第五章人機(jī)信息界面設(shè)計(jì).

1、第五章第五章 人機(jī)系統(tǒng)與人機(jī)人機(jī)系統(tǒng)與人機(jī) 界面設(shè)計(jì)界面設(shè)計(jì) 人要感知信息，處理信息，發(fā)出運(yùn)動(dòng)能，就必須和機(jī)器的顯示器、人要感知信息，處理信息，發(fā)出運(yùn)動(dòng)能，就必須和機(jī)器的顯示器、控制器之間發(fā)生關(guān)系，以便在人和機(jī)器的特性之間尋求最佳的人機(jī)匹控制器之間發(fā)生關(guān)系，以便在人和機(jī)器的特性之間尋求最佳的人機(jī)匹配，來提高整個(gè)系統(tǒng)的效率，這就是人機(jī)系統(tǒng)以及人機(jī)界面設(shè)計(jì)所要配，來提高整個(gè)系統(tǒng)的效率，這就是人機(jī)系統(tǒng)以及人機(jī)界面設(shè)計(jì)所要解決的問題。解決的問題。5 51 1 人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)一、人機(jī)系統(tǒng)概述一、人機(jī)系統(tǒng)概述 人工操作系統(tǒng)人工操作系統(tǒng) 半自動(dòng)化系統(tǒng)半自動(dòng)化系統(tǒng) 自動(dòng)化系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng) 見見圖圖13-21.

2、1. 人機(jī)系統(tǒng)基本模式人機(jī)系統(tǒng)基本模式 人機(jī)系統(tǒng)基本模式由人的子系統(tǒng)、機(jī)器的子系統(tǒng)和人機(jī)界面所組成。人機(jī)系統(tǒng)基本模式由人的子系統(tǒng)、機(jī)器的子系統(tǒng)和人機(jī)界面所組成。13-113-12. 2. 人機(jī)系統(tǒng)類型人機(jī)系統(tǒng)類型2 2）按自動(dòng)化程度分類）按自動(dòng)化程度分類 3 3）按人機(jī)結(jié)合方式分類）按人機(jī)結(jié)合方式分類 人機(jī)串聯(lián)人機(jī)串聯(lián) 人機(jī)并聯(lián)人機(jī)并聯(lián) 人與機(jī)串、并聯(lián)混合人與機(jī)串、并聯(lián)混合 見見圖圖13-313-31 1）按有無反饋控制分類：閉環(huán)人機(jī)系統(tǒng)和開環(huán)人機(jī)系統(tǒng)。）按有無反饋控制分類：閉環(huán)人機(jī)系統(tǒng)和開環(huán)人機(jī)系統(tǒng)。二、人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1. 1. 人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序 人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的

3、程序，圖人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的程序，圖13-413-4 1 1）人機(jī)系統(tǒng)的目標(biāo)）人機(jī)系統(tǒng)的目標(biāo)2 2）人與機(jī)的功能分析）人與機(jī)的功能分析 人機(jī)特性比較人機(jī)特性比較 人與機(jī)器的特性比較參閱表人與機(jī)器的特性比較參閱表13-113-1。 人優(yōu)于機(jī)器的功能人優(yōu)于機(jī)器的功能 機(jī)器優(yōu)于人的功能機(jī)器優(yōu)于人的功能人機(jī)功能分析：包括系統(tǒng)功能的人機(jī)功能分析：包括系統(tǒng)功能的描述、確定描述、確定和和分解分解。3. 3. 人機(jī)系統(tǒng)的目標(biāo)，見人機(jī)系統(tǒng)的目標(biāo)，見圖圖5 51 1 人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)3 3）功能分配）功能分配人機(jī)功能分配的原則人機(jī)功能分配的原則 比較分配原則人機(jī)功能分配：把分解的系統(tǒng)功能逐一合理分配給人和機(jī)，使人機(jī)彼此

4、協(xié)調(diào)，人機(jī)功能分配：把分解的系統(tǒng)功能逐一合理分配給人和機(jī)，使人機(jī)彼此協(xié)調(diào)， 相互補(bǔ)充。相互補(bǔ)充。人和機(jī)器的相互配合，一方面需要人監(jiān)控機(jī)器，另一方面需要機(jī)器監(jiān)督人。人和機(jī)器的相互配合，一方面需要人監(jiān)控機(jī)器，另一方面需要機(jī)器監(jiān)督人。5 51 1 人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng) 剩余分配原則 經(jīng)濟(jì)分配原則 宜人分配原則 彈性分配原則4 4）設(shè)計(jì)與評價(jià)）設(shè)計(jì)與評價(jià) 人機(jī)界面設(shè)計(jì)人機(jī)界面設(shè)計(jì)人機(jī)界面設(shè)計(jì)的兩個(gè)主要問題：人機(jī)界面設(shè)計(jì)的兩個(gè)主要問題： 人控制機(jī)器人控制機(jī)器 控制器要適合于人的操作；控制器要適合于人的操作； 人接受信息人接受信息 顯示器的配置如何與控制器相匹配。顯示器的配置如何與控制器相匹配。人機(jī)界面設(shè)計(jì)主

5、要是指顯示器、控制器，以及它們之間的關(guān)系的設(shè)計(jì)。人機(jī)界面設(shè)計(jì)主要是指顯示器、控制器，以及它們之間的關(guān)系的設(shè)計(jì)。 人因工程學(xué)設(shè)計(jì)人因工程學(xué)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)評價(jià)系統(tǒng)評價(jià)對該系統(tǒng)是否具備完成既定目標(biāo)的功能進(jìn)行評價(jià)，并進(jìn)行安全性、舒適對該系統(tǒng)是否具備完成既定目標(biāo)的功能進(jìn)行評價(jià)，并進(jìn)行安全性、舒適性及社會(huì)性因素的分析、評價(jià)。性及社會(huì)性因素的分析、評價(jià)。主要包括：顯示器和控制器的選擇與設(shè)計(jì)、作業(yè)空間設(shè)計(jì)、作業(yè)輔助主要包括：顯示器和控制器的選擇與設(shè)計(jì)、作業(yè)空間設(shè)計(jì)、作業(yè)輔助設(shè)計(jì)，制定人員選擇和培訓(xùn)計(jì)劃。設(shè)計(jì)，制定人員選擇和培訓(xùn)計(jì)劃。5 51 1 人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)5 51 1 人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)三、人機(jī)系統(tǒng)評價(jià)指標(biāo)的

6、建立三、人機(jī)系統(tǒng)評價(jià)指標(biāo)的建立1 1）技術(shù)評價(jià)指標(biāo)）技術(shù)評價(jià)指標(biāo)2 2）經(jīng)濟(jì)評價(jià)指標(biāo)）經(jīng)濟(jì)評價(jià)指標(biāo) 3 3）社會(huì)評價(jià)指標(biāo)）社會(huì)評價(jià)指標(biāo) 光照、溫度、濕度、粉塵、通風(fēng)光照、溫度、濕度、粉塵、通風(fēng)環(huán)環(huán) 境境有毒有害物質(zhì)等有毒有害物質(zhì)等振動(dòng)、噪聲、放射線振動(dòng)、噪聲、放射線整體性整體性易操作易操作宜人性宜人性大方大方形象化形象化醒目醒目色調(diào)色調(diào)省力省力易辯識易辯識美觀美觀舒適舒適本質(zhì)安全本質(zhì)安全可靠性可靠性安全性安全性可控性可控性記憶性記憶性穩(wěn)定性穩(wěn)定性總目標(biāo)總目標(biāo)圖圖13-6 13-6 人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)評價(jià)指標(biāo)（要素）體系人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)評價(jià)指標(biāo)（要素）體系技術(shù)性技術(shù)性經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性三、人機(jī)系統(tǒng)評價(jià)指標(biāo)的建立

7、三、人機(jī)系統(tǒng)評價(jià)指標(biāo)的建立5 51 1 人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)1 1）指標(biāo)體系的簡化）指標(biāo)體系的簡化2 2、評價(jià)指標(biāo)體系的處理、評價(jià)指標(biāo)體系的處理2 2）權(quán)系數(shù)的確定）權(quán)系數(shù)的確定 求評價(jià)指標(biāo)權(quán)系數(shù)的方法數(shù)很多，如：求評價(jià)指標(biāo)權(quán)系數(shù)的方法數(shù)很多，如：專家評議法、層次分析法、專家評議法、層次分析法、模糊數(shù)學(xué)法等，也可由經(jīng)驗(yàn)或用模糊數(shù)學(xué)法等，也可由經(jīng)驗(yàn)或用判別表判別表法求出。法求出。A AB BC CD DA AB BC CD D重要程度排序重要程度排序 B BA A，CA,CA,D DA,CA,CB B，B=D, CB=D, CD D比較者比較者被比者被比者ikniiiikkg1/1 13 30 04

8、 41 13 31 13 32 22 21 13 32 26 610106 624240.0870.0870.2500.2500.4170.4170.2500.2501.01.0四、人機(jī)系統(tǒng)分析評價(jià)方法四、人機(jī)系統(tǒng)分析評價(jià)方法一）連接分析法（鏈?zhǔn)椒治龇ǎ┮唬┻B接分析法（鏈?zhǔn)椒治龇ǎ?連接分析法是一種對人、機(jī)器、過程和系統(tǒng)進(jìn)行評價(jià)的簡便方法，它用連接分析法是一種對人、機(jī)器、過程和系統(tǒng)進(jìn)行評價(jià)的簡便方法，它用 “ “連接連接”來表示人、機(jī)之間的關(guān)系。來表示人、機(jī)之間的關(guān)系。 連接：連接：指人機(jī)系統(tǒng)中，指人機(jī)系統(tǒng)中，人與機(jī)人與機(jī)、機(jī)與機(jī)機(jī)與機(jī)、人與人人與人之間的相互作用關(guān)系。之間的相互作用關(guān)系。5

9、51 1 人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)1 1、連接及其表示方法、連接及其表示方法連接形式連接形式 ：人人機(jī)機(jī)連接，連接，機(jī)機(jī)機(jī)機(jī)連接，連接，人一人人一人連接。連接。按按連接特征連接特征，人機(jī)系統(tǒng)的連接方式，人機(jī)系統(tǒng)的連接方式: : 視覺視覺連接、連接、聽覺聽覺連接、連接、操作操作連接、連接、 行走行走連接、連接、語言語言鏈接等鏈接等按按連接性質(zhì)連接性質(zhì)，人機(jī)系統(tǒng)的連接方式，人機(jī)系統(tǒng)的連接方式: : 對應(yīng)對應(yīng)連接、連接、逐次逐次連接連接5 51 1 人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)2 2、連接分析法的應(yīng)用程序、連接分析法的應(yīng)用程序 繪制繪制連接分析圖連接分析圖 確定各連接的重要度和頻率確定各連接的重要度和頻率各各連接連接的

10、重要度和頻率可根據(jù)的重要度和頻率可根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)調(diào)查統(tǒng)計(jì)和和經(jīng)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)確定其分?jǐn)?shù)值。確定其分?jǐn)?shù)值。一般用四級記分：一般用四級記分：“極重要極重要”和和“頻率極高頻率極高”者為者為4 4分；分； “ “重要重要”和和“頻率高頻率高”者為者為3 3分；分； “ “一般一般”和和“一般頻率一般頻率者為者為2 2分；分； “ “不重要不重要”和和“頻率低頻率低”者為者為1 1分。分。例如例如名稱 操作者 設(shè)備操作鏈 聽覺鏈 視覺鏈行走鏈重要度頻率符號 一）連接分析法（鏈?zhǔn)椒治龇ǎ┮唬┻B接分析法（鏈?zhǔn)椒治龇ǎ? 2、連接分析法的應(yīng)用程序、連接分析法的應(yīng)用程序 計(jì)算綜合評價(jià)值（連接值）計(jì)算綜合評價(jià)值（連接值）

11、 優(yōu)化優(yōu)化5 51 1 人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)綜合評價(jià)值綜合評價(jià)值 = = 重要程度重要程度頻率頻率在連接分析圖中，以在連接分析圖中，以綜合評價(jià)值綜合評價(jià)值表示兩個(gè)表示兩個(gè)要素之間的關(guān)系。要素之間的關(guān)系。調(diào)整各要素位置，使人機(jī)及空間得到合理配置。調(diào)整各要素位置，使人機(jī)及空間得到合理配置。一）連接分析法（鏈?zhǔn)椒治龇ǎ┮唬┻B接分析法（鏈?zhǔn)椒治龇ǎ﹥?yōu)化原則優(yōu)化原則 操作人員與其操作人員與其操縱裝置操縱裝置的的連線連線盡可能盡可能不交叉不交叉，以免在操作過程中，以免在操作過程中 相互干擾、碰撞。相互干擾、碰撞。1BCFEDG32A4a）原來的位置安排AE1D2FB34GCb）改進(jìn)后的位置安排5 51 1 人

12、機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)一）連接分析法（鏈?zhǔn)椒治龇ǎ┮唬┻B接分析法（鏈?zhǔn)椒治龇ǎ? 51 1 人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化原則優(yōu)化原則 按綜合評價(jià)值大小布置。按綜合評價(jià)值大小布置。BNPWRHHSC4443434434344233繪圖板繪圖板領(lǐng)航員領(lǐng)航員船長船長報(bào)務(wù)員報(bào)務(wù)員無線電臺(tái)無線電臺(tái)羅盤儀羅盤儀舵輪舵輪舵手舵手圖圖13- -10 船長與領(lǐng)航員、船長與領(lǐng)航員、舵手舵手及報(bào)務(wù)員之間關(guān)系及報(bào)務(wù)員之間關(guān)系一）連接分析法（鏈?zhǔn)椒治龇ǎ┮唬┻B接分析法（鏈?zhǔn)椒治龇ǎ? 51 1 人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化原則優(yōu)化原則 作業(yè)空間的大小，應(yīng)符合安全空間的要求，危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)和危險(xiǎn)作業(yè)點(diǎn)作業(yè)空間的大小，應(yīng)符合安全空間的要求，危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)

13、和危險(xiǎn)作業(yè)點(diǎn) 應(yīng)加隔離。應(yīng)加隔離。 按感覺特性配置系統(tǒng)的連接。按感覺特性配置系統(tǒng)的連接。1BCED32A改進(jìn)后的連接配置99996666333322一）連接分析法（鏈?zhǔn)椒治龇ǎ┮唬┻B接分析法（鏈?zhǔn)椒治龇ǎ┚毦?習(xí)習(xí) 根據(jù)圖給出的根據(jù)圖給出的各子系統(tǒng)之間各子系統(tǒng)之間的兩點(diǎn)連接形的兩點(diǎn)連接形式，按連接分式，按連接分析的優(yōu)化原則析的優(yōu)化原則畫出連接示意畫出連接示意圖。圖。5 51 1 人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)二）操作順序圖分析法二）操作順序圖分析法（Operational Sequence Diagraming, OSD法法）操作順序圖分析法：是將由操作順序圖分析法：是將由“信息信息意志決定意志決定動(dòng)作動(dòng)作

14、”組成的作業(yè)順序組成的作業(yè)順序用圖式表示，以分析操作者的用圖式表示，以分析操作者的反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間和和人機(jī)系統(tǒng)可靠性人機(jī)系統(tǒng)可靠性的方法。的方法。1 1、操作順序圖法的符號、操作順序圖法的符號5 51 1 人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)2 2、操作順序描述、操作順序描述 簡單作業(yè)順序描述簡單作業(yè)順序描述燈亮燈亮看見燈看見燈按電鈕按電鈕燈亮燈亮看見燈看見燈按電鈕按電鈕 a）以作業(yè)者為對象來描述）以作業(yè)者為對象來描述 b）以系統(tǒng)為對象來描述）以系統(tǒng)為對象來描述二）操作順序圖分析法二）操作順序圖分析法5 51 1 人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)2 2、操作順序描述、操作順序描述 存在誤操作的作業(yè)順序描述存在誤操作的作業(yè)順序描述

15、點(diǎn)燈點(diǎn)燈看不見燈看不見燈不按電鈕不按電鈕看見燈看見燈按電鈕按電鈕a）有信息顯示）有信息顯示看見燈看見燈按電鈕按電鈕不按不按電鈕電鈕沒看見燈沒看見燈沒點(diǎn)燈沒點(diǎn)燈b b）無信息顯示）無信息顯示二）操作順序圖分析法二）操作順序圖分析法5 51 1 人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)2 2、操作順序描述、操作順序描述 操作順序圖法應(yīng)用操作順序圖法應(yīng)用將操作順序圖加將操作順序圖加時(shí)間軸時(shí)間軸，進(jìn)行，進(jìn)行反應(yīng)時(shí)間分析反應(yīng)時(shí)間分析 。燈亮燈亮看見燈看見燈按電鈕按電鈕燈亮燈亮看見燈看見燈按電鈕按電鈕時(shí)間軸時(shí)間軸 a）對燈亮立刻做出反應(yīng)）對燈亮立刻做出反應(yīng) b）對燈亮相當(dāng)長時(shí)間沒有做出反應(yīng)）對燈亮相當(dāng)長時(shí)間沒有做出反應(yīng)二）操作順

16、序圖分析法二）操作順序圖分析法5 51 1 人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)2 2、操作順序描述、操作順序描述加進(jìn)加進(jìn)概率值概率值后的操作順序圖，進(jìn)行后的操作順序圖，進(jìn)行系統(tǒng)可靠性分析。系統(tǒng)可靠性分析。 看見燈亮看見燈亮不能看見不能看見燈亮燈亮不按鈕不按鈕按電鈕按電鈕90%10%1%99%圖圖13-15 加進(jìn)概率值的操作順序圖加進(jìn)概率值的操作順序圖二）操作順序圖分析法二）操作順序圖分析法3. 3. 校核表評價(jià)法（檢查表法）校核表評價(jià)法（檢查表法）4. 4. 工作環(huán)境指數(shù)評價(jià)法工作環(huán)境指數(shù)評價(jià)法 空間指數(shù)法空間指數(shù)法 可視性指數(shù)可視性指數(shù) 會(huì)話指數(shù)會(huì)話指數(shù) 步行指數(shù)步行指數(shù)5. 5. 海洛德分析評價(jià)法海洛德分析

17、評價(jià)法該方法是分析評價(jià)儀表與控制器的配置和安裝位置對人是否適當(dāng)。該方法是分析評價(jià)儀表與控制器的配置和安裝位置對人是否適當(dāng)。5 51 1 人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)系統(tǒng)例例 題題5 52 2 人機(jī)信息界面的形成人機(jī)信息界面的形成人機(jī)界面是指系統(tǒng)中的人、機(jī)之間相互作用的區(qū)域。人機(jī)界面是指系統(tǒng)中的人、機(jī)之間相互作用的區(qū)域。1）人從顯示器上接受信息）人從顯示器上接受信息2）通過控制器對機(jī)器進(jìn)行控制）通過控制器對機(jī)器進(jìn)行控制5 53 3 顯示器設(shè)計(jì)顯示器設(shè)計(jì)一、顯示器概述一、顯示器概述顯示器分為：顯示器分為： 視覺顯示器：視覺顯示器： 包括各種儀表、信號燈、顯示屏等。包括各種儀表、信號燈、顯示屏等。 聽覺顯示器：聽覺

18、顯示器： 常用的有鈴、常用的有鈴、 蜂鳴器、喇叭、汽笛和哨子等。蜂鳴器、喇叭、汽笛和哨子等。 觸覺顯示器：觸覺顯示器： 如：錢幣上的盲點(diǎn)。如：錢幣上的盲點(diǎn)。顯示器是人機(jī)系統(tǒng)中專門用來向人的感官傳遞顯示器是人機(jī)系統(tǒng)中專門用來向人的感官傳遞信息信息的裝置。的裝置。顯示顯示方式方式傳遞的信息特征傳遞的信息特征顯示顯示方式方式傳遞的信息特征傳遞的信息特征視覺視覺顯示顯示1.1.比較復(fù)雜、抽象的信息或含有科學(xué)技術(shù)術(shù)比較復(fù)雜、抽象的信息或含有科學(xué)技術(shù)術(shù) 語的信息、文字、圖表、公式等語的信息、文字、圖表、公式等2.2.傳遞的信息很長或需要延遲者傳遞的信息很長或需要延遲者3.3.需用方位、距離等空間狀態(tài)說明的

19、信息需用方位、距離等空間狀態(tài)說明的信息4.4.以后有被引用的可能的信息以后有被引用的可能的信息5.5.所處環(huán)境不適合聽覺傳遞的信息所處環(huán)境不適合聽覺傳遞的信息6.6.適合聽覺傳遞，但聽覺負(fù)荷已很重的場合適合聽覺傳遞，但聽覺負(fù)荷已很重的場合7.7.不需要急迫傳遞的信息不需要急迫傳遞的信息8.8.傳遞的信息常需同時(shí)顯示、監(jiān)控傳遞的信息常需同時(shí)顯示、監(jiān)控聽覺聽覺顯示顯示1.1.較短或無需延遲的信息較短或無需延遲的信息2.2.簡單且要求快速傳遞的信息簡單且要求快速傳遞的信息3.3.視覺通道負(fù)荷過重的場合視覺通道負(fù)荷過重的場合4.4.所處環(huán)境不適合視覺通道傳遞的信息所處環(huán)境不適合視覺通道傳遞的信息觸覺觸

20、覺顯示顯示1.1.視、聽覺通道負(fù)荷過重的場合視、聽覺通道負(fù)荷過重的場合2.2.使用視、聽覺通道傳遞信息有困難的場合使用視、聽覺通道傳遞信息有困難的場合3.3.簡單并要求快速傳遞的信息簡單并要求快速傳遞的信息5 53 3 顯示器設(shè)計(jì)顯示器設(shè)計(jì)三、視覺顯示器設(shè)計(jì)三、視覺顯示器設(shè)計(jì)儀表是一種應(yīng)用最廣的信息顯示裝置，其種類很多；儀表是一種應(yīng)用最廣的信息顯示裝置，其種類很多；一）儀表一）儀表直接用直接用數(shù)碼數(shù)碼來顯示機(jī)器有關(guān)的參數(shù)或工作狀態(tài)。來顯示機(jī)器有關(guān)的參數(shù)或工作狀態(tài)。 特點(diǎn)：認(rèn)讀過程簡單、直觀，只要對單一數(shù)字或符號辨認(rèn)識別就可以了。認(rèn)讀特點(diǎn)：認(rèn)讀過程簡單、直觀，只要對單一數(shù)字或符號辨認(rèn)識別就可以了

21、。認(rèn)讀 速度快，精度高，且不易產(chǎn)生視覺疲勞。速度快，精度高，且不易產(chǎn)生視覺疲勞。 應(yīng)用：計(jì)算器、電子表及列車運(yùn)行的時(shí)間顯示屏幕等。應(yīng)用：計(jì)算器、電子表及列車運(yùn)行的時(shí)間顯示屏幕等。按結(jié)構(gòu)形式可分為：按結(jié)構(gòu)形式可分為： 數(shù)字式顯示儀表數(shù)字式顯示儀表 模擬式顯示儀表模擬式顯示儀表 用用模擬量模擬量（刻度和指針）來顯示機(jī)器的有關(guān)參數(shù)和工作狀態(tài)。（刻度和指針）來顯示機(jī)器的有關(guān)參數(shù)和工作狀態(tài)。特點(diǎn)：顯示的信息形象化、直觀，使人對模擬值在全量程范圍內(nèi)所處的位置特點(diǎn)：顯示的信息形象化、直觀，使人對模擬值在全量程范圍內(nèi)所處的位置 一目了然，并能給出偏差量，對于監(jiān)控作業(yè)效果很好。一目了然，并能給出偏差量，對于監(jiān)控

22、作業(yè)效果很好。應(yīng)用：汽車上的油量表、氧氣瓶上的壓力表。應(yīng)用：汽車上的油量表、氧氣瓶上的壓力表。類型：指針運(yùn)動(dòng)式儀表類型：指針運(yùn)動(dòng)式儀表 指針固定式儀表指針固定式儀表按功能分：讀數(shù)用儀表、檢查用儀表、追蹤用儀表、調(diào)節(jié)用儀表等。按功能分：讀數(shù)用儀表、檢查用儀表、追蹤用儀表、調(diào)節(jié)用儀表等。5 53 3 顯示器設(shè)計(jì)顯示器設(shè)計(jì)根據(jù)根據(jù)顯示功能顯示功能和和人的視覺特性人的視覺特性選擇和設(shè)計(jì)。選擇和設(shè)計(jì)。 人的視覺特性：水平移動(dòng)速度大于垂直移動(dòng)速度；從左到右；從上到下。人的視覺特性：水平移動(dòng)速度大于垂直移動(dòng)速度；從左到右；從上到下。 圖圖二）儀表設(shè)計(jì)二）儀表設(shè)計(jì)檢查用顯示1. 1. 儀表形狀儀表形狀一）儀表

23、一）儀表2. 刻度與標(biāo)數(shù)刻度與標(biāo)數(shù)表盤上的刻度線、刻度線間距、文字和數(shù)字尺寸是依據(jù)表盤上的刻度線、刻度線間距、文字和數(shù)字尺寸是依據(jù)視距視距確定的。確定的。刻度線：三級，刻度線：三級，長刻度線長刻度線，中刻度線中刻度線和和小刻度線小刻度線； 5 53 3 顯示器設(shè)計(jì)顯示器設(shè)計(jì) 間距：間距：小刻度線的最小間距為小刻度線的最小間距為 L/600L/600；大刻度線的最小間距為；大刻度線的最小間距為 L/50L/50。 觀察距觀察距離離L (m) 刻度標(biāo)記高度刻度標(biāo)記高度(mm) 字符高度字符高度 (mm) 長刻度線長刻度線 中刻度線中刻度線 短刻度線短刻度線 0.5 5.64.1 2.3 2.3 0

24、.50.9 10.2 7.1 4.3 4.3 0.91.8 19.8 14.3 8.78.71.83.7 40.028.417.3 17.3 3.76.0 66.8 47.528.828.8高度（標(biāo)數(shù)）：參閱表高度（標(biāo)數(shù)）：參閱表14-214-2；寬度：一般取間距大小的寬度：一般取間距大小的5 5-15-15，1010最佳。最佳。二）儀表設(shè)計(jì)二）儀表設(shè)計(jì)5 53 3 顯示器設(shè)計(jì)顯示器設(shè)計(jì)3.表盤尺寸表盤尺寸根據(jù)根據(jù)刻度標(biāo)記的數(shù)量刻度標(biāo)記的數(shù)量以及以及視距視距進(jìn)行設(shè)計(jì)。進(jìn)行設(shè)計(jì)。圓形儀表直徑選取見圓形儀表直徑選取見圖圖14-4。儀表的標(biāo)數(shù)設(shè)計(jì)遵循原則：儀表的標(biāo)數(shù)設(shè)計(jì)遵循原則： 刻度、標(biāo)數(shù)刻度、標(biāo)

25、數(shù)與與指針指針應(yīng)于刻度線應(yīng)于刻度線兩側(cè)兩側(cè)出現(xiàn)；出現(xiàn)； 一般最小刻度不標(biāo)數(shù)，一般最小刻度不標(biāo)數(shù)，最大刻度必須標(biāo)數(shù)最大刻度必須標(biāo)數(shù)，標(biāo)數(shù)進(jìn)級法見表，標(biāo)數(shù)進(jìn)級法見表14-314-3 標(biāo)數(shù)要按順時(shí)針、從左向右、從下向上方向依次增大。標(biāo)數(shù)要按順時(shí)針、從左向右、從下向上方向依次增大。 開窗式的應(yīng)能顯示出開窗式的應(yīng)能顯示出被指示數(shù)字被指示數(shù)字及及前后相鄰數(shù)字前后相鄰數(shù)字，以便看清指示運(yùn)動(dòng)的方向，以便看清指示運(yùn)動(dòng)的方向 和趨勢。和趨勢。 刻度與標(biāo)數(shù)的優(yōu)劣對比見刻度與標(biāo)數(shù)的優(yōu)劣對比見圖圖。優(yōu)優(yōu)中中差差1 12 23 34 45 52 24 46 68 810103 36 69 912125 510101515

26、2020252520204040606080801001004 48 81212161610102020303040405050200200400400600600800800100010001.251.252.52.55 57.57.550501001001501502002002502501515303045456060二）儀表設(shè)計(jì)二）儀表設(shè)計(jì)5 53 3 顯示器設(shè)計(jì)顯示器設(shè)計(jì)5. 5. 儀表的色彩儀表的色彩 指針的形狀、長度和寬度指針的形狀、長度和寬度 形狀：簡潔、明快，以頭部尖，尾部平，中間等寬或狹長三角形為好；形狀：簡潔、明快，以頭部尖，尾部平，中間等寬或狹長三角形為好；圖圖 長度：

27、指針與刻度間距最好為長度：指針與刻度間距最好為12mm，不要重疊、相連。，不要重疊、相連。 寬度：指針針尖寬度寬度：指針針尖寬度 = 最小刻度線寬度最小刻度線寬度 。 指針的零位指針的零位 儀表指針零位一般都在時(shí)鐘儀表指針零位一般都在時(shí)鐘9點(diǎn)或點(diǎn)或12點(diǎn)位置。點(diǎn)位置。 顏色設(shè)計(jì)主要指顏色設(shè)計(jì)主要指表盤表盤、刻度線刻度線、標(biāo)記字符標(biāo)記字符以及以及指針指針的顏色匹配問題。的顏色匹配問題。 設(shè)計(jì)時(shí)，刻度線、標(biāo)記字符以及指針的顏色應(yīng)相同或盡可能協(xié)調(diào)，而與表盤不同。設(shè)計(jì)時(shí)，刻度線、標(biāo)記字符以及指針的顏色應(yīng)相同或盡可能協(xié)調(diào)，而與表盤不同。級次12345678910清晰 程度底色 被襯色 模糊程度底色 被襯

28、色 4. 4. 儀表指針儀表指針二）儀表設(shè)計(jì)二）儀表設(shè)計(jì)5 53 3 顯示器設(shè)計(jì)顯示器設(shè)計(jì)儀表板上的儀表位置設(shè)計(jì)原則如下：儀表板上的儀表位置設(shè)計(jì)原則如下： 按儀表的重要程度排列按儀表的重要程度排列 3 2040 4060 按使用順序排列按使用順序排列 按功能進(jìn)行組合排列按功能進(jìn)行組合排列 按最佳零點(diǎn)方向排列，見按最佳零點(diǎn)方向排列，見圖圖 基本原則：將各儀表的指針基本原則：將各儀表的指針正常位正常位按一定的規(guī)律組合排列成按一定的規(guī)律組合排列成圖案圖案，任何一，任何一 個(gè)表盤的指針偏離了正常位，就破壞了個(gè)表盤的指針偏離了正常位，就破壞了構(gòu)型圖案的完整性構(gòu)型圖案的完整性，極易被人覺察。，極易被人覺察

29、。組合面板形式見組合面板形式見圖圖。6. 儀表面板形式及其布置儀表面板形式及其布置 按視覺特性排列按視覺特性排列 儀表的排列順序和方向應(yīng)遵循人的視覺特性，左上方為最優(yōu)，其次是右上方、儀表的排列順序和方向應(yīng)遵循人的視覺特性，左上方為最優(yōu)，其次是右上方、 左下方，而以右下方為最差。左下方，而以右下方為最差。 按儀表與控制器相合性排列，見按儀表與控制器相合性排列，見圖圖二）儀表設(shè)計(jì)二）儀表設(shè)計(jì)5 53 3 顯示器設(shè)計(jì)顯示器設(shè)計(jì)三）信號顯示設(shè)計(jì)三）信號顯示設(shè)計(jì)信號燈的作用：信號燈的作用：1）發(fā)出指示性信息）發(fā)出指示性信息 2）顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)）顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)遠(yuǎn)距離信號燈：選用空氣散射小、射程較遠(yuǎn)的遠(yuǎn)

30、距離信號燈：選用空氣散射小、射程較遠(yuǎn)的長波紅光長波紅光的信號燈，或選的信號燈，或選 用功率消耗較少的用功率消耗較少的藍(lán)綠光藍(lán)綠光。 信號燈的亮度信號燈的亮度信號燈的亮度要高于背景亮度的信號燈的亮度要高于背景亮度的兩倍兩倍，同時(shí)背景以灰暗無光為好。，同時(shí)背景以灰暗無光為好。 信號燈的顏色信號燈的顏色信號燈常使用信號燈常使用顏色編碼顏色編碼，表示某種含義和提高可辨性。，表示某種含義和提高可辨性。在使用顏色編碼時(shí)，使用顏色過多可能造成混淆和錯(cuò)認(rèn)，一般在使用顏色編碼時(shí)，使用顏色過多可能造成混淆和錯(cuò)認(rèn)，一般不應(yīng)超過不應(yīng)超過1010種種。黃、紫、橙、淺藍(lán)、紅、淺黃、綠、紫紅、藍(lán)、黃粉。黃、紫、橙、淺藍(lán)、紅

31、、淺黃、綠、紫紅、藍(lán)、黃粉。 信號燈設(shè)計(jì)：信號燈設(shè)計(jì)：豐田生產(chǎn)豐田生產(chǎn)5 53 3 顯示器設(shè)計(jì)顯示器設(shè)計(jì) 重要信號燈設(shè)計(jì)重要信號燈設(shè)計(jì)當(dāng)顯示的信息非常重要或較復(fù)雜時(shí)，可通過多種感覺通道或多個(gè)信號燈當(dāng)顯示的信息非常重要或較復(fù)雜時(shí)，可通過多種感覺通道或多個(gè)信號燈復(fù)合復(fù)合顯顯示，以引起特別注意。示，以引起特別注意。 信號燈聽覺或觸覺；信號燈聽覺或觸覺； 使用不同顏色和形狀的信號燈編碼。使用不同顏色和形狀的信號燈編碼。信號燈的形狀及其標(biāo)記應(yīng)與其信號燈的形狀及其標(biāo)記應(yīng)與其邏輯含義邏輯含義相符。相符。 如：如： 代表方向；代表方向； 或或 表示禁止；表示禁止； ！表示警覺、危險(xiǎn)等。表示警覺、危險(xiǎn)等。需要引

32、起注意的信號可采用需要引起注意的信號可采用閃光閃光信號，頻率：信號，頻率：0.670.671.67HZ1.67HZ 方式：明滅、明暗、似動(dòng)式。方式：明滅、明暗、似動(dòng)式。信號燈與背景亮度對比較差時(shí)或信息緊急時(shí)，可適當(dāng)提高閃光頻率（信號燈與背景亮度對比較差時(shí)或信息緊急時(shí)，可適當(dāng)提高閃光頻率（101020HZ20HZ）。）。 信號燈形狀、標(biāo)記設(shè)計(jì)信號燈形狀、標(biāo)記設(shè)計(jì) 三）信號顯示設(shè)計(jì)三）信號顯示設(shè)計(jì)5 53 3 顯示器設(shè)計(jì)顯示器設(shè)計(jì)四）四） 熒光屏設(shè)計(jì)熒光屏設(shè)計(jì) 既能顯示圖形、符號、信號，又能顯示文字；既能追蹤顯示，又能顯示多媒體既能顯示圖形、符號、信號，又能顯示文字；既能追蹤顯示，又能顯示多媒體

33、的圖文動(dòng)態(tài)畫面。的圖文動(dòng)態(tài)畫面。在熒光屏上顯示視覺信息，如：電視屏幕、計(jì)算機(jī)顯示器、示波器等。在熒光屏上顯示視覺信息，如：電視屏幕、計(jì)算機(jī)顯示器、示波器等。 亮度：一般亮度：一般不超過不超過34 cd/m34 cd/m2 2 呈現(xiàn)時(shí)間：在呈現(xiàn)時(shí)間：在0.01-10s0.01-10s內(nèi)內(nèi) 視認(rèn)度與之成正比；視認(rèn)度與之成正比；0.5s0.5s可基本滿足要求，在可基本滿足要求，在2 23s3s可較好滿足要求?？奢^好滿足要求。 運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)比靜止目標(biāo)易于察覺，但難以看清，目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度越大，視覺辨認(rèn)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)比靜止目標(biāo)易于察覺，但難以看清，目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度越大，視覺辨認(rèn) 效率越低。效率越低。 1 1）熒光屏的

34、顯示特征）熒光屏的顯示特征 2 2）目標(biāo)的亮度、呈現(xiàn)時(shí)間）目標(biāo)的亮度、呈現(xiàn)時(shí)間 3 3）目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度）目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度 5 53 3 顯示器設(shè)計(jì)顯示器設(shè)計(jì) 5）目標(biāo)與背景的亮度關(guān)系）目標(biāo)與背景的亮度關(guān)系 6 6）屏面的形狀與尺寸）屏面的形狀與尺寸 形狀：矩形和圓形兩種。形狀：矩形和圓形兩種。 尺寸：與視距有關(guān)。尺寸：與視距有關(guān)。 大?。涸酱笤揭撞煊X，但受空間所限應(yīng)有一個(gè)適宜大小。大?。涸酱笤揭撞煊X，但受空間所限應(yīng)有一個(gè)適宜大小。 形狀：不同形狀，其辨認(rèn)效率不同。形狀：不同形狀，其辨認(rèn)效率不同。 一般次序：三角形、圓形、梯形、方形、長方形、橢圓形、十字形。一般次序：三角形、圓形、梯形、方形、長方

35、形、橢圓形、十字形。顏色：計(jì)算機(jī)熒光屏絕大多數(shù)用綠色作目標(biāo)。顏色：計(jì)算機(jī)熒光屏絕大多數(shù)用綠色作目標(biāo)。亮度對比度亮度對比度目標(biāo)亮度背景亮度目標(biāo)亮度背景亮度背景亮度背景亮度4 4）目標(biāo)的形狀、大小和顏色）目標(biāo)的形狀、大小和顏色四）熒光屏設(shè)計(jì)四）熒光屏設(shè)計(jì)5 53 3 顯示器設(shè)計(jì)顯示器設(shè)計(jì)二、聽覺顯示器設(shè)計(jì)二、聽覺顯示器設(shè)計(jì)1. 聽覺信息傳示裝置聽覺信息傳示裝置聽覺顯示器分兩大類：聽覺顯示器分兩大類： 1）聽覺信息傳示裝置）聽覺信息傳示裝置 2）言語傳示裝置）言語傳示裝置利用利用示警信號示警信號（聲音）來傳達(dá)信息。（聲音）來傳達(dá)信息。特點(diǎn)：可特點(diǎn)：可快速快速有效的傳遞簡單和短促的信息，反應(yīng)快、方向不

36、受限制。有效的傳遞簡單和短促的信息，反應(yīng)快、方向不受限制。 特別適合特別適合緊急情況緊急情況下使用。下使用。 聽覺信息傳示裝置的用途很廣，根據(jù)聽覺信息傳示裝置的用途很廣，根據(jù)聲壓級聲壓級及及頻率頻率高低，常用的有：蜂鳴高低，常用的有：蜂鳴器、鈴、角笛和汽笛、警報(bào)器；器、鈴、角笛和汽笛、警報(bào)器；聽覺顯示器是利用聲音通過人的聽覺顯示器是利用聲音通過人的聽覺通道聽覺通道向人傳遞信息的裝置。向人傳遞信息的裝置。5 53 3 顯示器設(shè)計(jì)顯示器設(shè)計(jì)2. 言語傳示裝置言語傳示裝置 在有背景噪聲的場合，音響傳示裝置的頻率選擇在噪聲掩蔽效應(yīng)最小的范圍內(nèi)。在有背景噪聲的場合，音響傳示裝置的頻率選擇在噪聲掩蔽效應(yīng)最

37、小的范圍內(nèi)。 使用斷續(xù)的或音調(diào)有高低變化的聲音信號，更能引起人的注意。最好組成視、使用斷續(xù)的或音調(diào)有高低變化的聲音信號，更能引起人的注意。最好組成視、 聽雙重報(bào)警信號。聽雙重報(bào)警信號。 音響信號傳播距離遠(yuǎn)和穿越障礙物時(shí)，應(yīng)加大聲波強(qiáng)度，使用較低的頻率。音響信號傳播距離遠(yuǎn)和穿越障礙物時(shí)，應(yīng)加大聲波強(qiáng)度，使用較低的頻率。 注意音響裝置的多少，避免各信號間的相互干擾。注意音響裝置的多少，避免各信號間的相互干擾。用用語言語言在人與機(jī)器之間傳遞信息，使其具有一定的表達(dá)能力。在人與機(jī)器之間傳遞信息，使其具有一定的表達(dá)能力。特點(diǎn)：可以更為細(xì)致、明確地指導(dǎo)操作者的各種操作行為。特點(diǎn)：可以更為細(xì)致、明確地指導(dǎo)操

38、作者的各種操作行為。應(yīng)用：無線電廣播、電視、電話、報(bào)話機(jī)和對話器及其它錄音、放音的電聲裝置。應(yīng)用：無線電廣播、電視、電話、報(bào)話機(jī)和對話器及其它錄音、放音的電聲裝置。聽覺信息傳示裝置的選擇原則聽覺信息傳示裝置的選擇原則二、聽覺顯示器設(shè)計(jì)二、聽覺顯示器設(shè)計(jì)1. 聽覺信息傳示裝置聽覺信息傳示裝置 1 1）語言清晰度語言清晰度 對言語信號的要求：語言清晰；對言語信號的要求：語言清晰； 語言清晰度與主觀感覺的關(guān)系參閱語言清晰度與主觀感覺的關(guān)系參閱表表14-814-8。2 2）語言的強(qiáng)度語言的強(qiáng)度語言的強(qiáng)度直接影響言語清晰度，語言的強(qiáng)度與清晰度的關(guān)系見語言的強(qiáng)度直接影響言語清晰度，語言的強(qiáng)度與清晰度的關(guān)系

39、見圖圖14-1114-11。3 3）噪聲對言語傳示的影響噪聲對言語傳示的影響噪聲將影響言語傳示的清晰度，因此噪聲將影響言語傳示的清晰度，因此 信躁比信躁比S/NS/N（平均言語功率（平均言語功率/ /平均噪聲功率平均噪聲功率） 6，通話效果才能滿意。，通話效果才能滿意。 噪聲的不同頻率對語音有不同的掩蔽作用。噪聲的不同頻率對語音有不同的掩蔽作用。言語傳示裝置設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：言語傳示裝置設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：5 53 3 顯示器設(shè)計(jì)顯示器設(shè)計(jì)二、聽覺顯示器設(shè)計(jì)二、聽覺顯示器設(shè)計(jì)2. 言語傳示裝置言語傳示裝置語言清晰度語言清晰度75%語言的強(qiáng)度：語言的強(qiáng)度：6080dB 顯示內(nèi)容較多時(shí)，采用一個(gè)

40、言語傳示裝置即可。顯示內(nèi)容較多時(shí)，采用一個(gè)言語傳示裝置即可。 更適于指導(dǎo)檢修和故障處理工作，引導(dǎo)操作者操作。更適于指導(dǎo)檢修和故障處理工作，引導(dǎo)操作者操作。 適用于追蹤操作中。適用于追蹤操作中。 在非職業(yè)性的領(lǐng)域中，言語傳示裝置更符合人們習(xí)慣。在非職業(yè)性的領(lǐng)域中，言語傳示裝置更符合人們習(xí)慣。5 53 3 顯示器設(shè)計(jì)顯示器設(shè)計(jì)言語傳示裝置的選擇原則言語傳示裝置的選擇原則二、聽覺顯示器設(shè)計(jì)二、聽覺顯示器設(shè)計(jì)2. 言語傳示裝置言語傳示裝置習(xí) 題生活中常見的水表顯示裝置的形式如下圖。試分析其是否符合顯示裝置設(shè)計(jì)的人生活中常見的水表顯示裝置的形式如下圖。試分析其是否符合顯示裝置設(shè)計(jì)的人因?qū)W原則。因?qū)W原則。

41、 5 54 4 控制器設(shè)計(jì)控制器設(shè)計(jì)一、控制器的定義及其種類一、控制器的定義及其種類 控制器：是操作者（人）用以將信息傳遞給機(jī)器，使之執(zhí)行控制功能，實(shí)現(xiàn)控制器：是操作者（人）用以將信息傳遞給機(jī)器，使之執(zhí)行控制功能，實(shí)現(xiàn)調(diào)整，改變機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)的裝置。調(diào)整，改變機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)的裝置。 按按操縱的身體部位操縱的身體部位不同，分為三大類：不同，分為三大類：1）手動(dòng)控制器：最常見的一類控制器。）手動(dòng)控制器：最常見的一類控制器。 旋鈕式旋鈕式 旋鈕、搖柄等旋鈕、搖柄等 按按操縱的運(yùn)動(dòng)方式操縱的運(yùn)動(dòng)方式又可分為又可分為 移動(dòng)式移動(dòng)式 操縱桿、手柄操縱桿、手柄 按壓式按壓式 按鈕、按鍵等按鈕、按鍵等2）腳動(dòng)控制

42、器：腳動(dòng)控制器主要有兩種，腳踏板和腳踏鈕。）腳動(dòng)控制器：腳動(dòng)控制器主要有兩種，腳踏板和腳踏鈕。3）其它控制器：包含語言控制器、膝控制器以及其它非身體部位控制的控制器。）其它控制器：包含語言控制器、膝控制器以及其它非身體部位控制的控制器。 如：聲控、光控等。如：聲控、光控等。2.2.控制器的種類控制器的種類1.1.定義定義各類控制器的形狀各類控制器的形狀圖圖14-12，常用控制器的特征參閱表，常用控制器的特征參閱表14-10二、控制器設(shè)計(jì)二、控制器設(shè)計(jì) 2. 控制器編碼方式控制器編碼方式 控制器的設(shè)計(jì)要控制器的設(shè)計(jì)要適應(yīng)人體運(yùn)動(dòng)適應(yīng)人體運(yùn)動(dòng)的特征。的特征。 盡量設(shè)計(jì)多功能控制器，并把顯示器與控制

43、器有機(jī)結(jié)合起來。盡量設(shè)計(jì)多功能控制器，并把顯示器與控制器有機(jī)結(jié)合起來。 如圖如圖 利用利用編碼編碼提高控制器的辨認(rèn)和記憶。提高控制器的辨認(rèn)和記憶。 控制器要能避免控制器要能避免偶發(fā)啟動(dòng)偶發(fā)啟動(dòng)（無意識的誤操作）而引起的危險(xiǎn)。（無意識的誤操作）而引起的危險(xiǎn)。 盡量利用盡量利用控制器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)控制器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或或借助操作者體位的重力借助操作者體位的重力進(jìn)行控制。進(jìn)行控制。 控制器控制器操縱方向操縱方向應(yīng)與預(yù)期的應(yīng)與預(yù)期的功能方向功能方向相一致。相一致。 控制器控制器編碼：使每一個(gè)控制器都有自己的特征和符號，以便于操作者識別，編碼：使每一個(gè)控制器都有自己的特征和符號，以便于操作者識別， 防止誤操作。

44、防止誤操作。5 54 4 控制器設(shè)計(jì)控制器設(shè)計(jì)5 54 4 控制器設(shè)計(jì)控制器設(shè)計(jì)2. 控制器編碼方式控制器編碼方式1）形狀編碼形狀編碼 form coding 2）位置編碼位置編碼 space coding 應(yīng)用人的應(yīng)用人的視覺視覺和和觸覺觸覺辨認(rèn)的編碼方法；辨認(rèn)的編碼方法； 要求要求: : 1 1）形狀編碼應(yīng)盡量簡單易識別。）形狀編碼應(yīng)盡量簡單易識別。 2 2）控制器的形狀要盡量反映其功能要求）控制器的形狀要盡量反映其功能要求, , 從而使人能由控制器的形狀聯(lián)從而使人能由控制器的形狀聯(lián) 想到其用途，并便于形象記憶；想到其用途，并便于形象記憶；飛機(jī)控制器形狀編碼飛機(jī)控制器形狀編碼圖圖14-13

45、14-13。 3 3）對于操作緊張，視覺負(fù)荷較重的作業(yè)，控制器的形狀應(yīng)能在不同目視）對于操作緊張，視覺負(fù)荷較重的作業(yè)，控制器的形狀應(yīng)能在不同目視 或不用眼睛，甚至戴手套的情況下，單靠觸覺也能分辨清楚?；虿挥醚劬?，甚至戴手套的情況下，單靠觸覺也能分辨清楚。 見見圖圖14-1414-14和和14-1514-15當(dāng)不用眼睛而僅用手摸開關(guān)進(jìn)行操作時(shí)當(dāng)不用眼睛而僅用手摸開關(guān)進(jìn)行操作時(shí), , 垂直排列的準(zhǔn)確性優(yōu)于水平排列垂直排列的準(zhǔn)確性優(yōu)于水平排列。當(dāng)垂直排列時(shí)當(dāng)垂直排列時(shí), , 控制器間距控制器間距12cm 12cm 左右為好；水平排列時(shí)左右為好；水平排列時(shí), , 其間距要更大些。其間距要更大些。例如例

46、如, , 汽車上的離合器汽車上的離合器, , 制動(dòng)器和加速器的踏板；計(jì)算機(jī)鍵盤中各鍵位置。制動(dòng)器和加速器的踏板；計(jì)算機(jī)鍵盤中各鍵位置。5 54 4 控制器設(shè)計(jì)控制器設(shè)計(jì)5）標(biāo)記編碼）標(biāo)記編碼 label coding4）顏色編碼顏色編碼 color coding顏色編碼一般不單獨(dú)使用顏色編碼一般不單獨(dú)使用, , 要與形狀或大小等編碼組合使用。要與形狀或大小等編碼組合使用。 顏色只能靠顏色只能靠視覺視覺辨認(rèn)辨認(rèn), , 并且要求比較好的照明條件；并且要求比較好的照明條件； 人眼雖然能辨別很多的顏色人眼雖然能辨別很多的顏色, , 但用于控制器的顏色但用于控制器的顏色, , 一般只是一般只是紅、橙、黃

47、、藍(lán)、紅、橙、黃、藍(lán)、綠綠五種。色調(diào)多了五種。色調(diào)多了, , 易混淆。易混淆。在控制器上或其側(cè)旁在控制器上或其側(cè)旁, , 用用文字文字或某種或某種符號符號標(biāo)明其功能。標(biāo)明其功能。用在控制器數(shù)量很多，而形狀又難以區(qū)分時(shí)。用在控制器數(shù)量很多，而形狀又難以區(qū)分時(shí)。需要一定的空間和較好的照明條件需要一定的空間和較好的照明條件, , 并要求標(biāo)號簡明易辨。并要求標(biāo)號簡明易辨。3 3）尺寸編碼）尺寸編碼 size coding使用使用大、中、小大、中、小三種尺寸三種尺寸, , 各級之間尺寸要各級之間尺寸要相差相差2020以上。以上。 尺寸編碼往往與形狀編碼一起使用。尺寸編碼往往與形狀編碼一起使用。2. 控制

48、器編碼方式控制器編碼方式5 54 4 控制器設(shè)計(jì)控制器設(shè)計(jì)3. 控制器的阻力控制器的阻力作用作用: : 提高操作的準(zhǔn)確性、平穩(wěn)性以及向操作者提供反饋信息，以判斷操縱提高操作的準(zhǔn)確性、平穩(wěn)性以及向操作者提供反饋信息，以判斷操縱是否被執(zhí)行，同時(shí)防止控制器被意外碰撞而引起的偶發(fā)啟動(dòng)。是否被執(zhí)行，同時(shí)防止控制器被意外碰撞而引起的偶發(fā)啟動(dòng)?？刂破鞯淖钚〔僮髯枇蓞⒖急砜刂破鞯淖钚〔僮髯枇蓞⒖急?-12。6）操作方法編碼）操作方法編碼 operation coding通過來自通過來自不同操作方法不同操作方法產(chǎn)生的產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)感覺差異運(yùn)動(dòng)感覺差異來識別控制器的方法。來識別控制器的方法。很少單獨(dú)使用，且不用于

49、時(shí)間緊迫和準(zhǔn)確度高的控制場合。很少單獨(dú)使用，且不用于時(shí)間緊迫和準(zhǔn)確度高的控制場合。具體編碼時(shí)，可以根據(jù)需要采取一種或幾種方式組合。具體編碼時(shí)，可以根據(jù)需要采取一種或幾種方式組合。 2. 控制器編碼方式控制器編碼方式5 54 4 控制器設(shè)計(jì)控制器設(shè)計(jì)4. 控制器的偶發(fā)啟動(dòng)控制器的偶發(fā)啟動(dòng)避免偶發(fā)啟動(dòng)的措施：避免偶發(fā)啟動(dòng)的措施：1 1）將控制器安裝在）將控制器安裝在陷入控制板的凹槽內(nèi)陷入控制板的凹槽內(nèi)；2 2）在控制器上）在控制器上加保護(hù)罩加保護(hù)罩；3 3）將控制器安裝在）將控制器安裝在不易被碰撞的位置不易被碰撞的位置；4 4）使控制器的運(yùn)動(dòng)方向向著最不可能發(fā)生意外用力的方向；）使控制器的運(yùn)動(dòng)方向

50、向著最不可能發(fā)生意外用力的方向；5 5）操作者必須）操作者必須連續(xù)做兩種操作運(yùn)動(dòng)連續(xù)做兩種操作運(yùn)動(dòng)，控制器才被啟動(dòng)，而且兩種操，控制器才被啟動(dòng)，而且兩種操作的運(yùn)動(dòng)方向不同；作的運(yùn)動(dòng)方向不同；6 6）一組控制器必須按正確的順序操作時(shí)才啟動(dòng)，彼此之間具有）一組控制器必須按正確的順序操作時(shí)才啟動(dòng)，彼此之間具有連鎖連鎖作用。作用。7 7）適當(dāng)）適當(dāng)增大增大控制器的控制器的操作阻力操作阻力。5. 控制器設(shè)計(jì)控制器設(shè)計(jì)控制器設(shè)計(jì)要符合人體測量學(xué)、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)以及生物力學(xué)、生理學(xué)等方面的特性?？刂破髟O(shè)計(jì)要符合人體測量學(xué)、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)以及生物力學(xué)、生理學(xué)等方面的特性。5 54 4 控制器設(shè)計(jì)控制器設(shè)計(jì)1）手動(dòng)控制器設(shè)

51、計(jì)）手動(dòng)控制器設(shè)計(jì) 手把的形狀便于觸覺對其進(jìn)行識別，見手把的形狀便于觸覺對其進(jìn)行識別，見圖圖（1 1）操縱手把的設(shè)計(jì)）操縱手把的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)合理的手把，應(yīng)考慮：設(shè)計(jì)合理的手把，應(yīng)考慮： 手把的形狀應(yīng)與手的生理特點(diǎn)相適應(yīng)，見手把的形狀應(yīng)與手的生理特點(diǎn)相適應(yīng)，見圖圖 尺寸應(yīng)符合人手尺度的需要尺寸應(yīng)符合人手尺度的需要 手把的尺寸必須考慮手幅長度、手握粗度、握持狀態(tài)和觸覺的舒適性。手把的尺寸必須考慮手幅長度、手握粗度、握持狀態(tài)和觸覺的舒適性。 各種不同手把的握持狀態(tài)見各種不同手把的握持狀態(tài)見圖圖5 54 4 控制器設(shè)計(jì)控制器設(shè)計(jì)（3 3）操縱桿的尺寸）操縱桿的尺寸手臂的操縱力：手臂的操縱力：（2）適宜的用

52、力范圍適宜的用力范圍長度：應(yīng)根據(jù)設(shè)定的位移量、操縱力等確定。長度：應(yīng)根據(jù)設(shè)定的位移量、操縱力等確定。（1 1）適宜的操縱力）適宜的操縱力腳的操縱力：腳的操縱力：腳產(chǎn)生的力的大小與下肢的腳產(chǎn)生的力的大小與下肢的位置、姿勢位置、姿勢和和方向方向有關(guān)。一般，腳力控制器的操有關(guān)。一般，腳力控制器的操縱力最大不應(yīng)超過縱力最大不應(yīng)超過264N，否則易疲勞。需要快速操縱的踏板，用力應(yīng)減少，否則易疲勞。需要快速操縱的踏板，用力應(yīng)減少到到20N。2）腳動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)）腳動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)1）手動(dòng)控制器設(shè)計(jì)）手動(dòng)控制器設(shè)計(jì)5 54 4 控制器設(shè)計(jì)控制器設(shè)計(jì)（2 2）腳動(dòng)控制器形式）腳動(dòng)控制器形式 腳踏板腳踏板: :

53、用于操縱力較用于操縱力較大大，提供一定速度時(shí)。，提供一定速度時(shí)。 腳踏鈕：用于操縱力較腳踏鈕：用于操縱力較小小，不需連續(xù)控制，但需經(jīng)常動(dòng)作的場合。，不需連續(xù)控制，但需經(jīng)常動(dòng)作的場合。 腳踏板結(jié)構(gòu)腳踏板結(jié)構(gòu)形式形式：見：見圖圖、見、見圖圖； 腳踏鈕結(jié)構(gòu)腳踏鈕結(jié)構(gòu)形式形式：見：見圖圖（3 3）腳動(dòng)控制器的尺寸）腳動(dòng)控制器的尺寸 踏板：寬度：大于踏板：寬度：大于25mm25mm； 長度：長度：7575300mm300mm；踏下行程：；踏下行程：131365mm65mm； 表面要有防滑齒紋。表面要有防滑齒紋。 踏鈕：直徑為踏鈕：直徑為505080 mm80 mm，行程為，行程為121260mm60mm

54、。2）腳動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)）腳動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)5 54 4 控制器設(shè)計(jì)控制器設(shè)計(jì)三、控制與顯示相合性三、控制與顯示相合性2. 2. 控制與顯示的相合性控制與顯示的相合性1. 控制顯示比（控制顯示比（C/D ）控制顯示比是控制器和顯示器控制顯示比是控制器和顯示器移動(dòng)量移動(dòng)量之比，即之比，即C/DC/D。控制與顯示相合性是指機(jī)器、設(shè)備的控制器與顯示器之間的控制與顯示相合性是指機(jī)器、設(shè)備的控制器與顯示器之間的聯(lián)用關(guān)系聯(lián)用關(guān)系。C/D C/D 靈敏度低靈敏度低 C/D C/D 靈敏度高靈敏度高 圖圖14-2614-26控制器的調(diào)節(jié)：粗調(diào)、精調(diào)。控制器的調(diào)節(jié)：粗調(diào)、精調(diào)。 最佳最佳C/DC/D比比 圖圖14-

55、2714-27 根據(jù)人的生理與心理特征，人對控制器與顯示器的根據(jù)人的生理與心理特征，人對控制器與顯示器的運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)方向有一定的習(xí)有一定的習(xí)慣定式，這個(gè)慣定式，這個(gè)習(xí)慣定式隨二者的習(xí)慣定式隨二者的相對位置相對位置、運(yùn)動(dòng)方式運(yùn)動(dòng)方式等因素不同而改變。等因素不同而改變。5 54 4 控制器設(shè)計(jì)控制器設(shè)計(jì)1 1） 控制與顯示的控制與顯示的運(yùn)動(dòng)相合性運(yùn)動(dòng)相合性 在同一平面上的在同一平面上的旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)式控制器與控制器與旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)式顯示器最佳運(yùn)動(dòng)顯示器最佳運(yùn)動(dòng)相合性相合性。 在同一平面上的在同一平面上的旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)式控制器與控制器與直線型直線型顯示器最佳運(yùn)動(dòng)顯示器最佳運(yùn)動(dòng)相合性相合性。 運(yùn)動(dòng)相合性設(shè)計(jì)應(yīng)遵循

56、的原則運(yùn)動(dòng)相合性設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則5 54 4 控制器設(shè)計(jì)控制器設(shè)計(jì)1 1） 控制與顯示的控制與顯示的運(yùn)動(dòng)相合性運(yùn)動(dòng)相合性 在在不同平面上不同平面上的控的控制器與顯示器的最佳制器與顯示器的最佳運(yùn)動(dòng)相合性。運(yùn)動(dòng)相合性。 運(yùn)動(dòng)相合性設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則運(yùn)動(dòng)相合性設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則5 54 4 控制器設(shè)計(jì)控制器設(shè)計(jì)三、控制與顯示相合性三、控制與顯示相合性 2） 控制與顯示的空間相合性控制與顯示的空間相合性 控制器應(yīng)盡可能靠近相聯(lián)系的顯示器，并配置于顯示器的控制器應(yīng)盡可能靠近相聯(lián)系的顯示器，并配置于顯示器的正下方正下方或或右側(cè)右側(cè)。 所有控制器置于所有顯示器下方也是可行的，但兩者排列順序必須完全一致。所有控制

57、器置于所有顯示器下方也是可行的，但兩者排列順序必須完全一致。 圖圖 具體的布置應(yīng)根據(jù)身體尺寸、視覺特性和上肢作業(yè)范圍等。具體的布置應(yīng)根據(jù)身體尺寸、視覺特性和上肢作業(yè)范圍等。同心成層旋鈕同心成層旋鈕對于控制器與顯示器空間位置配合很差的系統(tǒng)，為改善其配合狀況，對于控制器與顯示器空間位置配合很差的系統(tǒng)，為改善其配合狀況，可采用如下補(bǔ)救辦法：可采用如下補(bǔ)救辦法： 在相關(guān)的控制器與顯示器之間在相關(guān)的控制器與顯示器之間連以易于識別的線連以易于識別的線； 將相關(guān)的控制器與顯示器采用將相關(guān)的控制器與顯示器采用相同的顏色編碼相同的顏色編碼。例例 題題 作業(yè)者通過觀察顯示器作業(yè)者通過觀察顯示器A、B，用左手操縱控

58、制器，用左手操縱控制器C，用右，用右手操縱控制器手操縱控制器D，試問：現(xiàn)行布置是否合理，為什么？如，試問：現(xiàn)行布置是否合理，為什么？如何改進(jìn)？何改進(jìn)？設(shè)備重要度使用頻率綜合評價(jià)A2510B3824C4312D8432A AB BC CD D汽車飲料架設(shè)計(jì)如何？練習(xí)某小型零件裝配線上坐姿工作的工作臺(tái)為一類似于辦公桌的矩形工作臺(tái)某小型零件裝配線上坐姿工作的工作臺(tái)為一類似于辦公桌的矩形工作臺(tái)，工作工作臺(tái)的臺(tái)的一側(cè)一側(cè)為輸送待裝件的輸送帶。工作臺(tái)上有多種零件及工具沿工作臺(tái)長度方為輸送待裝件的輸送帶。工作臺(tái)上有多種零件及工具沿工作臺(tái)長度方向一字?jǐn)[開。試分析此工作場地布置不足之處并提出改進(jìn)建議。向一字?jǐn)[開

59、。試分析此工作場地布置不足之處并提出改進(jìn)建議。 案例案例 考慮人因工程學(xué)的橢圓機(jī)設(shè)計(jì)考慮人因工程學(xué)的橢圓機(jī)設(shè)計(jì)橢圓機(jī)是利用人體慢走、快走或跑步時(shí)，腳踝的運(yùn)動(dòng)軌跡近似于橢圓形的原理，通過一定的機(jī)構(gòu)，使踏板以一橢圓軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，以踏板所形成的橢圓軌跡來引導(dǎo)使用者腳部的運(yùn)動(dòng)，使橢圓機(jī)的健身動(dòng)作與人的自然跨步相吻合；在整個(gè)健身運(yùn)動(dòng)的過程中，腳部不會(huì)完全離開踏板，故不產(chǎn)生對膝關(guān)節(jié)大的沖擊，并能同時(shí)運(yùn)動(dòng)上下肢肌肉群，被看作是近幾年有氧運(yùn)動(dòng)器材的一項(xiàng)突破，是健身器材的主要產(chǎn)品。b兩兩種種不不同同結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式的的橢橢圓圓機(jī)機(jī)1.1.橢圓機(jī)的基本要求為：橢圓機(jī)的基本要求為：1 1）踏板所形成的軌跡與鍛煉者自

60、然跨步時(shí)腳踝的軌跡盡可能一致，同時(shí)兼顧鍛）踏板所形成的軌跡與鍛煉者自然跨步時(shí)腳踝的軌跡盡可能一致，同時(shí)兼顧鍛煉者的快走、慢跑、快跑等不同速度運(yùn)動(dòng)時(shí)的情況；煉者的快走、慢跑、快跑等不同速度運(yùn)動(dòng)時(shí)的情況；2 2）把手所形成的軌跡與鍛煉者在上述情況下運(yùn)動(dòng)時(shí)手的軌跡盡可能一致；）把手所形成的軌跡與鍛煉者在上述情況下運(yùn)動(dòng)時(shí)手的軌跡盡可能一致；3 3）橢圓機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸符合鍛煉者的人體尺寸；）橢圓機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸符合鍛煉者的人體尺寸；4 4）設(shè)計(jì)合適的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)參數(shù)，保證橢圓機(jī)運(yùn)動(dòng)慣性順暢；）設(shè)計(jì)合適的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)參數(shù)，保證橢圓機(jī)運(yùn)動(dòng)慣性順暢；5 5）橢圓機(jī)的運(yùn)動(dòng)負(fù)載符合生物力學(xué)原理，并且可以準(zhǔn)確調(diào)節(jié)、顯