，会是材料极大的浪费。所以本次设计的理念会从此点出发，设计出一款手机，得到更多人认可和使用，最好设计一款盲人与正常人都可以使用的手机，这样的话一切问题都会解决。
关键词
盲人 人机工程学 手 维护 材质 肌理 舒适度 评价 改进 调研 日常问题 手部肌肉 关节屈伸 伸展范围 设计要素 总结 评价
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目录
引言…………………………………………………………………9
一．市场分析………………………………………………………10
1.1用户调查…………………………………………………10
1.1.1关于手机的用户调查…………………………10
1.1.2调查结果………………………………………12
1.1.3调查结果分析……………………………………15
1.2市场分析…………………………………………………15
1.2.1手机种类………………………………………16
1.2.2手机设计应该注意的结构…………………………20
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1.2.3手机尺寸分析…………………………22
1.3市场分析小结……………………………………………23
二．手机工作原理……………………………………………24
2.1 手机下载工作原理……………………………………………… 24
2.2手机开机工作原理………………………………………………… 24
2.3手机充电工作原理……………………………………………… 25
三．按键力大小设计……………………………………………26
3.1按键设计的重要性………………………………………26
3.2按键设计因素……………………………………………27
3.3按键力大小……………………………………………27
四.手机按键……………………………………………………28
4.1手机按键造型设计…………………………………28
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4.2手机按键布置…………………………………………31
4.3按键的形态………………………………………………32
4.4按键上的文字注释………………………………………29
五．手机的形态设计及其成型方法…………………………33
5.1与手机有关的人体结构………………………………33
5.1.1手机形态与人体结构…………………………33
5.1.2凹槽设计…………………………………………35
5.2设计构思…………………………………………………35
5.3设计方案及其分析………………………………………35
5.3.1设计初步方案及其说明…………………………35
5.3.2可行性方案确定…………………………………36
5.4色彩设计………………………………………………37
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5.4.1外形的色彩设计…………………………………37
5.4.2按键的色彩设计…………………………………37
5.4.3色彩对于产品设计的促进作用…………………37
5.5成型方法及其材料选择………………………………38
5.6手机设计评价…………………………………………39
总结…………………………………………………………………40
致谢…………………………………………………………………41
参考文献……………………………………………………………42
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引言
人机工程学，亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。社会的发展、技术的进步、产品的更新、生活节奏的加快等等一系列的社会与物质的因素，使人们在享受物质生活的同时，更加注重产品在“方便”、“舒适”、“可靠”、“价值”、“安全”和“效率”等方面的评价，也就是在产品设计中常提到的人性化设计问题。
手机是一种用来远距离沟通对话的装置。现代的手机，主要是用于通话和娱乐。
关键字 手机 人机工程 操作习惯 设计心理学
摘要 利用人机工程学相关数据设计一款盲人和正常人都可以使用手机，是盲人从生理和心理都得到应有的尊重。
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一． 市场分析
1.1用户调查
1.1.1关于遥控器的用户调查
(1）调查对象：陕西理工学院北区师生以及陕西理工学院北区校园旁边的商户以及居民。通过口头问答的查分析，他们来自不问的行业，有着同的性格，男女比例为2:1。来自网上的不同地点的盲人。
(2)调查地点：陕西理工学院北区师生以及陕西理工学院北区校园旁边网吧。
遥控器调查题
第一题：您使用的手机的频率：
A经常
B一般
C偶尔
D不同
第二题：您的手机使用方便吗？
A很方便
B一般
C不方便
第三题：您手机经常找不到吗？
A经常
B有时会
C一定不会
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第四题：您认为造成不便的原因是什么？
A质量体积太大
B按键太多容易误按
C手感不好
第五题：您认为目前手机设计的缺陷是什么？A按键上的字符不易识别，不易理解
B长时间使用手掌不舒服
C光线太暗或视力不好情况下不易操作
D手指触感不强烈
第六题：您希望您的手机是什么样子？
A多功能
B操作简单方便
C造型独特新颖
D可以更方便的被无视觉人士使用
第七题：您认为手机的外观造型很重要吗？
A很重要
B重要
C不重要
D无所谓
第八题：您希望手机的造型设计是：
A几何造型
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B采用动植物形状
C曲面造型
D无所谓
第九题：你更换手机的原因是:
A坏了
B丢了
C赶潮流
D希望多功能
1.1.2调查结果
第1题 您使用手机的频率： [单选题]
图1
第2题 您的手机适用方便吗？ [单选题]
图2
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第3题 您的手机经常找不找吗 [单选题]
图3
第4题 您认为造成不方便的原因是什么？ [单选题]
图4
第5题 您认为目前手机设计的缺陷有哪些？（可多选）
图5
多选题] [
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第6题 您最希望您的手机是什么样子？ [单选题]
图6
第7题 您认为手机的外观造型很重要吗？ [单选题]
图7
第8题 您希望手机的造型设计是： [单选题]
图8
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第9题 您更换手机的原因： [单选题]
图9
1.1.3调查结果分析
手机已经成为我们生活必不可少的一部分，无论是男人，女人，小孩还是大人健康或是疾病，他们无一例外都对手机有或多或少的接触。手机不仅方便了我们的生活同时给我们带来了休闲娱乐的同时还能“一心多用”。外观和造型上，简约新颖时尚、手感舒适、体积不要太大、按键不要太多、娱乐功能健全、容易掌握的造型比较受正常人欢迎，少部分人对于手机没什么特别的要求。而盲人对手机的要求并不多，首先要容易寻找，而且按键的触感一定要好，当然一定要结实耐摔。
1.2市场分析
（1）提供市场行销讯息，避免企业在拟订行销策略错误，造成巨大财务损失。
（２）提供市场行销讯息，以为企业对现况行销策略及行销活动之得失，作适切建议。
（３）提供正确市场信息，了解市场可能趋势及消费者潜在购买动机需求，提供企业发展新契机。
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市场调查虽有上述作用，却也有不少限制，企业于执行市场调查之际，必须有透澈了解：
正确市场调查过程，方能产生正确有效调查结论及行销建议。
市场调查报告仅为代表调查结果，并不能替代经营决策，最后决策仍然操于决策者手中。市场调查乃为估算值，仅只代表市场状况可能情况，且由于市场调查方法不同，将有不同结论。故执行市场调查之前，作须拟定正确良好市场调查计划，调查之中避免「非统计抽样误查」，慎作「调查结论」，方能产生「正面市场调查效果」。
1.2.1手机种类
手机类型顾名思义就是指手机的外在类型，现在比较常用的分类是把手机分为折叠式（单屏、双屏）、直板式、滑盖式、旋转式、侧滑式等几类。
折叠式
双屏折叠（图10）
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单屏折叠（图11）
手机是指手机为翻盖式，要翻开盖才可见到主显示屏或按键，且只有一个屏幕，则这种手机被称为单屏翻盖手机。目前，市场上还推出了双屏翻盖手机，即在翻盖上有另一个副显示屏，这个屏幕通常不大，一般能显示时间、信号、电池、来电号码等功能。
直立式
直立式（图12）
就是指手机屏幕和按键在同一平面，手机无翻盖。也就是我们常说的直板手机。直立式手机的特点主要是可以直接看到屏幕上所显示的内容。
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滑盖式
滑盖式（图13）
滑盖式手机主要是指手机要通过抽拉才能见到全部机身。有些机型就是通过滑动下盖才能看到按键；而另一些则是通过上拉屏幕部分才能看到键盘。从某种程度上说，滑盖式手机是翻盖式手机的一种延伸及创新。
腕表式
腕表式（图14）
腕表式手机主要是带在手上，跟手表形式一样的，其设计小巧，功能方面与普通手机并无两样。
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旋转式
旋转式（图15）
和滑盖式差不多，最主要的是在180°旋转后看到键盘。
侧滑式
侧滑式（图16）
通过向左或向右推动屏幕露出键盘来进行操作。对于大屏幕触摸式操作的智能机来讲，侧滑大大加快了打字的速度，增强和优化了玩游戏时的体验，使此类智能手机更受欢迎。例如诺基亚N97和摩托罗拉Milestone。
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1.2.2手机的设计应注意的结构
手机可以被看作袖珍的计算机。它有CPU、存储器(flash、RAM）、输入输出设备（键盘、显示屏、USB、串口）。它还有一个更重要的I/O通道，那就是空中接口。手机通过空中接口协议（例如GSM、CDMA、PHS等）和基站通信，既可以传输语音、也可以传输数据。
手机的CPU一般不是独立的芯片，而是基带处理芯片的一个单元，称作CPU核。基带处理芯片是手机的核心，它不仅包含CPU核、DSP核这些比较通用的单元，还包含通信协议处理单元。通信协议处理单元和手机协议软件一起完成空中接口要求的通信功能。
软件是一个完整程序的各个部分。这些部分被放到一起编译，产生一个二进制文件，通过JTAG口（升级时可以用串口）下载到手机的flash中。手机一上电，就会从指定地址开始运行。这个地址的内容就是跳转到复位处理程序的跳转指令。
手机的硬件结构跟电脑差不多主要体现在：
1.都是模块化的，即在地板上加各种模块。
2.都有CPU、内存、外存，计算机上外存如软硬盘、U盘等同于手机上的插卡如SD卡、MS卡等；通信上也是雷同的，只是计算机可用的通信协议要比手机多。
翻盖转轴处的设计：
1， 尽量采用直径5.8hinge。
2， 转轴头凸出转轴孔2.2，5.8X5.1端与壳体周圈间隙设计单边0.02,2D图上标识孔出模斜度为0 。
3， 孔与hinge模具实配，为避免hinge本体金属裁切毛边与壳体干涉。
4， 5.8X5.1端壳体孔头部做一级凹槽(深度0.5,周圈比孔大单边0.1)。
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5， 4.6X4.2端与壳体周圈间隙设计单边0.02,,2D图上标识孔出模斜度为0。 6， 孔与hinge模具实配，hinge尾端(最细部分)与壳体周圈间隙设计0.1 。
7， 深度方向5.8X5.1端间隙0，4.6X4.2端设计间隙≥0.2,试模适配到装入方便,翻盖无异音,T1前完成 。
8， 壳体装配转轴的孔周圈壁厚≥1.0 非转轴孔周圈壁厚≥1.2 。
9， 主机、翻盖转轴孔开口处必须设计导向斜角≥C0.2。
10，壳体非转轴孔与另壳体凸圈圆周配合间隙设计单边0.05,不允许喷漆， 深度方向间隙≥0.2,试模适配到装入方便,翻盖无异音,T1前完成。
11，凸圈凸起高度1.5,壁厚≥0.8，内要设计加强筋。
12，非转轴孔开口处必须设计导向斜角≥C0.2，凸圈必须设计导向圆角≥R0.2 13，HINGE处翻盖与主机壳体总宽度，单边设计0.1,试模适配到喷涂后装入方便,翻盖无异音,T1前完成。
14，翻转部分与静止部分壳体周圈间隙≥0.3 。
15,翻盖FPC过槽正常情况开到中心位，为FPC宽度修改留余量。
16,转轴位置胶太厚要掏胶防缩水。
17,转轴过10万次的要求，根部加圆角≥R0.3（左右凸肩根部）。
18,hinge翻开预压角5～7度（2.0英寸以上LCM双屏翻盖手机采用7度）；合盖预压为20度左右。
19,拆hinge采用内拨方式时，hinge距离最近壳体或导光条距离≥5。如果导光条距离hinge距离小于5，设计筋位顶住壳体侧面。
三. 镜片设计
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1， 翻盖机MAIN LCD LENS模切厚度≥0.8；注塑厚度≥1.0，设计时凹入FLIP REAR
0.05 。
2， 翻盖机SUB LCD LENS模切厚度≥1.2；注塑厚度≥1.2（从内往外装配的LENS厚度各增加0.2）。
3， 直板机LENS模切厚度≥1.2；注塑厚度≥1.4（从内往外装配的LENS厚度各增加0.2） 。
4， camera lens厚度≥0.6（300K象素以上camera，LENS必须采用GLASS）。 5，
LENS与壳体单边间隙：模切LENS:0.05;注塑LENS:0.1 LENS双面胶最小宽度≥1.2（只限局部）。
6， LENS镭射纸位置双面胶避空让开，烫金工艺无需避空。
7， LENS保护膜必须是静电保护模，要设计手柄，手柄不露出手机外形，不遮蔽出音孔 。
8， LENS在3D上丝印区要画出线，IMD/IML工艺LENS丝印线在2D图上标注详细尺寸，并CHECK ID ARTWORK正确。
9， LENS入水口在壳体上要减胶避开.（侧入水口壳体设计插穿凹槽，侧入水口插入凹槽，凹槽背面贴静电保护膜防ESD。
1.2.3手机尺寸分析
手机的大小要更具适用人群来分类。
老人使用的手机一般屏比较大，这样的设计会使老人更清楚的观察到上面的文字，而整体却不需要设计的太大，一般体积大意味着质量大，这样会影响老人携带手机和使用时的手肘以及肩膀的健康。
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图17
年轻人使用的手机一般要外观要漂亮，而且不能太大，要精致，可爱。对于青年人来说尺寸的大小不是最重要的，娱乐功能强大才是根本。
中年人使用的手机一般要大气，开起来要有派头，显得机主是成功人士，商业功能的携带量一定要比娱乐的多。
年轻女性使用的手机样子一定要小巧可爱，最好脱离几何形体，做成卡哇伊的类型，娱乐功能要有，但不必十分强大。
盲人手机要大小适中，可以没有屏，但是按键一定要突出并且容易接触到。
1.3市场分析小结
当今手机的发展要向着功能多样化和多人群花化的方向发展，为了更利于人们的生活，从人机工程学，设计心理学等诸多方面考虑，采用先进的电子技术以及模具技术，制造出更符合人机的手机，为更多的人提供更为便利的生活。针对手机进行的人机市场调研。可以推广到更多的设计领域，如，汽车，工业机械等等，其模式设计等等都需要人机工程学和设计心理学的理论指导，作为一系列产品进行设计改良时，标准化形态和符号的产生就能让制造更加迅速，能让生活更加舒适。
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二．手机工作原理
2.1手机下载工作原理：
1、 手机主板加电，插入下载数据线；
2、 开机信号使手机电源管理芯片工作，并产生复位信号；
3、 启动IBOOT CODE引导程序；
4、 运行内置在CPU System ROM内的Factory Programming程序；
5、 CPU检测到通用异步串行端口UART1有效信号，用来配置下载所需参数；
6、 CPU通过UTXD1、URXD1引脚将下载数据存入System RAM或者外部FLASH中。
7、 完成程序文件下载。
2.2 手机开机工作原理：
MT6305开启工作的三种方式：
1、 将PWRKEY信号置为低电平；
2、 将BBWAKEUP信号置为高电平；
3、 CHRIN信号电平超过充电检测门槛电平Chr_Det；
开机的三种方式：按开机键开机、
<1>、按开机键开机：
1、 手机装上电池，正常连接以后，电池电压VBAT 供至电源管理芯片MT6305N；
2、 此时按下开/关机键时,启动MT6305N(U400)工作，输出VCORE- 1.8V、VDD-2.8V、VMEM-2.8V 、VRTC-1.5V、AVDD-2.8V等供电电压，供电给手机各部分电路；
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3、 VRTC电压加至CPU，使得外接的X1晶体配合CPU内部的振荡电路起振，产生32.768K实时时钟信号；
4、 当CPU的各路供电电压正常时，其输出信号VCXOEN将拉为高电平，控制MT6305输出VTCXO电压信号，该电压加至U603（系统时钟振荡器）上，产生26M系统时钟信号，并经过中频IC MT6219、滤波电路送往CPU，以提供其正常工作所需的系统时钟信号；
5、 MT6305N 由开机信号和内部的部分LDO输出电压触发产生复位信号RESET，复位信号送往各芯片使其复位；
6、 在电压、时钟均正常的情况下，CPU由于复位信号触发，运行开机引导程序；
7、 CPU进行部分软硬件的自检，自检合格后送出电源IC维持信号BBWAKEUP，维持电源IC的正常工作，此时可以松开开关机键。
8、 完成开机过程。
2.3 手机充电工作原理：
电池的充电由手机充电程序和电源管理芯片MT6305N(U400) 控制。
手机处于开机状态时：
1、 当充电器插入充电I/O 口后，VCHG信号送到电源管理IC MT6305，该信号触发产生充电中断信号CHRDET；
2、 CPU接受中断请求，转而执行充电程序，显示充电图标，输出充电控制信号CHRCNTL给MT6305；
3、 MT6305输出控制信号GATEDRY，开启U405，使其对电池进行充电；
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4、 MT6305通过电流检测信号ISENSE检测充电电流和电压检测信号VBATSENSE检测电池电压，来对充电的状态进行控制；
5、 当检测到电池已充满时，MT6305通过GATEDRY输出关闭充电信号，终止充电过程，充电结束。
手机处于关机状态时：
1、当充电器插入充电I/O 口后，VCHG信号送到电源管理IC MT6305；
2、MT6305检测到该信号后，与充电门槛电平相比较，当充电信号电平高于门槛电平时，该信号将触发MT6305正常工作，输出各路电压，并产生复位信号；
3、CHRIN信号将触发产生充电中断信号CHRDET送往CPU；
其它步骤同开机状态充电时的2-5步。
三．按键力大小设计
3.1按键设计的重要性
许多手机为了加上更多的功能，在原有的版而上尽可能缩小按键形态，但是对于手机来说按键的设计必不可少，无论功能多么完全，强大，必须要有按键的设计才能更好的符合人们使用。
而人的手指大小是不变的，按上只有指端1/3 大的按键是什么感觉呢？小心翼翼，害怕按到其它键上，睁大眼睛，看清键面上很小的数字或字母，竖起拇指，用指尖甚至指甲尖按压，这不仅造成我们不舒适的使用状态，还大大降低操作效率，所以合适的按键设计是非常重要的。典型的按键基本满足正常人机方而的要求，采用圆形或者椭圆形做基本的按键形态。
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对于盲人来说，手相当于他们的眼睛，按键的确实存在感才是值得注意的，正方形的按键会使得接触时有棱有角，触感也很好。
3.2按键设计因素
目前许多手机都是釆用圆形加上方形按键，这样比较符合人机工程学的一些要求；人们一般按键的时候都是用大拇指按键，所以釆用中问稍微凸起的 造型，使大拇指与按键可以有一定的碰触感。另外，按键之间的间距和按键高低选择也是很重要的，按键之叫的间距原则是按键的时候以不碰触临键为原则，按键安装的高低通过手指受力位移实验可得出一个最佳值。
按键的形态主要和手指指球肌的大小、手指施力的大小有关。由于人们主要用大拇指按键，设计的按键大小首先以第95个百分位的拇指指球肌大小作为基本设计数据，再报据人的日常习惯、手部装备（比如戴手套时）以及心理要求进行修正，得出可以用于生产的数据。手指的施力大小需要通过力学模型实验测出手指最佳的施力大小和位移，依此来设计科学合理的按键形态。
3.3按键力大小
按钮按键的大小、截面形状，通常为圆形或矩形；其尺寸大小，即圆截面的直径山或矩形截面的两边长aXb，，应与相关的人体操作部位的尺寸相适应，其他主要人机学参量还有操作力（按压力）和工程行程。具体如表：
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图18
四．手机按键设计
4.1按键的造型
许多手机为了加上更多的功能，在原有的版而上尽可能缩小按键形态，而人的手指大小是不变的，按上只有指端1/3 大的按键是什么感觉呢？小心翼翼，害怕按到其它键上，睁大眼睛，看清键面上很小的数字或字母，竖起拇指，用指尖甚至指甲尖按压，这不仅造成我们不舒适的使用状态，还大大降低操作效率。
图19
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所以合适的按键设计是非常重要的。典型的按键基本满足这些人机方而的要求，采用圆形或者椭圆形做基本的按键形态。
图20
一般的盲人手机键也是方形的，而且凸起较高，距离较远，防止无意触碰。
图21
现状：目前许多手机都是釆用圆形和方形按键，这样比较符合人机工程学的一些要求；人们一般按键的时候都是用大拇指按键，所以釆用中问稍微凸起的 造型，使大拇指与按键可以有一定的碰触感。另外，按键之间的间距和按键高低选择也是很重要的，
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按键之叫的间距原则是按键的时候以不碰触临键为原则，按键安装的高低通过手指受力位移实验可得出一个最佳值。
缺点：以上是一些比较普遍的手机的现状，但是也有一些手机设计及其不合理，按键繁多，排列紧密、常用键与不常用键安装位置不协调等等。
图22
这款手机设计基本没有考虑到人机工程学的应用，按键釆用方形，常用键比如数字键放在一排，操作起来手的运动范围加大，容易出错还会按到其他的键。
按键的形态主要和手指指球肌的大小、手指施力的大小有关。由于人们主要用大拇指按键，设计的按键大小首先以第95个百分位的拇指指球肌大小作为基本设计数据，再报据人的日常习惯、手部装备（比如戴手套时）以及心理要求进行修正，得出可以用于生产的数据。手指的施力大小需要通过力学模型实验测出手指最佳的施力大小和位移，依此来设计科学合理的按键形态。
总结以上分析，按键设计中需要注意以下几点。
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1】方形和圆形按键是比较理想的按键形态；
2】按键中叫突起可保证手指明确的触感；
3】按键边缘进行倒圆角处理可避免局部尖锐受力。
4】按键之间的间隔以及大拇指的手指宽度为设计依据，以不能碰触林健为原则。
5】按键安装的高低通过手指受力位移实验可得出一个最佳值。
通常方向键不用圆形和椭圆形表达，而用扇形或有一定方向指示的形态。
4.2手机的按键布置
手机的按键不应该有很多，本来就是为了方便而发明的东西不应该在弄的复杂，过去的手机一般有20个键左右，分别都起到不同的作用，如果再加上很多键上去就会显得拥挤不堪，手机本来就不大，东西记得太多就不得不扩大体积，一个太大的手机不会有人喜欢的。
位置：手机的键是很有规律的，一般老一点的手机，会有20左右个键，控制手机系统的键有两个，分别在第一排左右两边，下面是接通键和不接通键，同样在左右两边，而中间一帮是方向键。在下面就是数字键和两个辅助键了。有的手机侧面也有键，是用来调音量的。现在的手机大多是带有触屏功能的，于是键的作用在一定程度上被削弱了很多，但是也有一些保留了下来。
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图23
比如图23中的手机，就是一款触屏手机，手机屏的下方保留了3个键，分别是hoom键，以及接通和拒绝键。这样做的好处在于，一般的触屏手机都有锁屏系统，接通和拒绝键的存在就会让你即使在锁屏状态下也可以对手机进行有局限性的操作。
关机健是一个比较特殊的键，他掌管手机的工作与休息，市面上的手机存在两种位置的关机键，大多数手机的关机键和拒绝键是同一个，只要长按拒绝键就会关机，一部分手机的关机键在手机的顶上方另外设置了一个专用的关机键，两种方案各有所长。
4.3按键的形态
手机的按键应能够满足15度斜方向按压顺利弹起，多次按压不会松动等工艺要求，以及大小适中、间距合理的布局要求。另外，手机面板上过多的功能键会降低使用的舒适度，也是老人、儿童等人群使用不便。所以，不应在面板上安排太多功能键。可以将数字键与字母键整合在一起，使用户通过观察数字键上的字母标志，可以看出数字键讲26个字母分别放在2—9这8个键上，通过反复按压实现字母的变换，这是一个很聪明的设计。
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图24
五．手机形态设计及其操作使用方式
5.1与手机有关的人体结构
对于手握式工具要更有效率的使则必须有效地实现预定的功能，必须与操作者身体成适当比例，使操作者发挥更大的效率，必须按照作业者力度和作业能力设计，工具要求作业姿势不能引起过度疲劳。
5.1.1手机形态与人体结构
手机的整体造型主要和人手的构造相关联，既要保证人手能够持握稳固，又不能对人手的薄弱肌群施以压力。首先分析人手的肌群分布，人手的肌肉主要分3部分，指球肌、大小鱼际肌、掌心及指骨间肌。其中掌心部分是人手最薄弱的肌肉，分布着众多血管，供应手指的血液循环和营养，如果掌心受压，势必会影响人手的灵活性和准确性，所以遥控器不能背面鼓起，使掌心受压；鱼际肌可做主要施力肌群，可作为手持工具的主要夹持着力点；指球肌分布在5个手指的指端，由于大多数人只用大拇指按键，因此只需满足大拇指灵活应用即可，其他四指可做支撑作用。根据人手的生理学分析，总的来说，手机形态方面应满足以下原则：
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1〉人手持握时，使鱼际肌和指根、指端（一般是食指和中指的）作为三角施力点，握持稳同，不易滑落；
2〉人手持握后大拇指的两个指关节可以自由活动；
3〉在不改变握持状态的情况下，人的手指能够触及所有 ；
4〉人手的掌心部分不能受压，应与遥控器表面有一定空间；
5〉不能有尖锐棱角，以免肌肉受局部力疲劳疼痛；
6〉对于功能较多的手机，直板型若不能满足以上要求，可使用翻盖型或滑盖型设计。
图25
考虑到人手大小不一，在人机工程学中对测得的人体尺寸进行统计处理，用百分位表示尺寸在人群中的位置指数，手机可以用第50个百分位数据作为基本尺寸，选择 的人群
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年龄跨度较大。手机作为通用性产品，需要满足大多数人的需求，所以面向的设计用户是各种群体的，同时还要适，考虑手部残疾的人群。
5.1.2凹槽设计
为方便盲人使用，以及防止掉落后对手机，手机外壳的下表面和侧面可以设计一些凹槽，来帮助手指握手机。但是这样一来，也就降低了握持的随意性，即手指很自然的放进凹槽里，而不是随便握住哪里都可以。这样对手形较小的女性用户，以及操作手机顶端和底端的按键都不方便，所以不推荐使用，而应尽量通过圆弧来提高握持手感。
5.2设计构思
手机作为生活中的必要丁具之一，对我们的生活质量有着重要的影响。许多人在很多场合总是手握手机不停的使用，而盲人由于视力的关系几乎和手机绝缘，科技的发展给盲人带来了福音，盲人特有的语言也得到大量的普及，盲人手机应运而生。而盲人手机从诞生到现在一直以一种特殊手机存在，总会让人觉得很特殊，也是盲人的心理认为自己得不到正常人的平等的对待，而盲人的专用机也不是每个人都需要，大量生产后无法充分售出，会是材料极大的浪费。所以本次设计的理念会从此点出发，设计出一款手机，得到更多人认可和使用，最好设计一款盲人与正常人都可以使用的手机，这样的话一切问题都会解决。
5.3设计方案及其分析
5.3.1设计初步方案及其说明
手机元件的体积一直在减小，想要把盲人和正常人使用的手机合二为一也是可行的，这样一来手机的功能在增加，而体积也不会因次而变大，可以将手机的正反两面都进行利
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用，使用一套手机内部系统，而分为两种使用型式。一面给盲人使用，另一面给正常人使用，为了避免按压损坏，给手机外部加壳，做成可抽拉式翻盖手机，从而实现一机多用的目的。按键的选择则是通过对盲人手机的观察，选择特殊按键，更加人性化。正常人的一面则使用老式电话机圆盘拨号样式的键盘，虽然不能转动，但是也给人带来一种老树新花的创意。
5.3.2可行性方案确定
通过思考讨论，反复研究，认为方案的很有可行性。
1尺寸图
图26
2效果图
图27
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5.4色彩设计
5.4.1外形的色彩设计
色彩是视觉及知觉传递感情的重要因素，直接左右着人的情绪和行为。此外，色彩工学提出色彩对缓解疲劳和提高工作效率起着重要作用，并且色彩以增强产品的语义功能。色彩对人的心理产生的影响，以及色彩心理差异产生的原因，进而从心理学角度对手机色彩设计的功能进行了影响。
在设计中，色彩与形态、材质被誉为产品设计的三要素，而色彩是最敏感最重要的视觉传达要素，有着不可替代的作用，也是手机设计作品成败的关键因素之一。色彩作为审美因素，也是视觉及知觉传递感情的重要因素，手机的设计就要围着色彩工学提出的色彩缓解疲劳和提高工作效率重要作用。并且色彩可以增强产品的语义功能，方便使用。因此，设计师在产品的色彩设计中，不仅要考虑色彩的艺术效果，还应该注重色彩的视觉心理作用，并巧妙地把这些通过色彩设计表现出来。
手机的外形主要包括，主体部分和外壳。在色彩生面应该避免华丽，主要以白灰为主调。不同年龄段的人对于色彩的认识也是不同，但是为了更趋于大众，应该以占有大多的，并且掌握家里财政大权的中年群体为主。
5.4.2按键的色彩设计
当代美国视觉艺术心理学家布鲁墨说：“色彩唤起各种情绪，表达感情，甚至影响我们正常的生理感受。”人类拥有约500种不同的绘画颜料色彩，自然界中有大约1亿种天然色彩，人类对色彩的认知过程是物理一生理一心理的过程，对色彩的感知受到主体生活经验和文化以及环境的诸多因素的影响，所以人类的心理色彩更是数不胜数。色彩的传达虽然是无形的、感性的，却可以传达抽象的信息和思想、表达情感与意念，
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还可以转化成通感信息，产生味觉、嗅觉、听觉和温度、重量、形态、时间等方面的感觉信息。
1、色彩与听觉,色彩与味觉,色彩与温度,色彩与形态,色彩与重量,色彩与远近,色彩与软硬，色彩联想等都密切相关，为了设计出符合消费者心里的产品，设计师应当注重色彩对于消费者心里的影响。所以为了更好地迎合大众，手机的按键设计应当区别于手机本身外形的设计，存在差异性，让使用者更好的区别两者。
5.5成型方法及其材料选择
1外壳的材质
手机作为人们生活中的一种重要工具，使用是没有规则的时间限制，用的是随手拿起，不用的时候就装起来，无论冬夏都是这样，所以其材质的选择是至关重要的，既不能在夏天使用的时候因为长时间的持握而使手大量的出汗，而且不能使在冬天 比较冷的天气状况下使用的时候感觉非常冰冷，使用时感觉较冷或者使用的时候会使手大量出汗都会影响使用者的心情。而且其材质要抗摔，一般使用的时候都拿在手中，不用的时候都是放在茶几上的，放茶几的时候容易使其摔倒地上，为了延长手机的使用时间，其材质必须抗摔。
对于外壳一般用的是高分子化合物比较多的使用是ABS树脂（丙烯腈-苯乙烯- 丁二烯共聚物，ABS是Acrylonitrile Butadiene Styrene的首字母缩写）是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。因为其强度高、耐腐蚀、耐高温，所以常 被用于制造仪器的塑料外壳。
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2按键的材质
对于按键则大多使用硅胶按键，硅胶按键相比传统按键有四大优势。第一：超长寿命，高达20万次，而普通按键只有3万次以下。第二：超轻力操作，只需要35克力既可操作，类似于拿起—张“纸所用的力。而普通按键至少需要100克力以上，使用起来非常费力。第三：硅胶按键有防静电功能，可以保证在操作时不伤人体，并且有效减少了产品的返修率。第四：硅胶按键手感超好，极度柔和，长期操作也不会有疲劳感。
5.6手机的设计评价
手机评价调查
内容/指标
材料
颜色
实用性
手感
外观
价格
非常满意
87
77
85
79
86
81
基本满意
76
70
70
86
89
89
不满意
17
24
28
20
23
20
备注：所有数据一百分数表示
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总结
从人机工程学以及设计心理学中“以人为本”的设计理念出发，详细的分析了遥控器中的人机因素，阐明了产品的每一个设计细节都和人机工程学，设计心理学等息息相关，所有设计都必须以人为设计中心，特别是一些社会上的弱势群体，有关他们的设计将于我们生活紧密联系。
本次设计的结束将是我的人生新开端的，首次完整的设计给了我很深的感触，从一开始的无从下手，都后来的与老师同学的激烈讨论，一直到方案确定时心里才开始有底，对于我而言，这是一次洗礼，第一次把书本里的东西和脑子里的想法与现实结合起来。虽然设计完成的不是特别好，但是这也是我的一番心血酿成。
很充实，也为以后的路打好了基础，是一次很好的锻炼，也很有效果。我想我以后会怀念的。
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致谢
这次手机的人机关系设计使我受益良多，为今后我的学习和工打下坚实的基础。由于首次的常识完整的设计所以在一些方面做的很不到位，无论是心里还是行动上都有所欠缺，而指导老师的帮助和对设计方案的精益求精给了我创造的动力，为期近一学期的人机工程学的课程早己结束，而再次基础上的人机工程学课程设计也即将画上一个圆满的句号，在此次人机工程设计的过程中，接触到了前所未有的知识，也充分的了解了作为一个搞设计的人应该注重的方面，指导老师教导是我体会到了这一切。
在此，谨向延海霞老师表示我最衷心地感谢和诚挚的敬意。
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参考文献
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【2】严扬.人机工程学[M].北京：北京理工大学出版社，1998.1
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