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人机工程学 操纵装置设计

说明操纵—显示系统灵敏度低, C/D比低,灵敏度高。
对于最佳C/D比选择往往是通过 实验得出的,而没有一个理想的计 算公式。
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粗调时间 微调时间
最佳C/D比
灵敏度高
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灵敏度低
旋钮最佳C/D比为 0.2 0.8 操纵杆最佳C/D比为 2.5 149.0
第四节 操纵器的布置控制台设计
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使各操纵器都有自己的特征和代号,以便操纵者迅速识别而不致混淆。
动作节约原则
类型
控制性操作动作
动作简单,关系重大 设法缩短人的反应时间
调节性操作动作
动作连续,反复调节 动作平稳,长时间工作不疲劳
选择原则
人的操纵能力 操纵装置本身
协调 最佳
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操纵与显示相合性设计
受人的习惯因素影响很大
第五章
操纵装置设计
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第三节 操纵装置设计中的人机学原则
控制操纵器的分类与选用
手动操纵装置
开关控制器 按钮、踏板、手柄等
一般只有两个工作状态的位置:接通或断开。 占地小、排列紧凑。
转换控制器 手柄、选择开关、选择旋钮等
用来把系统从一个工作状态转到另一工作 状态,或作紧急制动。灵活、可靠。
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控制台设计
一 、控制台的形式
桌面式控制台 结构简单,台面小巧,操作方便。适用于控制器件数少的操作。
组合式控制台 组合方式多,视其功能而定。有的还将电器元件安装在其中。 弯折式控制台 是一种大型的,多人操作,长时间的控制操作台。
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二、设计要点
c.伸手的动作要比弯肘的动作快。 移动距离与动作时间的关系
人体各部位动作一次的最少平均时间(单位 s )
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2.盲目定位动作特征 盲目定位动作离目标位置的差距( 单位 cm )
1)向左右方向定位时,盲目定位的准确性随着角度的增大而逐渐降低; 2)右边定位的准确性比向左边定位的略高; 3)下方定位的准确性比正中(与肩平)和上方的高定位的略高; 4)上方的定位准确性为最差。 2.反复动作特征
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控制操纵器的人动作特征
肌肉的运动特征
收缩与放松
肌肉的部位力的大小
操作中人的动作类型
1. 定位动作
人体朝着所要求的目标移动,并与 目标相一致的动作。
视觉定位动作
盲目定位动作
2. 反复动作
连续不断地重复相同的动作
3. 连续动作
连续不断地进行控制。
4. 逐次动作
各种基本动作按一定的顺序,有次序地进行的动作。
4.在不同的用力条件下,以使用最大肌力的一半和最大收缩速 度的1/4操作,能量利用率最高,较长时间工作也不会疲劳;
5.为使必要的静态施力能保持较长时间而不疲劳,最好使其 保持在人体最大肌力的15%-25%
平稳转动控制器的最大用力
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特征编码与识别 形状编码
●操纵器的形状和它的功能最好有逻辑上的 联系,便于记忆;
●应能在不同目视或戴着手套的情况下,单 靠触觉也能分辨。
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<360度 >360度 方向 13
大小编码
大操纵器的尺寸要比小操纵器的大20%以上,才有准确操 纵的把握 。
颜色编码
用于操纵器的颜色一般只有红、橙、黄、绿、蓝五种 一般只能同形状编码和大小编码合并使用,易受照度影响
标志编码
在操纵器上刻以适当的符号以示区别,应只靠触觉就能清 楚的辩识
控制器与显示器的布置必须位于作业者正常的作业空间范围内
例如:人用小锤钉钉子:
13 次/s (最快 )
/s 1.5 ~ 5 次 精(选pp一t课般件 )
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用力特征
1.不应超出人的用力限度 2.人的操纵力随人的施力部位、着力的空间位置、施力的时 间不同而变化,且最大操纵力随持续时间的延长而降低。
3.一般不要使用最大的操纵力,但操纵力不宜太小,用力太 小则操纵精度难于控制;
操纵—显示的编码和编排 相合的目的主要是减少信息加 工的复杂性,从而提高工作效 率。
1234
5678 1234 5678
1
2
3
4
5
6
7
8
1 2 3 45 6 7 8
最好的一种编码方式是操纵钮本身带有灯光信号,按下哪个钮, 哪个钮的灯就亮。
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操纵-显示比 操纵器距离与显示器移动量之比,即 C/D 灵敏度低的操纵器是指它的操纵位移量很大,但显示器的移动量却很小; 灵敏度高的操纵器则是它的位移量小,但显示量大。C/D比高,
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空间相合性 操纵器与显示器要在空间位置上要有逻辑一致性
实验1200次
AC BD
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A
C
BD
AD BC
AB CD
abcd
(0)
abdc
(76)
abcd
(116)
操纵器与显示器空间相合性好:减少错误次数;
缩短操作时间; 精选pp提t课件高操作质量。
bad c
(129)
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相合性在仪表监控中的应用
● 操纵器编码尽可能与显示器编码相一致
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操纵时上臂与 前臂形成90度 角利于推拉;
无手柄 手轮的 转动平 面与前 臂形成 10~60 度角;
直臂以手 腕运动转 动的带柄 手轮,转 动平面与 前臂形成 10~45度 角;
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以前臂运 动转动的 带轮手轮 转动平面 与前臂形 成10~90 度角;
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5. 静态调整动作
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在一定时间内,人体各部位保持在特定位置上的动作
各种动作特征 1.视觉定位动作特征
J.S.Brown(布朗)实验证明: a.反应时间与移动距离无关(4),第 1 次 动作的时间随距离的增长而增加得较快,第 2 次随距离的增长而增加得较慢;
b.右手由左至右移动的动作时间最短;
类型
脚动操纵装置
调整控制器 按钮、手柄、操纵盘等
使机器的工作状态,稳定地增加或减少、 保持在规定的工作参数上。
紧急停车控制器 按键、按钮等
要求在最短的时间内产生明显的效果,有
“一触即发”的效果。
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--- 相合性
操纵与显示的相合性是影响人机系统 运行效率和可靠性的重要因素。对于操 纵与显示的相合性设计,应根据人机工 程学原理和人的习惯定式等生理、心理 特点,并遵循以下几条原则:
运动相合性
操纵器与显示器在运动方向上,要 符合人的习惯定式。
如顺时针旋转或自下而上,人自然认 为是增加的方向。
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