人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)-me 課件

人機(jī)工程學(xué)教師：廖敏人機(jī)工程學(xué)教師：廖敏215九月2023第四章人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)4.1肌肉4.2骨和關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)4.3人體運(yùn)動(dòng)特征4.4人的操作動(dòng)作分析4.5控制設(shè)計(jì)205八月2023第四章人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)4.1肌315九月20234.1肌肉4.1.1肌肉的生理特征1.肌肉結(jié)構(gòu)305八月20234.1肌肉4.1.1肌肉的生理特征415九月20234.1.1肌肉的生理特征2.肌肉收縮粗微絲（肌球蛋白）和細(xì)微絲（肌動(dòng)蛋白）和兩端的彈性成分構(gòu)成一個(gè)收縮系統(tǒng)。405八月20234.1.1肌肉的生理特征2.肌肉收515九月20234.1.1肌肉的生理特征3.肌肉收縮的代謝過程505八月20234.1.1肌肉的生理特征3.肌肉收615九月20234.1.1肌肉的生理特征4.肌肉活動(dòng)強(qiáng)度的測量通常采用肌電圖（Electromyography，EMG）來對肌肉活動(dòng)進(jìn)行測量。肌電圖就是通過放大的肌肉電活動(dòng)來測量肌肉活動(dòng)的記錄。運(yùn)動(dòng)單位電位肌電圖605八月20234.1.1肌肉的生理特征4.肌肉活715九月20234.1.2肌肉收縮的神經(jīng)控制1.肌肉收縮與神經(jīng)控制

肌肉收縮取決于肌纖維收縮，而肌纖維收縮是由神經(jīng)沖動(dòng)引起的。

肌肉的神經(jīng)控制是通過聯(lián)系肌肉和中樞神經(jīng)的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)和感覺神經(jīng)來實(shí)現(xiàn)的。705八月20234.1.2肌肉收縮的神經(jīng)控制1.肌815九月20234.1.2肌肉收縮的神經(jīng)控制2.反射（1）反射（Reflex）就是在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的參與下，機(jī)體對外界刺激所作的有規(guī)律的反應(yīng)。反射弧805八月20234.1.2肌肉收縮的神經(jīng)控制2.反915九月20235.1.2肌肉收縮的神經(jīng)控制2.反射（2）反射過程。刺激感受器神經(jīng)沖動(dòng)反射中樞運(yùn)動(dòng)指令效應(yīng)器動(dòng)作大腦皮層感受體驗(yàn)905八月20235.1.2肌肉收縮的神經(jīng)控制2.反1015九月20234.1.3肌肉施力1.動(dòng)態(tài)肌肉施力和靜態(tài)肌肉施力（1）基本名詞肌肉收縮產(chǎn)生肌力，肌力可以作用于骨，然后通過人體結(jié)構(gòu)再作用于其他物體上，這個(gè)過程稱為肌肉施力。

動(dòng)態(tài)肌肉施力就是肌肉運(yùn)動(dòng)時(shí)收縮和舒張交替改變；

靜態(tài)肌肉施力則是持續(xù)保持收縮狀態(tài)的肌肉運(yùn)動(dòng)形式。1005八月20234.1.3肌肉施力1.動(dòng)態(tài)肌肉施1115九月20234.1.3肌肉施力1.動(dòng)態(tài)肌肉施力和靜態(tài)肌肉施力（2）區(qū)別肌肉施力動(dòng)態(tài)肌肉施力和靜態(tài)肌肉施力區(qū)別：施力方式的根本區(qū)別在于它們對血液流動(dòng)的影響。1105八月20234.1.3肌肉施力1.動(dòng)態(tài)肌肉施1215九月20234.1.3肌肉施力2.肌肉施力靜態(tài)施力的生理效應(yīng)在靜態(tài)作業(yè)的情況下，與動(dòng)態(tài)施力相比較，靜態(tài)施力會(huì)造成能量消耗加大，肌肉酸痛，心率加快和恢復(fù)期延長等現(xiàn)象。1205八月20234.1.3肌肉施力2.肌肉施力靜1315九月20234.1.3肌肉施力2.肌肉施力靜態(tài)施力的生理效應(yīng)在靜態(tài)作業(yè)的情況下，與動(dòng)態(tài)施力相比較，靜態(tài)施力會(huì)造成能量消耗加大，肌肉酸痛，心率加快和恢復(fù)期延長等現(xiàn)象。1305八月20234.1.3肌肉施力2.肌肉施力靜1415九月20234.1.3肌肉施力2.肌肉施力靜態(tài)施力的生理效應(yīng)靜態(tài)作業(yè)與人體癥狀如下：1405八月20234.1.3肌肉施力2.肌肉施力靜1515九月20234.1.3肌肉施力2.肌肉施力靜態(tài)施力的生理效應(yīng)舉例：銑工鉆工1505八月20234.1.3肌肉施力2.肌肉施力靜1615九月20234.1.3肌肉施力3.肌肉施力靜態(tài)施力極限

在設(shè)計(jì)作業(yè)動(dòng)作的時(shí)候，首先應(yīng)該盡量減少靜態(tài)施力產(chǎn)生，肌肉施力大小應(yīng)該低于肌肉最大肌力的15%。1605八月20234.1.3肌肉施力3.肌肉施力1715九月20234.1.3肌肉施力4.減少靜態(tài)施力的設(shè)計(jì)減少靜態(tài)施力最重要的就是要避免不“自然”的身體姿勢。1705八月20234.1.3肌肉施力4.減少靜態(tài)施1815九月20234.1.3肌肉施力4.減少靜態(tài)施力的設(shè)計(jì)案例1：鉗子的設(shè)計(jì)。1805八月20234.1.3肌肉施力4.減少靜態(tài)施1915九月20234.1.3肌肉施力4.減少靜態(tài)施力的設(shè)計(jì)案例2：避免長時(shí)間地抬手作業(yè)，是減少靜態(tài)施力設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。1905八月20234.1.3肌肉施力4.減少靜態(tài)施2015九月20234.1.3肌肉施力4.減少靜態(tài)施力的設(shè)計(jì)實(shí)例3：當(dāng)手不得不在較高位置作業(yè)時(shí)，應(yīng)該使用支承物來托住人的前臂、關(guān)節(jié)或手。2005八月20234.1.3肌肉施力4.減少靜態(tài)施2115九月20234.1.3肌肉施力4.減少靜態(tài)施力的設(shè)計(jì)實(shí)例4：如果會(huì)造成抬手作業(yè)，通常應(yīng)該設(shè)計(jì)手臂、腳支撐，避免靜態(tài)施力。2105八月20234.1.3肌肉施力4.減少靜態(tài)施2215九月20234.2骨和關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)4.2.1骨的結(jié)構(gòu)和功能骨是人體內(nèi)部最堅(jiān)固的組織。人體共有206塊骨，約占人體體重的1/10-1/5。骨按其所在部位可以分為顱骨、軀干骨和四肢骨。2205八月20234.2骨和關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)4.2.1骨的2315九月20234.2.1骨的結(jié)構(gòu)和功能2305八月20234.2.1骨的結(jié)構(gòu)和功能2415九月20234.2.1骨的結(jié)構(gòu)和功能骨的功能主要包括四個(gè)方面：第一，骨與骨連接組成骨骼，支持人體軟組織和全身重量；第二，骨形成體腔壁，保護(hù)腦和心肺等組織；第三，骨具有造血功能，并且是人體所需鈣、磷物質(zhì)的貯備倉庫；第四，肌肉收縮時(shí)，牽引骨繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，使人體產(chǎn)生各種運(yùn)動(dòng)和操縱姿勢。2405八月20234.2.1骨的結(jié)構(gòu)和功能骨的功能主2515九月20234.2.2骨杠桿人體運(yùn)動(dòng)中，骨在肌肉拉力下繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，它的原理、結(jié)構(gòu)和功能與機(jī)械杠桿相似，叫做骨杠桿。（1）示例1：2505八月20234.2.2骨杠桿人2615九月20234.2.2骨杠桿人體運(yùn)動(dòng)中，骨在肌肉拉力下繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，它的原理、結(jié)構(gòu)和功能與機(jī)械杠桿相似，叫做骨杠桿。（1）示例2：2605八月20234.2.2骨杠桿人2715九月20234.2.2骨杠桿骨杠桿分類：骨杠桿一般可以分為三類：平衡杠桿、省力杠桿和速度杠桿。2705八月20234.2.2骨杠桿骨杠桿分類：2815九月20234.3人體運(yùn)動(dòng)特征4.3.1人體運(yùn)動(dòng)的種類（1）角度運(yùn)動(dòng)：角度運(yùn)動(dòng)包括伸展和彎曲。2805八月20234.3人體運(yùn)動(dòng)特征4.3.1人體運(yùn)2915九月20234.3.1人體運(yùn)動(dòng)的種類（1）角度運(yùn)動(dòng)：角度運(yùn)動(dòng)包括伸展和彎曲。2905八月20234.3.1人體運(yùn)動(dòng)的種類（1）角度3015九月20234.3.1人體運(yùn)動(dòng)的種類（2）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：骨繞垂直軸的運(yùn)動(dòng)叫做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。3005八月20234.3.1人體運(yùn)動(dòng)的種類（2）旋轉(zhuǎn)3115九月20234.3.1人體運(yùn)動(dòng)的種類（3）環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：指整根骨頭繞骨的一個(gè)端點(diǎn)，并與骨成一定角度的軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的軌跡有點(diǎn)象一個(gè)圓錐體的圖形。3105八月20234.3.1人體運(yùn)動(dòng)的種類（3）環(huán)轉(zhuǎn)3215九月20234.3.1人體運(yùn)動(dòng)的種類（3）環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：指整根骨頭繞骨的一個(gè)端點(diǎn)，并與骨成一定角度的軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的軌跡有點(diǎn)象一個(gè)圓錐體的圖形。3205八月20234.3.1人體運(yùn)動(dòng)的種類（3）環(huán)轉(zhuǎn)3315九月20234.3.2人體運(yùn)動(dòng)的范圍人體運(yùn)動(dòng)的范圍通常受到兩個(gè)因素的影響：人的尺寸和關(guān)節(jié)活動(dòng)的范圍。關(guān)節(jié)活動(dòng)的范圍通常用關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的角度來表現(xiàn)。3305八月20234.3.2人體運(yùn)動(dòng)的范圍3415九月20234.3.2人體運(yùn)動(dòng)的范圍人體運(yùn)動(dòng)的范圍通常受到兩個(gè)因素的影響：人的尺寸和關(guān)節(jié)活動(dòng)的范圍。關(guān)節(jié)活動(dòng)的范圍通常用關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的角度來表現(xiàn)。3405八月20234.3.2人體運(yùn)動(dòng)的范圍3515九月20234.3.2人體運(yùn)動(dòng)的范圍人體運(yùn)動(dòng)的范圍通常受到兩個(gè)因素的影響：人的尺寸和關(guān)節(jié)活動(dòng)的范圍。關(guān)節(jié)活動(dòng)的范圍通常用關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的角度來表現(xiàn)。3505八月20234.3.2人體運(yùn)動(dòng)的范圍3615九月20234.3.2人體運(yùn)動(dòng)的范圍人體運(yùn)動(dòng)的范圍通常受到兩個(gè)因素的影響：人的尺寸和關(guān)節(jié)活動(dòng)的范圍。關(guān)節(jié)活動(dòng)的范圍通常用關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的角度來表現(xiàn)。3605八月20234.3.2人體運(yùn)動(dòng)的范圍3715九月20234.3.2人體運(yùn)動(dòng)的范圍人體運(yùn)動(dòng)的范圍通常受到兩個(gè)因素的影響：人的尺寸和關(guān)節(jié)活動(dòng)的范圍。關(guān)節(jié)活動(dòng)的范圍通常用關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的角度來表現(xiàn)。3705八月20234.3.2人體運(yùn)動(dòng)的范圍3815九月20234.3.3人體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間人體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是從運(yùn)動(dòng)開始到運(yùn)動(dòng)結(jié)束的時(shí)間。人體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間主要依賴于運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)距離、動(dòng)作特點(diǎn)、動(dòng)作軌跡特征、負(fù)荷重量和運(yùn)動(dòng)精確性。1.運(yùn)動(dòng)方向。研究的結(jié)果表明：通過屈肘控制手臂的運(yùn)動(dòng)，在左下方和右上方能夠運(yùn)動(dòng)更快。3805八月20234.3.3人體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間3915九月20234.3.3人體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間人體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是從運(yùn)動(dòng)開始到運(yùn)動(dòng)結(jié)束的時(shí)間。人體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間主要依賴于運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)距離、動(dòng)作特點(diǎn)、動(dòng)作軌跡特征、負(fù)荷重量和運(yùn)動(dòng)精確性。1.運(yùn)動(dòng)方向。不同區(qū)域內(nèi)手指敲擊運(yùn)動(dòng)速度差異3905八月20234.3.3人體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間4015九月20234.3.3人體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間2.動(dòng)作特點(diǎn)。動(dòng)作部位動(dòng)作特點(diǎn)/動(dòng)作軌跡特征最少平均時(shí)間/s手抓取直線的0.07曲線的0.22旋轉(zhuǎn)克服阻力0.72不克服阻力0.22腳直線的0.36克服阻力的0.72腿直線的0.36腳向側(cè)面0.72~1.46軀干彎曲0.72~1.62傾斜1.264005八月20234.3.3人體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間2.動(dòng)作4115九月20234.3.3人體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間3.目標(biāo)距離。隨著目標(biāo)距離增加，定位運(yùn)動(dòng)時(shí)間增長；隨著目標(biāo)寬度增加，定位運(yùn)動(dòng)時(shí)間縮短。4105八月20234.3.3人體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間3.目標(biāo)4215九月20234.3.3人體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間4.動(dòng)作軌跡特征。（1）連續(xù)改變和突然改變的曲線式動(dòng)作，前者速度快，后者速度慢；（2）水平動(dòng)作比垂直動(dòng)作的速度快；（3）一直向前的動(dòng)作速度，比旋轉(zhuǎn)式的動(dòng)作速度快1.5~2倍左右；（4）圓形軌跡的動(dòng)作比直線軌跡動(dòng)作靈活。（5）順時(shí)針動(dòng)作比逆時(shí)針動(dòng)作靈活；（6）手向著身體的動(dòng)作比離開身體的動(dòng)作靈活；（7）向前后的往復(fù)動(dòng)作比向左右的往復(fù)動(dòng)作速度快。4205八月20234.3.3人體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間4.動(dòng)作4315九月20234.3.4人體運(yùn)動(dòng)的精度與運(yùn)動(dòng)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)種類、運(yùn)動(dòng)方向和操作方式等有關(guān)。1.運(yùn)動(dòng)速度與準(zhǔn)確性。4305八月20234.3.4人體運(yùn)動(dòng)的精度與運(yùn)動(dòng)時(shí)間4415九月20234.3.4人體運(yùn)動(dòng)的精度2.盲目定位運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性。結(jié)論：正前方準(zhǔn)確性最高，右方稍優(yōu)于左方；同一方位下，下和中優(yōu)于上方。4405八月20234.3.4人體運(yùn)動(dòng)的精度2.盲目4515九月20234.3.4人體運(yùn)動(dòng)的精度3.運(yùn)動(dòng)方向與準(zhǔn)確性。結(jié)論：在垂直面上，手臂上下運(yùn)動(dòng)更穩(wěn)定，顫抖方向上下。在水平面上，手臂左右方向更穩(wěn)定，顫抖方向也為左右方向。4505八月20234.3.4人體運(yùn)動(dòng)的精度3.運(yùn)動(dòng)4615九月20234.3.4人體運(yùn)動(dòng)的精度4.操作方式與準(zhǔn)確性。好不好4605八月20234.3.4人體運(yùn)動(dòng)的精度4.操作4715九月20234.3.5人體力量人體力量根據(jù)肌肉產(chǎn)生的位移的情況可以分為靜態(tài)力量和動(dòng)態(tài)力量。

靜態(tài)力量是人體保持特定姿勢或固定位置需要的力量。

動(dòng)態(tài)力量是人體位置或姿勢發(fā)生變化時(shí)動(dòng)作的力量。4705八月20234.3.5人體力量4815九月20231.影響人體力量的個(gè)體因素有很多因素會(huì)對人體力量有影響，比如基因、人的尺寸、訓(xùn)練、動(dòng)機(jī)、年齡、性別等。在這些因素中，年齡和性別的影響是比較顯著的兩個(gè)因素。4805八月20231.影響人體力量的個(gè)體因素4915九月20231.影響人體力量的個(gè)體因素身體主要部位肌肉所產(chǎn)生的力肌肉的部位力的大小（N）男女手臂肌肉左370200右390220肱二頭肌左280130右290130手臂彎曲時(shí)的肌肉左280200右290210手臂伸直時(shí)的肌肉左210170右230180拇指肌肉左10080右12090背部肌肉（軀干屈伸的肌肉）12207104905八月20231.影響人體力量的個(gè)體因素身體主要5015九月20232.手的力量手的力量與運(yùn)動(dòng)方向、角度以及肘關(guān)節(jié)的角度等有密切關(guān)系。表3-7.5005八月20232.手的力量手的力5115九月20232.手的力量立姿彎臂時(shí)的力量分布5105八月20232.手的力量立姿彎臂時(shí)的力量分布5215九月20232.手的力量立姿直臂時(shí)的力量分布5205八月20232.手的力量立姿直臂時(shí)的力量分布5315九月20233.腳的力量腳的力量與下肢的姿勢、位置和方向有關(guān)。5305八月20233.腳的力量腳的力5415九月20234.耐力人在一定時(shí)間里保持某種用力水平的能力叫做耐力。人體的耐力和瞬時(shí)的力量大小不存在比例關(guān)系。

肢體所有力量的大小，都與持續(xù)時(shí)間有關(guān)。例如拉力由最大值減到1/4時(shí)，只需要4分鐘。5405八月20234.耐力人在一定時(shí)5515九月20234.3.6肢體的動(dòng)作速度與頻率決定于肢體肌肉收縮速度、運(yùn)動(dòng)方向和動(dòng)作軌跡等。表3-10人體各部位動(dòng)作速度與頻率限度動(dòng)作部位動(dòng)作速度與頻率手的運(yùn)動(dòng)/（cm·s-1）35控制操縱桿位移/（cm·s-1）8.8~17手指敲擊的最大頻率/（次·s-1）3~5旋轉(zhuǎn)把手與駕駛盤/（r·s-1）9.42~29.46身體轉(zhuǎn)動(dòng)/（次·s-1）0.72~1.62手控制的最大諧振截止頻率/（Hz）0.8手的彎曲與伸直/（次·s-1）1~1.2腳掌與腳的運(yùn)動(dòng)/（次·s-1）0.36~0.725505八月20234.3.6肢體的動(dòng)作速度與頻率5615九月20234.4人的操作動(dòng)作分析

動(dòng)作分析就是指作業(yè)或操作的動(dòng)作組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其相互關(guān)系的分析。動(dòng)作研究一般從宏觀（生產(chǎn)過程：流程、工藝、人、機(jī)器）和微觀（操作動(dòng)作）兩個(gè)層次展開。

目的：

（1）宏觀：建立過程間、機(jī)器與人作業(yè)間等的最佳匹配。（2）微觀：刪除無效動(dòng)作、減少等待、增加動(dòng)作節(jié)奏和提高工作效率。5605八月20234.4人的操作動(dòng)作分析5715九月20234.4.1動(dòng)作元素必須動(dòng)作無效動(dòng)作準(zhǔn)備動(dòng)作美國機(jī)械工程師學(xué)會(huì)（ASME）把人的動(dòng)作分為18種。5705八月20234.4.1動(dòng)作元素必須動(dòng)作無效動(dòng)作5815九月20234.4.2動(dòng)作分析的方法動(dòng)作分析主要有兩種手段：目視動(dòng)作分析和攝影分析。

案例1：關(guān)于檢查軸的長度，并把軸裝入套筒的動(dòng)素程序圖。5805八月20234.4.2動(dòng)作分析的方法5915九月20234.4.2動(dòng)作分析的方法動(dòng)作分析主要有兩種手段：目視動(dòng)作分析和攝影分析。

案例1：關(guān)于檢查軸的長度，并把軸裝入套筒的動(dòng)素程序圖。5905八月20234.4.2動(dòng)作分析的方法6015九月20234.4.2動(dòng)作分析的方法

案例2：咖啡店制作咖啡人員動(dòng)作分析圖。6005八月20234.4.2動(dòng)作分析的方法6115九月20234.4.2動(dòng)作分析的方法

案例2：咖啡店制作咖啡人員動(dòng)作分析圖。6105八月20234.4.2動(dòng)作分析的方法6215九月20234.4.3人的作業(yè)和動(dòng)作效率提高人的作業(yè)和動(dòng)作效率的原則：1）同時(shí)使用兩手，避免一手操作一手空閑；2）力求減少動(dòng)作數(shù)量，避免一切不必要的動(dòng)作；3）盡可能減少動(dòng)作距離，避免出現(xiàn)全身性動(dòng)作；4）尋求舒適的工作環(huán)境，減少動(dòng)作的難度，避免不合理的工作姿勢或作業(yè)方法。6205八月20234.4.3人的作業(yè)和動(dòng)作效率提高人6315九月20234.5控制設(shè)計(jì)從控制的形式看，控制分為直接控制和間接控制兩種方式。人體工程學(xué)對控制的基本要求是人能正確將信息傳遞給機(jī)器，保證信息順利通過人機(jī)界面，同時(shí)，控制設(shè)計(jì)要符合人的生理心理特征，保證人操作時(shí)的安全、舒適和方便。6305八月20234.5控制設(shè)計(jì)從控制6415九月20234.5.1控制設(shè)計(jì)的方法（1）要了解需要執(zhí)行的控制任務(wù)的情況、控制的要素等。（2）選擇合適的控制器。（如：控制任務(wù)、功能、場所）（3）對控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)。（如：識(shí)別性、反饋、人）（4）對控制器進(jìn)行布置。6405八月20234.5.1控制設(shè)計(jì)的方法（1）要了6515九月20234.5.2控制器的編碼控制器的編碼方式要考慮以下幾個(gè)因素：第一，在控制器在進(jìn)行識(shí)別時(shí)候，用戶的所有要求；第二，用戶已經(jīng)在使用的編碼方式；第三，用戶工作區(qū)域的照明情況；第四，用戶識(shí)別時(shí)的速度和精確度要求；第五，控制器可以放置的空間；第六，需要編碼的控制器的數(shù)量。6505八月20234.5.2控制器的編碼控制器的編碼6615九月20234.5.2控制器的編碼1.視覺編碼視覺編碼主要包括標(biāo)識(shí)編碼和色彩編碼。6605八月20234.5.2控制器的編碼1.視覺編6715九月20234.5.2控制器的編碼（1）標(biāo)識(shí)編碼標(biāo)識(shí)控制器功能最簡單的方法就是運(yùn)用符號(hào)和標(biāo)記進(jìn)行編碼。6705八月20234.5.2控制器的編碼（1）標(biāo)識(shí)編6815九月20234.5.2控制器的編碼（1）標(biāo)識(shí)編碼表示控制器功能最簡單的方法就是運(yùn)用符號(hào)和標(biāo)記進(jìn)行編碼。6805八月20234.5.2控制器的編碼（1）標(biāo)識(shí)編6915九月20234.5.2控制器的編碼（1）標(biāo)識(shí)編碼

標(biāo)識(shí)的位置也十分重要。標(biāo)識(shí)通常放置在控制件的上面或上部，不要把標(biāo)識(shí)放在兩個(gè)控制器中間的位置或其它容易混淆的位置。6905八月20234.5.2控制器的編碼（1）標(biāo)識(shí)編7015九月20234.5.2控制器的編碼（1）標(biāo)識(shí)編碼

標(biāo)識(shí)的位置也十分重要。標(biāo)識(shí)通常放置在控制件的上面或上部，不要把標(biāo)識(shí)放在兩個(gè)控制器中間的位置或其它容易混淆的位置。7005八月20234.5.2控制器的編碼（1）標(biāo)識(shí)編7115九月20234.5.2控制器的編碼（1）標(biāo)識(shí)編碼緊急開關(guān)和安全控制應(yīng)位于作業(yè)注意區(qū)的中心，且形狀和顏色編碼應(yīng)明顯。7105八月20234.5.2控制器的編碼（1）標(biāo)識(shí)編7215九月20234.5.2控制器的編碼（1）標(biāo)識(shí)編碼其他：

A.進(jìn)行標(biāo)識(shí)編碼設(shè)計(jì)時(shí)，還要考慮照明因素。

B.對于文字和數(shù)字進(jìn)行標(biāo)識(shí)編碼的情況，需要考慮文字的寬度、高度和字體等方面的因素。

C.如果標(biāo)識(shí)和控制操作程序有次序，則可以順其次序進(jìn)行布局設(shè)計(jì)。7205八月20234.5.2控制器的編碼（1）標(biāo)識(shí)編7315九月20234.5.2控制器的編碼（2）色彩編碼7305八月20234.5.2控制器的編碼（2）色彩編7415九月20234.5.2控制器的編碼2.觸覺編碼觸覺編碼主要包括形狀編碼、尺寸編碼和材質(zhì)編碼。（1）形狀編碼：使用不同的形狀可以很容易識(shí)別不同的控制器。舉例1：11種最不容易被混淆的形狀。7405八月20234.5.2控制器的編碼2.觸覺編7515九月20234.5.2控制器的編碼（1）形狀編碼：使用不同的形狀可以很容易識(shí)別不同的控制器。舉例2：美國空軍曾經(jīng)開發(fā)了15個(gè)旋鈕的形態(tài)編碼的方案。7505八月20234.5.2控制器的編碼（1）形狀編7615九月20234.5.2控制器的編碼（1）形狀編碼：使用不同的形狀可以很容易識(shí)別不同的控制器。舉例：＞360度角度位置不重要＜360度角度位置不重要＜360度角度位置重要7605八月20234.5.2控制器的編碼（1）形狀編7715九月20234.5.2控制器的編碼（1）形狀編碼：使用不同的形狀可以很容易識(shí)別不同的控制器。舉例3：形狀編碼在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，某搬運(yùn)機(jī)械上的控制柄的設(shè)計(jì)。7705八月20234.5.2控制器的編碼（1）形狀編7815九月20234.5.2控制器的編碼（1）形狀編碼：舉例4：遙控器上的各個(gè)按鍵就是通過不同的形狀來進(jìn)行編碼的。圓形圓環(huán)形橢圓形7805八月20234.5.2控制器的編碼（1）形狀編7915九月20234.5.2控制器的編碼（1）形狀編碼：舉例5：手機(jī)的數(shù)字按鍵中，數(shù)字“5”上面有一個(gè)突起的小點(diǎn)。凸起7905八月20234.5.2控制器的編碼（1）形狀編8015九月20235.5.2控制器的編碼2.觸覺編碼（2）尺寸編碼：觸覺區(qū)分尺寸大小的能力通常依賴于物體形狀，因此，不同的尺寸編碼通常和不同的形狀編碼一起使用。8005八月20235.5.2控制器的編碼2.觸覺編8115九月20234.5.2控制器的編碼2.觸覺編碼（3）材質(zhì)編碼：控制件還可以通過表面的材質(zhì)進(jìn)行編碼，如圖手機(jī)設(shè)計(jì)中，就是通過不同材質(zhì)來區(qū)分?jǐn)?shù)字鍵和功能方向鍵。8105八月20234.5.2控制器的編碼2.觸覺編8215九月20234.5.2控制器的編碼3.位置編碼位置編碼就是利用控制器所處位置不同進(jìn)行的編碼形式。8205八月20234.5.2控制器的編碼3.位置編8315九月20234.5.2控制器的編碼3.位置編碼

位置編碼有時(shí)候可能會(huì)發(fā)生混淆。比如在手機(jī)上數(shù)字鍵的排布就和計(jì)算器上不一樣。8305八月20234.5.2控制器的編碼3.位置編8415九月20234.5.3控制設(shè)計(jì)中的反饋和偶發(fā)啟動(dòng)1.控制設(shè)計(jì)中的反饋控制操作的反饋來源于3個(gè)方面：（1）人的手、足等運(yùn)動(dòng)器官本身運(yùn)動(dòng)情況帶來的反饋；（2）由控制器產(chǎn)生的反饋信息；（3）顯示器提供的反饋信息。8405八月20234.5.3控制設(shè)計(jì)中的反饋和偶發(fā)啟8515九月20234.5.3控制設(shè)計(jì)中的反饋和偶發(fā)啟動(dòng)控制器產(chǎn)生的反饋信息主要來源于控制器的運(yùn)動(dòng)和阻力。阻力的設(shè)計(jì)是控制設(shè)計(jì)中的重要因素。一般控制的阻力為：（1）單手轉(zhuǎn)動(dòng)：0.2-0.5千克；（2）單手按：1-1.5千克；（3）足踏：4-8千克。8505八月20234.5.3控制設(shè)計(jì)中的反饋和偶發(fā)啟8615九月20234.5.3控制設(shè)計(jì)中的反饋和偶發(fā)啟動(dòng)2.控制設(shè)計(jì)中的偶發(fā)啟動(dòng)

偶發(fā)啟動(dòng)是在操作過程中，有時(shí)操作者由于手、胳膊、袖口等無意碰撞或牽拉控制器而引起的。在設(shè)計(jì)中，控制偶發(fā)啟動(dòng)的措施：適當(dāng)增加阻力；將控制器陷入控制板面；將控制器安裝在不容易被意外碰到的位置上；重要控制器的使用采取比較復(fù)雜的使用方法等。8605八月20234.5.3控制設(shè)計(jì)中的反饋和偶發(fā)啟8715九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)1.控制器分類操縱裝置的類型手控操縱器旋轉(zhuǎn)式操縱器腳控操縱器移動(dòng)式操縱器按壓式操縱器8705八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)1.控8815九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)1.控制器分類8805八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)1.控8915九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)手操縱控制器設(shè)計(jì)（1）手把的形狀應(yīng)與手的生理特點(diǎn)相適應(yīng)。8905八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)手操縱控9015九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)手操縱控制器設(shè)計(jì)（2）手把的形狀便于觸覺對其進(jìn)行識(shí)別。9005八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)手操縱控9115九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)手操縱控制器設(shè)計(jì)（3）尺寸應(yīng)符合人手尺度的需要。9105八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)手操縱控9215九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)手操縱控制器設(shè)計(jì)（4）適宜的操縱力范圍。9205八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)手操縱控9315九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)手操縱控制器設(shè)計(jì)（5）操縱器的適宜尺寸。參數(shù)見表5-20.9305八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)手操縱控9415九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)按鍵按鍵設(shè)計(jì)，應(yīng)該保證手指操作的時(shí)候不會(huì)滑移。9405八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)按鍵9515九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)按鍵9505八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)按鍵9615九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)臂開關(guān)轉(zhuǎn)臂開關(guān)的“開”、“關(guān)”狀態(tài)明顯，操作可靠。轉(zhuǎn)臂開關(guān)的行程方向一般應(yīng)為垂直。9605八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)臂9715九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)旋鈕旋鈕可以分為連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)和定位轉(zhuǎn)動(dòng)兩類。旋鈕設(shè)計(jì)要求保證操作者手感舒服、轉(zhuǎn)動(dòng)靈敏。9705八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)旋鈕9815九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)旋鈕

對于連續(xù)旋鈕，一般都是用于精細(xì)控制。9805八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)旋鈕9915九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)旋鈕

對于定位旋鈕，阻力應(yīng)該大于連續(xù)旋鈕。9905八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)旋鈕10015九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)控制桿10005八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)控10115九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)控制桿對于精密控制桿，一般應(yīng)該增加手腕支承。10105八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)控10215九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)控制桿控制桿的設(shè)計(jì)。10205八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)控10315九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)

手輪和搖把

10305八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)手10415九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)手輪和搖把10405八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)手10515九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)手輪和搖把10505八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)手10615九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)3.腳操縱控制器——分類腳控操縱器的類型腳踏板直動(dòng)式腳踏鈕擺動(dòng)式回轉(zhuǎn)式10605八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)3.10715九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)3.腳操縱控制器表5-21

腳控操縱器的適宜用力的推薦值腳空操縱器適宜用力/N休息時(shí)腳踏板受力18~22懸掛腳蹬45~68功率控制器~68離合器和機(jī)械制動(dòng)器~136離合器最大蹬力272方向舵726~1814可允許的最大蹬力226810705八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)3.10815九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)3.腳操縱控制器——設(shè)計(jì)踏板設(shè)計(jì)的一些重要參數(shù)，它包括踏板距離、高度、角度和座位的安排。踏板設(shè)計(jì)中人的姿勢10805八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)3.10915九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)3.腳操縱控制器——設(shè)計(jì)踏板設(shè)計(jì)的一些重要參數(shù)，它包括踏板距離、高度、角度和座位的安排。踏板設(shè)計(jì)的工作尺寸設(shè)計(jì)10905八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)3.11015九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)3.腳操縱控制器——設(shè)計(jì)腳踏板設(shè)計(jì)和相關(guān)尺寸(a)187次/分鐘(b)178次/分鐘(c)176次/分鐘(d)140次/分鐘(e)171次/分鐘11005八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)3.11115九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)3.腳操縱控制器——設(shè)計(jì)腳踏鈕相關(guān)尺寸11105八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)3.11215九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)3.腳操縱控制器——空間布置設(shè)計(jì)11205八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)3.11315九月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)3.腳操縱控制器——站立踏板設(shè)計(jì)11305八月20234.5.4常用控制裝置設(shè)計(jì)3.11415九月2023案例與研究：人機(jī)工程學(xué)理發(fā)剪刀的設(shè)計(jì)與評估（1）概述人體工程學(xué)理發(fā)剪刀的設(shè)計(jì)與評估研究發(fā)表在2003年的《IndustrialErgonomics》上，設(shè)計(jì)和研究者為ChunkChiavaras和JasonL.Boyles等。研究從理發(fā)師常見的疾病出發(fā)，通過對理發(fā)師理發(fā)行為的觀察，設(shè)計(jì)出了一款減少理發(fā)師不正常作業(yè)姿勢的人體工程學(xué)剪刀（ETD）。在此基礎(chǔ)上，對ETD剪刀和傳統(tǒng)剪刀進(jìn)行對比研究和評估。11405八月2023案例與研究：人機(jī)工程學(xué)理發(fā)剪刀的設(shè)11515九月2023案例與研究：人機(jī)工程學(xué)理發(fā)剪刀的設(shè)計(jì)與評估（2）問題來源傳統(tǒng)的理發(fā)剪刀是直線型的。

11505八月2023案例與研究：人機(jī)工程學(xué)理發(fā)剪刀的設(shè)11615九月2023案例與研究：人機(jī)工程學(xué)理發(fā)剪刀的設(shè)計(jì)與評估（2）問題來源研究發(fā)現(xiàn)，理發(fā)師在理發(fā)的時(shí)候手腕通常是處于一種不自然的狀態(tài)。

11605八月2023案例與研究：人機(jī)工程學(xué)理發(fā)剪刀的設(shè)11715九月2023案例與研究：人機(jī)工程學(xué)理發(fā)剪刀的設(shè)計(jì)與評估（3）設(shè)計(jì)ETD剪刀在設(shè)計(jì)上將把手處彎曲了90o。11705八月2023案例與研究：人機(jī)工程學(xué)理發(fā)剪刀的設(shè)11815九月2023案例與研究：人機(jī)工程學(xué)理發(fā)剪刀的設(shè)計(jì)與評估（3）設(shè)計(jì)ETD剪刀在設(shè)計(jì)上將把手處彎曲了90o，這樣可以使理發(fā)師在理發(fā)的時(shí)候手腕保持自然姿勢。11805八月2023案例與研究：人機(jī)工程學(xué)理發(fā)剪刀的設(shè)11915九月2023案例與研究：人機(jī)工程學(xué)理發(fā)剪刀的設(shè)計(jì)與評估（3）設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師遵循了三個(gè)主要的設(shè)計(jì)原則：設(shè)計(jì)具有特殊使用目的的工具；

設(shè)計(jì)兩只手都能使用的工具；彎曲工具，使手腕自然。11905八月2023案例與研究：人機(jī)工程學(xué)理發(fā)剪刀的設(shè)12015九月2023案例與研究：人機(jī)工程學(xué)理發(fā)剪刀的設(shè)計(jì)與評估（4）設(shè)計(jì)評估實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)選取了44名理發(fā)師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，被試的基本情