人因工程第7章控制装置.pptx

湖南科技大学工业工程系 吴海 第七章 1 操纵控制器设计 本章内容 2 湖南科技大学工业工程系 控制器及其分类 1 控制器选择与设计的一般原则 2 控制器的编码方式 3 控制器的操作方向和用力 4 最佳的控制显示比 5 7 6 控制器和显示器布置原则 控制器的选用与设计 一、控制器及其分类 1．定义：人用以将信息传递给机器，使之执行控制功能，实现调整、改变机器运行状态的装置，以及人通过自身感觉从控制器接收到完成操作所需要的某些反馈信息。是人机系统中的一种人机界面。 2．合理设计控制器的目的：提高人机系统的工作效率；提高操作者操作的准确性、速度、安全性；减少操作者紧张和疲劳。 3．控制器设计要考虑的因素：操作者的生理、心理、人体解剖和人体力学等特性。 4 湖南科技大学工业工程系 4．控制器的分类 （1）按操纵的身体部位：手动控制器、脚动控制器和声音控制器等； （2）按控制器的运动方式：旋转控制器、摆动控制器、按压控制器、滑动控制器和牵拉控制器，如图所示。 （3）按功能：开关类、转换类、调节类、紧急开关类； （4）按调节特征：离散型和连续型。 5 湖南科技大学工业工程系 6 湖南科技大学工业工程系 基本 类型 动作 类别 举 例 说 明 旋转 控制器 旋转 曲柄、手轮、旋钮、钥匙等 控制器可以做360°以下旋转。 近似平 移 控制器 摆动 开关杆、调节杆、拨动式开关、脚踏板等 控制器受力后，围绕旋转点或轴摆动，或者倾倒到一个或数个其他位置，通过反向调节可返回起始位置。 平移 控制器 按压 按钮、按键、键盘等 控制器受力后，在一个方向上运动。在施加的力被解除之前，停留在被压的位置上。通过反弹力可回到起始位置。 滑动 手闸、指拨滑块等 控制器受力后，在一个方向上运动，并停留在运动后的位置上，只有在相同方向上继续向前推或者改变方向，才可使控制器做返回运动。 牵拉 拉环、拉手、拉钮 控制器受力后，在一个方向上运动。回弹力可使其返回起始位置，或者用手使其在相反方向上运动。 按运动方式的控制器的分类 7 湖南科技大学工业工程系 各类控制器的形状 8 湖南科技大学工业工程系 9 湖南科技大学工业工程系 特征 控制器种类 离散调节 连续调节 旋转选择开关 拇指轮 手按扭 脚按钮 肘节开关 连续旋钮 拇指轮 手轮 曲柄 踏板 手柄 能形成大力 － － － － － 否 否 是 是 是 是 将控制器置位需要时间 中至快 － 非常快 快 非常快 － － － － － － 推荐的控制位置（置位）数目 3-24 3-24 2 2 2-3 － － － － － 控制器的位置和操作的空间要求 中 小 小 大 小 小至中 小 大 中至大 大 中至大 偶发启动的可能性 低 低 中 高 中 中 高 高 中 中 高 控制运动的理想限度 270° － 0.3× 3.8cm 1.3× 10.2cm 120° 无限 180° ±60° 无限 小 ±45° 编码的有效性 好 差 中至好 差 中 好 差 中 中 差 好 常用控制器的特征比较 二、控制器选用与设计的一般原则 1．使用控制器时常发生的主要错误： ①辨别错误。对不同的控制器分辨不清而发生操作失误； ②调节错误。把开关等活动部分移动到错误的位置，或忘记检查、未加固定，触动了处于正确位置的控制器（偶发启动）； ③逆转错误。把控制器移动到与要求相反的方向上去; ④无意识引发。没加小心或或不注意造成的操作； ⑤难以触及。控制器位置不合理，操作时需要大幅度改变身体姿势，影响控制速度和准确性。 在设计与选择控制器时，不仅要考虑其本身的功能、转速、能耗、耐久性及外观等，还必须考虑与操作者有关的人的因素方面的一些基本原则。 10 湖南科技大学工业工程系 2．控制器选用与设计时所要考虑的一般原则 ①控制器要利于操作，尽量减少或避免不必要的操作动作，保证系统工作效率。 ②控制器的运动方向应与预期的功能方向相一致。 ③控制器操纵部分的大小、形状及指向，必须便于把握和移动，外形应符合人手等部位的解剖学特征。 ④控制器的移动范围，要根据操作者的身体部位、活动范围和人体尺寸来确定。 11 湖南科技大学工业工程系 2．控制器选用与设计时所要考虑的一般原则 ⑤控制器的阻力、惯性和转矩要适当，应在人的体力适宜范围内，要能避免无意识的操作而引起的危险,并确保安全。 ⑥在控制器较多的情况下，要根据系统的运行程序、作用的顺序来配置，以保证安全、准确和迅速地进行操作。 ⑦控制器的材质应符合卫生学要求，使触摸时安全和舒适。 ⑧利用编码提高对控制器的辨别效率，避免发生混同，减少操作失误。一般采用形状、位置、大小、操作方法、颜色和标记等方式进行控制器编码。