1、<p>　　第二十五屆“馮如杯”學(xué)生創(chuàng)意大賽</p><p>　　可隨壓力變化而改變形狀的鼠標(biāo)</p><p><b>　　2015年12月</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　可隨壓力變化而改變形狀的鼠標(biāo)是一種以水凝膠為外殼材料的新型鼠標(biāo)，在不改變鼠標(biāo)內(nèi)

2、部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，將鼠標(biāo)的外形作相應(yīng)的調(diào)整，使其適應(yīng)材料外形的變化，在此基礎(chǔ)之上運(yùn)用可變性材料（水凝膠）作為新型鼠標(biāo)的外層結(jié)構(gòu)材料，使其在使用時(shí)可以根據(jù)受力的不同而相應(yīng)的改變鼠標(biāo)的外形，使人在操作鼠標(biāo)的時(shí)候，通過(guò)受力使鼠標(biāo)外形作出相應(yīng)的改變從而減輕手腕部分和手指彎曲時(shí)的受力，可以有效緩解上班族和游戲玩家等一些需要長(zhǎng)時(shí)間操作電腦的人的疲勞程度，可以很大程度上提高工作的效率。</p><p>　　這種新型的鼠標(biāo)的核心

3、就是這種新型的易變形有機(jī)材料——水凝膠，這種材料具有極佳的彈性、柔軟性、伸長(zhǎng)率和壓縮強(qiáng)度，是一種理想的易隨力的改變而改變形狀的變形材料。運(yùn)用這種材料作為鼠標(biāo)的外部結(jié)構(gòu)材料，可以對(duì)人操作鼠標(biāo)時(shí)手掌的用力產(chǎn)生一種緩沖作用，使人的手掌在操作鼠標(biāo)時(shí)可以完全被這種可變形的材料覆蓋，手掌在操作鼠標(biāo)時(shí)產(chǎn)生的空隙可以被水凝膠填充，使手掌、手指和手腕時(shí)時(shí)刻刻處于墊實(shí)狀態(tài)，這樣就可以有效緩解手指長(zhǎng)時(shí)間彎曲的酸痛感，減輕手腕的受力。這樣就可以延長(zhǎng)人使用電腦的

4、時(shí)間，提高工作效率。</p><p>　　關(guān)鍵詞：水凝膠Hydrogel、可壓縮compressible、緩沖作用cushion、減輕疲勞Relieve fatigue</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　（一）可隨壓力變化而改變形狀的鼠標(biāo)的實(shí)用性及其創(chuàng)意來(lái)源1</p><p>　?。ǘ┮延?/p>

5、的解決方案及其優(yōu)缺點(diǎn)1</p><p>　　一、新型鼠標(biāo)的大致結(jié)構(gòu)1</p><p>　　二、新型鼠標(biāo)的實(shí)用性和可行性分析2</p><p>　　(一)材料分析 2</p><p>　?。ǘ┦褂迷斍?

6、 2</p><p>　?。ㄈ┲圃焐a(chǎn)分析 2</p><p>　?。ㄋ模┘夹g(shù)難點(diǎn) 2</p><p>　　三、

7、新型鼠標(biāo)的應(yīng)用前景 3</p><p><b>　　結(jié)論3</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)4</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　?。ㄒ唬┛呻S壓力變化而變形鼠標(biāo)的實(shí)用性及其創(chuàng)意來(lái)源 </p><p>

8、　　隨著科技的發(fā)展，電腦已成為大眾頻繁使用的工具之一，尤其是上班族和游戲玩家。電腦的普及給大家?guī)?lái)了許多的便利，但是與此同時(shí)，也給人們帶來(lái)了許多的困擾。長(zhǎng)時(shí)間使用鼠標(biāo)給人們帶來(lái)的手腕的酸痛感和手指的僵硬、不靈活就是其中之一。由于目前市場(chǎng)上的鼠標(biāo)都是固定形態(tài)的，在操作鼠標(biāo)時(shí)手腕部分會(huì)抬起一定高度手腕會(huì)有一定程度的彎曲，并且由于鼠標(biāo)形態(tài)固定，所以手腕的彎曲總是固定的，這樣長(zhǎng)時(shí)間操作鼠標(biāo)會(huì)使手掌麻木、食指在拖動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)容易抽筋，腕關(guān)節(jié)腫脹、手部

9、動(dòng)作不靈活甚有麻木、刺痛感覺(jué)。要解決這一問(wèn)題，就必須使人在操作鼠標(biāo)時(shí)，手腕盡量減少?gòu)澢?，或者讓手腕的彎曲程度總是變化的，讓手腕活?dòng)起來(lái)，讓手指彎曲的部分有物體支撐。所以，設(shè)計(jì)一款可隨人手掌的壓力變化而改變形狀的鼠標(biāo)很有必要。</p><p>　?。ǘ┮延械慕鉀Q方案及其優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　目前，大多數(shù)人認(rèn)為可行的一種方法是使用帶腕托的鼠標(biāo)墊，采用這種方法可以借用腕托的作用使手腕處于

10、墊實(shí)、水平狀態(tài)，在一定程度上可以減輕手腕的受力，起到緩解疲勞的作用。但是這種方法治標(biāo)不治本，而且使用帶腕托的鼠標(biāo)墊雖然讓手腕水平，但是手腕的受力有所增加，并且只能保證手腕在特定位置放置時(shí)，手腕保持水平，一旦手腕移動(dòng)或者彎曲，這個(gè)腕托的作用就會(huì)大大減弱；除此之外，腕托無(wú)法解決手掌長(zhǎng)時(shí)間固定形態(tài)以及手指懸空的問(wèn)題，這一方法還是存在較大的缺陷的。</p><p>　　一、新型鼠標(biāo)的大致結(jié)構(gòu)</p><

11、;p>　　可隨手掌壓力變化而改變形狀的鼠標(biāo)的內(nèi)部與傳統(tǒng)鼠標(biāo)大致相同，只是在外形以及材料上做了相應(yīng)的調(diào)整。首先，在原有鼠標(biāo)的基礎(chǔ)之上降低鼠標(biāo)內(nèi)部結(jié)構(gòu)件的高度，使鼠標(biāo)的設(shè)定平面的高度達(dá)到1cm，將左右鍵和中鍵部分的高度高出設(shè)定平面1cm左右，形成一個(gè)前高后低的鼠標(biāo)底板（鼠標(biāo)的左右鍵以及中鍵處于較高的平臺(tái)，較低的平臺(tái)用于拖放手掌）；增加鼠標(biāo)的寬度，使其可以完全覆蓋手掌；其次，將鼠標(biāo)左右鍵之間的距離增加到2cm（人的手掌處于不受力狀態(tài)時(shí)，

12、食指與中指之間的距離大約為2cm）。這樣，人在操控鼠標(biāo)時(shí)，手掌基本處于放松狀態(tài)；最后，再在鼠標(biāo)表面覆蓋一層軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料。因?yàn)樵谄胀ǖ氖芰η闆r下，軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料會(huì)下陷1.2cm左右。所以，在底板較高的部分，覆蓋1.5cm軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，較低部分的底板覆蓋的材料和較高部分的高度相同即可。這樣，在使用鼠標(biāo)時(shí)，鼠標(biāo)的整體高度大約為2.3cm，大約是人手掌的厚度，這個(gè)高度是最有利于減輕手腕部分受力的高度。最后，在鼠標(biāo)外層粘附一層具有

13、較強(qiáng)吸汗性的外膜。</p><p>　　二、新型鼠標(biāo)的實(shí)用性和可行性分析</p><p><b>　　(一)材料分析</b></p><p>　　自然界的一些生物組織在受到外界刺激時(shí)，會(huì)迅速作出反應(yīng)，如海參與外界接觸時(shí)柔軟的軀體瞬間變得僵硬或部分體壁變?yōu)檎承晕镔|(zhì)；生物體肌肉收縮和松弛時(shí)，肌球蛋白間的纖維產(chǎn)生很大的收縮或溶脹。在許多類似的自然現(xiàn)象

14、的啟示下，人們?nèi)找嬷匾晫?duì)高分子凝膠的研究和利用。我們的新型鼠標(biāo)就是采用的這種物質(zhì)。</p><p>　　這種新型的鼠標(biāo)的表面采用的水凝膠是以水為分散介質(zhì)的凝膠，具有網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水溶性高分子中引入一部分疏水基團(tuán)和親水殘基，親水殘基與水分子結(jié)合，將水分子連接在網(wǎng)狀內(nèi)部，而疏水殘基遇水膨脹的交聯(lián)聚合物，是一種高分子網(wǎng)絡(luò)體系，性質(zhì)柔軟，能保持一定的形狀，能吸收大量的水。該材料具有極佳的彈性、柔軟性、伸長(zhǎng)率和壓縮強(qiáng)度，是

15、一種理想的易隨力的改變而改變形狀的變形材料。采用這種材料作為鼠標(biāo)的外部主要材料，再在鼠標(biāo)的最外層粘附一層具有較強(qiáng)吸汗性的外膜，這樣的鼠標(biāo)便具有了良好的易變形性和易操控性。</p><p><b>　?。ǘ┦褂迷斍?lt;/b></p><p>　　在使用這種新型鼠標(biāo)的時(shí)候，鼠標(biāo)的外形可以根據(jù)人手掌的壓力變化而做出相應(yīng)的調(diào)整，使手掌時(shí)時(shí)刻刻緊貼于鼠標(biāo)之上；鼠標(biāo)的可變形材料

16、會(huì)將手掌完全包裹起來(lái)，每個(gè)手指之間的縫隙處會(huì)凸出一部分水凝膠，這樣就有利于鼠標(biāo)的移動(dòng)，而且在手指移動(dòng)或者彎曲的時(shí)候，這種材料會(huì)及時(shí)的改變形狀，始終使手指處于墊實(shí)狀態(tài)；這種鼠標(biāo)也具有帶腕托的鼠標(biāo)墊的作用。新型鼠標(biāo)的水凝膠會(huì)一直延伸到手腕部分，這樣就可以很好的起到腕托的作用，甚至比腕托的作用更加明顯——腕托不能根據(jù)手腕的彎曲作出調(diào)整，這樣的話手腕總會(huì)受力，但是這種新型鼠標(biāo)的易變形材料可以有效地解決這個(gè)問(wèn)題。</p><p

17、><b>　?。ㄈ┲圃焐a(chǎn)分析</b></p><p>　　這種鼠標(biāo)的材料是水凝膠，作為一種高吸水高保水材料，水凝膠被廣泛用于多種領(lǐng)域，如：干旱地區(qū)的抗旱，在化妝品中的面膜、退熱貼、鎮(zhèn)痛貼、 農(nóng)用薄膜、建筑中的結(jié)露防止劑、調(diào)濕劑、石油化工中的堵水調(diào)劑，原油或成品油的脫水，在礦業(yè)中的抑塵劑，食品中的保鮮劑、增稠劑，醫(yī)療中的藥物載體等等。這種材料制作工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格相對(duì)便宜。一種保水凝膠的

18、制法，即先將氫氧化鈉溶于水中，并加入丙烯酸進(jìn)行預(yù)處理；再依次加入玉米淀粉、丙烯酰胺和碳酸鈣，攪拌加溫反應(yīng)后，加入引發(fā)劑進(jìn)行接枝聚合反應(yīng)；然后將反應(yīng)后的液體倒入模具中，恒溫干燥即可。其產(chǎn)品組分(重量百分比)包括：玉米淀粉4.5－4.7，丙烯酸21.4－22.5，丙烯酰胺9－9.5，過(guò)硫酸銨3.2－4.5，碳酸鈣4.5－4.7，氫氧化鈉9.5－9.9，水余量。有工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品無(wú)毒、可生物降解和應(yīng)用廣闊等優(yōu)點(diǎn)。</p><

19、p><b>　　（四）技術(shù)難點(diǎn)</b></p><p>　　該鼠標(biāo)的最大難點(diǎn)一要是如何降低鼠標(biāo)的高度，這樣難免就要改動(dòng)原有鼠標(biāo)的內(nèi)部零件；二是硬質(zhì)材料與軟質(zhì)材料的銜接部分</p><p>　　三、新型鼠標(biāo)的應(yīng)用前景 </p><p>　　這種新型鼠標(biāo)的造價(jià)非常便宜，對(duì)于那些職業(yè)的游戲玩家來(lái)說(shuō)，具備了優(yōu)良的可變形性和較強(qiáng)的吸汗性，這種鼠標(biāo)

20、無(wú)疑是一個(gè)更好的選擇；因此鼠標(biāo)的使用壽命也會(huì)比普通的鼠標(biāo)壽命長(zhǎng)。所以綜合來(lái)說(shuō)，這種鼠標(biāo)的性價(jià)比還是很高的。</p><p>　　新型鼠標(biāo)采用的是高分子水凝膠，這是一種以水為分散介質(zhì)的凝膠 ，比起目前的普通鼠標(biāo)更加環(huán)保。</p><p>　　作為一個(gè)受力易變形的鼠標(biāo)，其外觀特點(diǎn)也將會(huì)成為一大亮點(diǎn)。這種可以根據(jù)受力而改變形狀的鼠標(biāo)打破了常規(guī)的鼠標(biāo)模式，并且在原有基礎(chǔ)之上改善了人在操作鼠標(biāo)時(shí)的受

21、力情況，大大減輕了使用電腦工作的疲勞程度，所以說(shuō)，這種新型鼠標(biāo)的應(yīng)用前景應(yīng)該會(huì)很好。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本產(chǎn)品設(shè)計(jì)新穎，外形可以根據(jù)需求做相應(yīng)的改變；應(yīng)用了先進(jìn)的有機(jī)材料，具有較高的可靠性；此外，本產(chǎn)品可以在很大程度上緩解長(zhǎng)時(shí)間操作鼠標(biāo)帶來(lái)的手腕以及手指的酸痛感，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。本產(chǎn)品設(shè)計(jì)獨(dú)到，符合了大多數(shù)使用者的需求，具

22、有較強(qiáng)的可推廣性。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]阻燃聚醚多元醇的合成及其用于制備軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的研究。[D]青島： 青島科技大學(xué)，2012</p><p>　　[2]軟泡相分離理論分析與探討，聚氨酯工業(yè)，1997, 12(3):1-4</p><p>　　[3]潘煒;

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24、高分子材料科學(xué)與工程;1991年03期</p><p>　　[7]朱海靜,楊偉,李忠明,楊鳴波,王建華,羅陳雷,蘆艾,田春蓉;玻纖增強(qiáng)硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料研究進(jìn)展[J];工程塑料應(yīng)用;2003年07期</p><p>　　[8]趙瑾;環(huán)境友好聚氨酯泡沫材料研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2005年</p><p>　　[9]徐濤;玻纖增強(qiáng)聚氨酯泡沫塑料的界面表征研究[D];