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《工业设计方法及CAD应用》电子讲稿 V.2002 作者: 陈炳发 ch8 人机工程设计 8.1 概 述 1．研究人行为特征及器官功能限度 人体静态、动态的结构尺寸 人体对各种负荷的反应速度、适应能力 人体对环境因素的生理反应和承受限度 人的出力大小/动作速度、频率 人在系统中的可靠性、人为差错率及其影响因素，以及最佳心理条件等 2．研究机器系统中直接由人操作或使用的部件设计 各种显示器、操纵器、控制台、座椅、环境照明等。 从适合于人的使用角度，向设计人员提供必要的人机工程学参数和具体的要求。 3．研究作业环境控制和安全装置的设计 8.2 人体参数测量 一、人体静态测量数据 2．形状编码 2．脚动控制器 3．各类控制器的使用情况比较 4．控制器的编码设计 (1) 人的下肢及脚的活动范围 (2) 脚动控制器的造型尺度 图8-40 双脚操作的脚踏板 图8-41单脚操作的脚踏板 1）脚踏板 指人眼观察物体的正常距离。 观察时，人眼的最佳视距半径约为560mm，视距半径范围约为380~760mm，否则对认读速度和准确性均不利。 2）视距 4）人眼的运动规律 人眼的水平运动比垂直运动快，水平方向比垂直方向看东西自然、准确。 水平习惯从左到右运动 垂直习惯从上往下运动 圆周运动习惯顺时针运动 暗适应的时间大约为30秒钟 明适应的时间大约为1-3秒钟 5）适应性 3．视觉显示器的设计 机械产品中应用最广的是指针式显示器。 它是由指针和刻度的对应关系显示机器各种状态参数的仪表。 设计或选用时，重点考虑仪表形式、仪表盘大小、刻度线及分度单位、文字符号、指针形状、色彩匹配等因素。 指针式仪表的表盘形式可分为圆型、直线型和其他型三类： 竖型、水平型、半圆型、圆型、开窗型等五种型式的刻度盘读数误差率 1） 刻度盘形状 主要取决于设备的精度要求和使用功能要求。 开窗式刻度盘最好（误读率最低），竖直直线型刻度盘最差。 2） 度盘的大小 度盘大小与其标记数量和人的观察距离有关，如表： 信号灯的亮度； 信号灯的形象（→方向；×或θ禁止； ！警觉或危险）； 信号闪光用于：1）引起进一步注意； 2）需要立即采取行动；3）反映不符指令要求的信息； 闪光频率快的表示快速度；慢的表示慢速度。 5．信号灯设计 信号灯的颜色 颜色 含 义 说 明 举 例 红 危险或告急 有危险或须立即采取行动 1.润滑系统失压 2.温升已超（安全）极限 3.有触电危险 黄 注意 情况有变化，或即将发生变化 1.温升（或压力）异常 2.发生仅能承受的短时过载 绿 安全 正常或允许进行 1.冷却通风正常 2.自动控制运行正常 3.机器准备起动 蓝 按需要指定用意 除红、黄、绿三色之外的任何指定用意 1.遥控指示 2.选择开关在“准备”位置 白 无特定用意 任何用意。例如作正在“执行”用 ? 用语言和音响来传达听觉信息的装置。 如音响报警装置、扬声器和听诊器等； 超声探测器/水声探测器等属声波传感器。 二、听觉显示器1．听觉显示器的类型与特点 常见的有：蜂鸣器、铃、角笛、汽笛、警报器等。 使 用 范 围 装置形式 平均声压级（dB） 可听到的主要频率（Hz） 距装置2.5m处 距装置1m处 用于较大区域 或高噪声场所 1in铃 6in铃 10in铃 角笛 汽笛 65～77 74～83 85～90 90～100 100～110 75～83 84～94 95～100 100～110 110～120 1000 600 300 5000 7000 用于较小区域 或低噪声场所 低蜂音器 高蜂音器 1in铃 2in铃 3in铃 钟 50～60 60～70 60 62 63 69 70 70～80 70 72 73 78 200 400～1000 1100 1000 650 500～1000 一般音响报警装置的强度范围和主要频率 三、触觉通道显示1．触觉特征 1）敏感度随部件而异，触觉判断是综合性的。 2）适应迅速，接触到物体时，能够立即判断转为操作。 3）有立体感，可以感知物体的长度、大小、形状等。 不同的控制器设计成多种多样的形状，通过触觉感知、操作判断。 操纵杆握柄的形状编码： 旋钮的形