工效学原理与应用第六章 人机界面设计 2.ppt

* * * * 6.2 控制器的设计 操作者 机器 显示装置（信息输入） 控制装置（信息输出） 四肢动作 声控 费茨和琼斯1947年在分析飞机驾驶员所出现的460个失误动作，发现有68%的失误是由于控制器设计不当引起的。 如果控制器的设计符合生物力学规律，并布置在便于迅速、准确的位置上时，可能会避免这些失误。 案例 设计机器设备时，除了满足其性能、可靠性等常规性要求外，还要考虑其安全性，即要符合工效学原则。 一、控制器的类型 控制器 生物力控制器 （按人体操作部位分） 其它物理量（声、光等）控制器：光电开关等 手动控制器：按钮、开关等。 脚动控制器：踏板、踏钮等。 其它控制器：膝控制器等。 手动控制器 脚动控制器 按功能分： 阶跃控制：开关 连续控制：旋钮、手柄 间断控制：转换开关，系统作业状态转换等 定量控制：手柄、曲柄等 信息输入控制：键盘。 二、控制器设计的一般要求 1.控制器设计要适应人体运动的特征。 （1）对要求速度快且准确的操作，应采用手动控制或指动控制器。 例如：按钮、扳动开关或转动式开关等； （2）对用力较大的操作，则应设计为手臂或下肢操作的控制器。 例如：手柄、曲柄或转轮等。 2. 控制器操纵方向应与预期的功能方向和机器设备的被控方向相一致。 例如: (1)铲车的升降手柄是上下操纵的，如果是左右操纵，就容易发生差错。 (2)汽车的方向盘。 (3)将飞机的机舵扳到右侧，飞机就向右转；机舵向前倾，飞机就向下。 3. 控制器要利于辨认和记忆。 当控制器较多时，要从外形、大小和颜色上区别，并尽量与其功能有逻辑上的联系，这样可以便于操作者辨认。 4. 尽量利用控制器的结构特点进行控制（如弹簧、点动开关等）或借助操作者体位的重力进行控制（如脚踏开关） ，以防疲劳和产生单调感。 5. 尽量设计多功能控制器。 例如：车床进给箱上的手柄。 三、控制器设计的工效学设计原则 主要讨论设计控制器时如何考虑人机关系的因素，如控制器的形状、大小、位置、操纵力、运动方向、运动范围和环境条件与系统反应的关系等。 1．控制器编码 将控制器进行合理编码，便于操作者辨认和记忆，可以有效减少误操作。 控制器编码方式：一般有七种。 （1）形状编码 按照控制器的性质设计成不同的形状，并与控制器的功能相联系，这样可以用视觉辨认，也可以用触觉辨认。 例如：时间长了，可以记忆和分辨，如盲人识别钱币等。 （2）大小编码 大小编码是通过控制器的尺寸大小不同来分辨控制器，因此，控制器的大小之间的尺寸等级差必须达到触觉的识别阈限。 实验表明，当小旋钮的直径为大旋钮直径的5/6时，彼此之间即可被人们所识别。当采用相对方法识别时，可用的代码数目不宜超过三个，一般可分为大、中、小三级。 大小编码不如形状编码有效，通常与形状编码一起使用。 （3）位置编码 利用控制器之间的相对位置以及控制器与操作者体位之间的相对位置进行编码。 例如，汽车上的离合器踏板、制动器的踏板和加速器的踏板的布置就是利用位置进行编码。 （4）操作方法编码 利用每个控制器所具有的独特的操作方法进行编码。 例如，按钮只有上、下变换，旋钮只有旋转变换，而且控制器只有按照这种唯一的操作方法才能实现其控制功能。 操作者可根据动作的差别识别控制器。这种编码方式通常与其它编码方式结合使用。 在没有视觉辅助的情况下，使操作者能够准确地有哪些信誉好的足球投注网站到所需要的控制器，利用位置编码，其控制器之间应有足够的间距，以防控制器使用时发生置换错误。 注意：在不用视觉的情况下，对垂直布置的控制器的操作准确性优于水平布置。 （5）颜色编码 将不同功能的控制器，涂以不同的颜色，以示彼此之间的区别，称为颜色编码。 颜色编码分为两种形式： ①对一个控制器用一种颜色相互区分，这适合于控制器比较少的产品。 ②把功能相近或功能上有一定联系的控制器放置一种颜色区域内，作为控制器使用功能的区分时，这种情况适合于控制器较多的产品。 注意： ①颜色编码必须凭借视觉分辨，应有良好的照明条件。 ②通常使用红、橙、黄、蓝、绿五种色调，色调多了，易引起混淆。一般最好使用代码颜色所具有的标准意义