肥手指與SIMULIA Abaqus

士盟科技-部落格圖片

當今手持電子產品的輸入介面雖然漸漸地被觸控面板所取代,但對於桌上型以及筆記型電腦、黑莓機以及遙控器來說,鍵盤輸入仍是不可或缺的。隨著3C產品的尺寸日益縮小,發生打錯字、按錯按鈕的情況也越來越多,這種現象我們稱為”肥手指”。

為了解決肥手指的現象,三星全球產品技術中心的朴守賢工程師研究手指與按鍵之間的互制關係,並且以SIMULIA Abaqus作為分析工具。有限元素的模型包含手指以及按鍵,手指部分以一個178公分男人的拇指為建模依據,指甲以及骨頭採線彈性模型,表皮與真皮為超彈性以及線性黏彈性的組合,皮下組織的肌肉與血漿分別以類似泡棉的多孔隙材料以及飽和的孔隙流來代表;按鍵下方的橡膠材,則以非線性彈簧元素來模擬按鍵下壓與回彈。

另外,工程師們從21個男女實際按壓K鍵時的行為,找出平均敲擊的角度為16.5度。並將旁邊其他按鍵的受力以標的按鍵的受力正規化後,得到的比值用來判斷誤觸率。 分析得到的接觸壓力與實驗之吻合度高。下一個步驟,係以此模型來找出鍵盤外觀形狀之最佳化設計。結果顯示按鍵寬度、高度、垂直角度、按鍵之間的距離以及夾角對於誤觸率有近似的影響,而關鍵在於按鍵面的高度與按鍵的斜率,兩者有著相反的趨勢。必須將按鍵之間的距離加大才能降低誤觸率。透過一系列的分析,將誤觸率從35%降到只有7%,並與實驗比對之後,同樣具有高吻合度。

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