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人机工程学 第五章　操作装置设计 第五章　操作装置设计大纲 本章重难点分析 第一节　手足尺寸与人体关节活动 一、人体手足尺寸 二、人体关节的活动 1. 人体手足尺寸(a) 1. 人体手足尺寸(b) 图5－1　人体手部尺寸 表5－1　人体手部尺寸 图5－2　人体足部尺寸 表5－2　人体足部尺寸 2　手部关节  2.1　手部关节活动范围(a) 图5－3　腕关节的活动范围(a) 图5－3　腕关节的活动范围(b) 2.1　手部关节活动范围(b) 2.2　人体的其他关节活动 表5－3　人体主要关节的最大活动范围和能舒适调节的范围(a) 表5－3　人体主要关节的最大活动范围和能舒适调节的范围(b) 第二节　人体的施力与运动输出特性 一、人体的肌力及其影响因素 二、反应时和运动时 三、肢体的运动输出特性 1. 人体的肌力及其影响因素 1 人体主要部位的肌肉力量 2.坐姿的手臂操作力 3.立姿的手臂操纵力 4.握力 5.坐姿的脚蹬力 1.1　 人体主要部位的肌肉力量(a) 1.1　 人体主要部位的肌肉力量(b) 表5－4　身体主要部位肌肉能产生的力值 1.2 　人体主要部位的肌肉力量_操纵力 1.3　坐姿的手臂操作力 图5－4　坐姿手臂操纵力的测试方位和指向 表5－5　坐姿的手臂操纵力 1.3.1　坐姿的手臂操作力　表5-5分析 1.3.2　立姿的手臂操纵力(a) 1.3.2　立姿的手臂操纵力(b) 图5－5　立姿屈臂操纵力的分布 图5－6　立姿、前臂在水平面两方向上的推力 1.4　握力(a) 1.4　握力(b) 1.5　坐姿的脚蹬力(a) 图4－7　坐姿下不同侧视体位的脚蹬力 1.5　坐姿的脚蹬力(b) 2. 反应时和运动时 2.1　反应时(a) 2.1　反应时_影响反应时主客体因素(b) 2.1.1　简单反应时、辨别反应时与选择反应(a) 2.1.1　简单反应时、辨别反应时与选择反应(b) 2.1.1　简单反应时、辨别反应时与选择反应(c) 2.1.1　简单反应时、辨别反应时与选择反应(d) 表4－6　关于辨别反应时与刺激数目相关性的一项测试结果 2.1.2　刺激类型与反应时(a) 表5－7　各种刺激类型(感觉器官)的简单反应时范围 2.1.2　刺激类型与反应时(b) 2.1.3　刺激强度与反应时(a) 2.1.3　刺激强度与反应时(b) 表5－8　刺激强度与反应时的关系 2.1.4　刺激的对比度与反应时 表5－9　颜色对比对反应时的影响 2.1.5　人的主体因素与反应时 2.2　运动时 2.2.1　运动时受人体运动的影响因素 2.2.2　运动时受实际操纵运动的影响因素 3. 肢体的运动输出特性 3.1　运动速度与频率 3.1.1　人体运动部位、运动形式与运动速度 表5－10　人体完成一次动作的最少平均时间 3.1.2　运动方向与运动速度(a) 图5－8　右手在水平面内8个方向上运动时间的对比 3.1.2　运动方向与运动速度(b) 3.1.2　运动方向与运动速度(c) 3.1.3　运动负荷与运动速度 表5－11　不同持握质量下手掌的转动角度与转动时间 　　　　　　　　　　　　　　　　　　(单位：ms) 3.1.4　运动轨迹与运动速度1) 3.1.4　运动轨迹与运动速度2) 3.1.4　运动轨迹与运动速度 3)、 4) 图5－9　单手与双手能较快自如运动的区域 3.1.5　运动频率 表5－12　人体各部位的最高运动频率 3.2　运动准确性及其影响因素 3.2.1　运动准确性 3.2.2　运动准确性的影响因素 3.2.2.1　运动速度与准确性(a) 3.2.2.1　运动速度与准确性(b) 3.2.2.2　运动方向与准确性 图5－11　手臂运动方向对准确性影响的实例 3.2.2.3　动作类型与准确性(a) 图5－12　准确性随动作类型不同的例子 3.2.2.3　动作类型与准确性(b) 3.2.2.4　运动量与准确性 第三节　操纵器设计的人机学原则 一、操纵器的类型与选用 二、操纵器设计的一般人机学原则 三、操纵器的形状和式样 四、操纵器的尺寸和操作行程 五、操纵器的识别编码 1. 操纵器的类型与选用 1.1 　按操控方式分 1.2　按操控运动轨迹分 1.3　按操控功能分 　　一般分为开关式操纵器、转换式操纵器、调节式操纵器、紧急停车操纵器等类型。 1.2　操纵器的选用原则 2. 操纵器设计的一般人机学原则 2.1　一般人机学原则1) 2) 2.2　一般人机学原则3) 4) 2.3　一般人机学原则5) 6) 3. 操纵器的形状和式样 3.1　手动操纵器 3.2　脚控操纵器 3.3　操纵器式样便于使用 3.4　有定位或保险装置的操纵器 3.5　操纵器的形状 4. 操纵器的尺寸和操作行