顯示裝置和操縱裝置

1、小組成員陳小紅、劉洋、顏苓芹崔緒福、丁振峰、方俊一、顯示裝置的設(shè)計(jì)1、儀表顯示設(shè)計(jì)汽車儀表的一般形式 儀表的形式包括：垂直形、水平形、半圓形、圓形、開(kāi)窗形等。我們?cè)谶x擇儀表形式的時(shí)候結(jié)合我們?cè)谶x擇儀表形式的時(shí)候結(jié)合誤讀率和視覺(jué)效果會(huì)選擇圓形的。誤讀率和視覺(jué)效果會(huì)選擇圓形的。2、表盤尺寸 表盤尺寸，以圓形儀表為例，其最佳直徑D、目視距離L、刻度顯示最大數(shù)I之間的關(guān)系。 儀表刻度盤的大小儀表刻度盤的大小對(duì)儀表的認(rèn)讀速度和對(duì)儀表的認(rèn)讀速度和精度有很大影響精度有很大影響353570mm70mm刻度盤刻度盤, , 最優(yōu)直最優(yōu)直徑為徑為44mm44mm儀表的最優(yōu)儀表的最優(yōu)視角是視角是2.52.55 5 儀

2、表玻璃與水平夾角我們?nèi)x表玻璃與水平夾角我們?nèi)?060，以此來(lái)將駕駛室內(nèi)燈光和外部入射光的放射光分散，防止散光，以及出現(xiàn)投影誤差。3、儀表指針 形狀、寬度（針尖）。我們的想法我們的想法:儀表指針我儀表指針我們?nèi)內(nèi)?e)形式形式的。的。以前的一些儀表盤指針：共同點(diǎn)：都采用了細(xì)共同點(diǎn)：都采用了細(xì)長(zhǎng)針尖型指針長(zhǎng)針尖型指針4、儀表的標(biāo)數(shù) 儀表的標(biāo)數(shù)可以參考的設(shè)計(jì)原則： （1）通常，最小刻度不標(biāo)數(shù)，最大刻度必須標(biāo)數(shù)。 （2）指針運(yùn)動(dòng)式儀表標(biāo)數(shù)的數(shù)碼應(yīng)當(dāng)垂直，表面運(yùn)動(dòng)的儀表數(shù)碼應(yīng)當(dāng)按圓形排列 （3）若儀表表面的空間足夠大，則數(shù)碼應(yīng)該標(biāo)在刻度記號(hào)外側(cè)；若儀表表面的空間有限，應(yīng)將數(shù)碼標(biāo)在刻度內(nèi)側(cè)；指針處于表

3、面外側(cè)的儀表，數(shù)碼應(yīng)一律標(biāo)在刻度內(nèi)側(cè)。 （4）開(kāi)窗式儀表窗口的大小至少應(yīng)能顯示被只是數(shù)字及其上下兩側(cè)的兩個(gè)數(shù)，以便觀察指示運(yùn)動(dòng)的方向和趨勢(shì)。 （5）對(duì)于表面運(yùn)動(dòng)的小開(kāi)窗儀表，起數(shù)碼應(yīng)該按順時(shí)針排列。 （6）對(duì)于圓形儀表，不論表面運(yùn)動(dòng)式還是指針運(yùn)動(dòng)式，均應(yīng)使數(shù)碼按順時(shí)針?lè)较蛞来卧龃蟆?（7）不做多圈使用的儀表，最好在刻度全程的頭尾之間斷開(kāi)，其首尾的間距相當(dāng)于一個(gè)大刻度為宜。5、 儀表的色彩 儀表色彩是否合適，將影響認(rèn)讀速度和誤讀率。 指針式儀表是靠指針指示的刻度、數(shù)字來(lái)顯示信息。因此，度盤面、刻度數(shù)字和指針間的顏色選擇應(yīng)使顯示的信息認(rèn)讀清晰、醒目清晰、醒目，彼此間的顏色搭配應(yīng)遵循一定的規(guī)律。數(shù)字

4、的顏色設(shè)黑白兩種顏色的明度對(duì)比最高，且較符合儀表的習(xí)慣用色級(jí)次12345678910清晰程度底色 被襯色 模糊程度底色 被襯色 所以紅光、綠光、藍(lán)光三種色最易引起人體視所以紅光、綠光、藍(lán)光三種色最易引起人體視錐細(xì)胞反應(yīng)，白色和黑色又有明顯對(duì)比效果，錐細(xì)胞反應(yīng)，白色和黑色又有明顯對(duì)比效果，所以我們?cè)谶x用儀表顏色的時(shí)候盡量選擇這些所以我們?cè)谶x用儀表顏色的時(shí)候盡量選擇這些易于辨別和對(duì)比的顏色。易于辨別和對(duì)比的顏色。 6、儀表面板布置 儀表板上的儀表位置設(shè)計(jì)原則如下： a 按儀表的重要程度排列 b 按適用順序排列 c 按功能進(jìn)行組合排列 d 按最佳零點(diǎn)方向排列 e e 按視覺(jué)特性排列按視覺(jué)特性排列f

5、f 按顯示于操縱相合性排列按顯示于操縱相合性排列7、儀表外尺寸1.取視距為500mm；2.根據(jù)人眼視覺(jué)特性，主要儀表應(yīng)設(shè)置在2040的水平視野，視平線向下30的垂直視野內(nèi)，由此我們選取水平視野25和垂直視野30；3.經(jīng)計(jì)算我們駕駛員最佳視野為短邊230mm，長(zhǎng)邊270mm的類似橢圓形區(qū)域。8、儀表尺寸 圓形儀表直徑與視距的關(guān)系 儀表盤內(nèi)包含轉(zhuǎn)速表、時(shí)速表以及水溫和油表。儀表盤內(nèi)包含轉(zhuǎn)速表、時(shí)速表以及水溫和油表。 根據(jù)上表根據(jù)上表，時(shí)速表的刻度顯示最大數(shù)為，時(shí)速表的刻度顯示最大數(shù)為200200，所，所以直徑以直徑D D取取72mm72mm；轉(zhuǎn)速表考慮一般家用的轉(zhuǎn)速為；轉(zhuǎn)速表考慮一般家用的轉(zhuǎn)速為6

6、000800060008000，所以轉(zhuǎn)速表的顯示最大數(shù)取，所以轉(zhuǎn)速表的顯示最大數(shù)取9 9，由此直，由此直徑徑D D應(yīng)該取應(yīng)該取25mm25mm；考慮到轉(zhuǎn)速表與時(shí)速表對(duì)稱，取直；考慮到轉(zhuǎn)速表與時(shí)速表對(duì)稱，取直徑徑D=72mmD=72mm，使兩個(gè)主要表盤大小相當(dāng)，便于觀察。，使兩個(gè)主要表盤大小相當(dāng)，便于觀察。 時(shí)速表精確度不高，可在時(shí)速表開(kāi)窗下加數(shù)字顯時(shí)速表精確度不高，可在時(shí)速表開(kāi)窗下加數(shù)字顯示，來(lái)顯示較精確的時(shí)速；為減輕視覺(jué)疲勞，將水示，來(lái)顯示較精確的時(shí)速；為減輕視覺(jué)疲勞，將水溫表和油表設(shè)計(jì)成立體表盤溫表和油表設(shè)計(jì)成立體表盤。9、回顧儀表及其他人機(jī)設(shè)計(jì)1、較早的儀表盤2、較為繁瑣的儀表盤3、目前

7、比較成熟的儀表盤我們的設(shè)計(jì)草圖：我們的設(shè)計(jì)草圖：二、操作裝置的人機(jī)工程學(xué)問(wèn)題1 1、操縱力和操縱位移、操縱力和操縱位移 操縱阻力操縱裝置的操縱阻力主要由摩擦阻力、彈性阻力、 粘滯阻力、慣性阻力等部分構(gòu)成。 最優(yōu)操縱力:一般推薦最優(yōu)操縱力的范圍為 手操縱 520 N； 手指操縱 25 N； 腳操縱 4590 N； 腳尖操縱 2045 N。 從能量利用的角度考慮從能量利用的角度考慮, , 在不同的用力條件下在不同的用力條件下, , 以以使用最大肌力的使用最大肌力的 1/2 1/2 和最大收縮速度的和最大收縮速度的 1/4 1/4 操作操作, ,能量利用率最高能量利用率最高, , 人較長(zhǎng)時(shí)間工作也不

8、會(huì)感到疲勞。人較長(zhǎng)時(shí)間工作也不會(huì)感到疲勞。操縱裝置的差別閾值操縱裝置的差別閾值 影響最優(yōu)操縱力的主要因素影響最優(yōu)操縱力的主要因素: : (1) (1)操縱器的結(jié)構(gòu)型式及操縱器的結(jié)構(gòu)型式及其位置其位置 (2) (2)人體的姿勢(shì)人體的姿勢(shì) (3) (3)操縱器的性質(zhì)和使用操縱器的性質(zhì)和使用要求要求 (4) (4)靜態(tài)施力操縱靜態(tài)施力操縱 (5) (5)操縱器的用力梯度操縱器的用力梯度 2 2、操縱器與顯示器的協(xié)調(diào)、操縱器與顯示器的協(xié)調(diào)性性 1）空間關(guān)系的協(xié)調(diào)性。四種旋鈕和四種儀表的位 置對(duì)應(yīng)關(guān)系，其優(yōu)劣次序?yàn)椤?、 、，有人對(duì)它們進(jìn)行過(guò) 1200 次操作試驗(yàn)出現(xiàn)操作差錯(cuò)的次數(shù)分別為0 、76 、1

9、16、129。2 2）運(yùn)動(dòng)關(guān)系的協(xié)調(diào)性）運(yùn)動(dòng)關(guān)系的協(xié)調(diào)性 顯示器指針或光點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向與操縱器的運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)當(dāng)互相協(xié)調(diào)。三、手控操作裝置的設(shè)計(jì)三、手控操作裝置的設(shè)計(jì)一、旋轉(zhuǎn)式操縱裝置的設(shè)計(jì)一、旋轉(zhuǎn)式操縱裝置的設(shè)計(jì) 旋鈕通常都是用單手操縱。按其使用功能可分為:多倍旋轉(zhuǎn)旋鈕(控制范圍超過(guò) 360) 、部分旋轉(zhuǎn)旋鈕(控制范圍不超過(guò) 360) 、定位指示旋鈕(旋鈕的操縱受臨界位置的定位控制)三類。 1 1）旋鈕的設(shè)計(jì)旋鈕的設(shè)計(jì) 旋鈕的形態(tài)旋鈕的形態(tài) 旋轉(zhuǎn)角度超過(guò)旋轉(zhuǎn)角度超過(guò) 360 360的多倍旋轉(zhuǎn)旋鈕的多倍旋轉(zhuǎn)旋鈕, , 其外形宜設(shè)其外形宜設(shè)計(jì)成圓柱形或錐臺(tái)形；計(jì)成圓柱形或錐臺(tái)形； 旋轉(zhuǎn)角度小于旋轉(zhuǎn)角度

10、小于 360 360的部分旋轉(zhuǎn)旋鈕的部分旋轉(zhuǎn)旋鈕, , 其外形宜設(shè)計(jì)其外形宜設(shè)計(jì)成成 接近圓柱形的多邊形；接近圓柱形的多邊形； 旋鈕的尺寸旋鈕的尺寸 旋鈕的尺寸大小應(yīng)根據(jù)操作時(shí)使用手指和手的部位旋鈕的尺寸大小應(yīng)根據(jù)操作時(shí)使用手指和手的部位來(lái)確定。來(lái)確定。通常通常, 旋鈕的尺寸是按操縱力來(lái)確定的旋鈕的尺寸是按操縱力來(lái)確定的, 尺寸尺寸太大或太小太大或太小, 都會(huì)使操作者感到不舒適。都會(huì)使操作者感到不舒適。2）方向盤的設(shè)計(jì) 方向盤的回轉(zhuǎn)直徑 汽車、拖拉機(jī)、工程機(jī)械方向盤的直徑為 330 600 mm ； GB 5911-86轉(zhuǎn)向盤尺寸中規(guī)定了350 、380 、400 、425 、450 、475

11、 、500 、550 mm 八種方向盤直徑的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。方向盤握把的直徑為 2050 mm 。二、移動(dòng)式操縱裝置的設(shè)計(jì)二、移動(dòng)式操縱裝置的設(shè)計(jì)1 1、操縱桿的設(shè)計(jì)、操縱桿的設(shè)計(jì) a. 操縱桿的形態(tài)和尺寸 操縱桿的粗細(xì)一般為 22 32 mm, 球形圓頭直徑為 32 mm。若采用手柄, 則直徑不宜太小, 否則會(huì)引起肌肉緊張, 長(zhǎng)時(shí)間操作容易產(chǎn)生痙攣和疲勞。 常用操縱桿執(zhí)握手柄的直徑一般為 22 32 mm, 最小不得小于 7.5 mm。 操縱桿的長(zhǎng)度與其操縱頻率有關(guān), 操縱桿越長(zhǎng), 動(dòng)作頻率應(yīng)越低。當(dāng)操縱桿長(zhǎng)度為30、40、60、100、140、240、 580 mm 時(shí), 對(duì)應(yīng)的最高操縱頻率應(yīng)為

12、 26、27、27.5、25.5、23.5、18.5、14 min-1。b. 操縱桿的行程和扳動(dòng)角度 應(yīng)適應(yīng)人的手臂特點(diǎn), 盡量做到只用手臂而不移動(dòng)身軀就可完成操作。 對(duì)于短操縱桿 ( 150 250 mm ), 行程約為150 200 mm , 左右轉(zhuǎn)角不大于 45, 前后轉(zhuǎn)角不大于 30；對(duì)于長(zhǎng)操縱桿 ( 500 700 mm ),行程約為 300 350 mm ,轉(zhuǎn)角約為 10 15。通常操縱桿的動(dòng)作角度為 30 60, 不超過(guò)90。c. 操縱桿的操縱力 最小為 30 N, 最大為 130 N, 使用頻率高的操縱桿, 操縱力最大不應(yīng)超過(guò) 60 N。例如,汽車變速桿的操縱力約為 30 50

13、 N。d. 操縱桿的位置 當(dāng)操縱力較大、采用立姿操作時(shí), 操縱桿手柄的位置應(yīng)與人的肩部等高或略低于肩部的高度；當(dāng)采用坐姿操作時(shí), 操縱桿手柄的位置應(yīng)與人的肘部等高。2 2、手柄的形狀和尺寸設(shè)計(jì)、手柄的形狀和尺寸設(shè)計(jì)對(duì)手柄設(shè)計(jì)的基本要求是: 手握舒適, 施力方便,不打滑, 動(dòng)作可控制。手柄的形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)手的結(jié)構(gòu)和生理特征進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)手執(zhí)握手柄時(shí), 施力和轉(zhuǎn)動(dòng)手柄, 都是依靠手的屈肌和伸肌共同完成的。因此, 手柄的形狀應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成使其被握住的部位與掌心和指骨間肌之間留有適當(dāng)間隙, 以減輕掌心和指骨間肌的受力, 改善手掌的血液循環(huán)狀況, 保證神經(jīng)不受過(guò)強(qiáng)的壓迫。三、按壓式操縱裝置的設(shè)計(jì) 按壓式操縱

14、裝置, 按其外形和使用情況, 大體上分為兩類: 按鈕和按鍵。它們一般只有兩種工作狀態(tài), 如“接通” 與 “切斷” 、 “開(kāi)” 與 “關(guān)” 、 “起動(dòng)” 與 “停車” 等。按鈕按鈕 按鈕必須能夠可靠地復(fù)原到初始位置, 并且對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)給出顯示。按其工作方式, 按鈕有單工位與雙工位兩種型式。 按鈕的形態(tài), 一般應(yīng)為圓形或方形, 為使操作方便, 按鈕表面宜設(shè)計(jì)成凹形。按鈕的尺寸應(yīng)根據(jù)人的手指端的尺寸和操作要求而定。用食指按壓的圓形按鈕, 直徑為 8 18 mm； 用拇指按壓的圓形按鈕, 直徑為 25 30 mm, 壓力為 10 20 N；用手掌按壓的圓形按鈕,直徑為 30 50 mm ，壓入深度為

15、10 mm, 壓力為 100 150 N；方形按鈕的邊長(zhǎng)為 10 20 mm；矩形按鈕以 1010 、 1015 或 1520 mm 為宜, 壓入深度為 5 20 mm，壓力為 5 15 N；按鈕應(yīng)高出臺(tái)面 5 12 mm, 行程為 3 6 mm ,按鈕間距為 12.5 25 mm ,最小不得小于 6 mm。三、 腳控操縱裝置的設(shè)計(jì)1、腳控操縱裝置的型式和操縱特點(diǎn)腳控操縱裝置有兩種類型: 腳踏板和腳踏鈕腳踏板又分直動(dòng)式、擺動(dòng)式和回轉(zhuǎn)式 汽車采用踏板中的直動(dòng)式，加速踏板以腳跟為支點(diǎn)；制動(dòng)踏板為腳懸空的方式。腳踏鈕在汽車中并不多見(jiàn)。2 2、腳控操縱裝置的適宜用力、腳控操縱裝置的適宜用力 腳控操縱裝

16、置在坐姿操作的情況下, 當(dāng)腳蹬用力小于 227 N 時(shí), 腿的屈折角以107為宜；當(dāng)腳蹬用力大于227 N時(shí), 腿的屈折角以130為宜。 用腳的前端進(jìn)行操作時(shí), 腳踏板上的允許用力不宜超過(guò)60 N；用腳和腿同時(shí)進(jìn)行操作時(shí), 腳踏板上的允許用力可達(dá)1200 N； 對(duì)于快速動(dòng)作的腳踏板, 用力應(yīng)減少到20 N。 在操縱過(guò)程中, 操作者往往會(huì)將腳放在腳踏板上,為了防止腳踏板被無(wú)意碰移而發(fā)生誤操作, 腳踏板應(yīng)有一定的起動(dòng)阻力, 該起動(dòng)阻力至少應(yīng)當(dāng)超過(guò)腳休息時(shí)腳踏板的承受力。 腳控操縱裝置的空間位置直接影響腳的施力和操縱效率 對(duì)于蹬力要求較大的腳動(dòng)操縱裝置, 其前后位置應(yīng)設(shè)計(jì)在腳所能及的距離范圍之內(nèi),

17、左右位置應(yīng)設(shè)計(jì)在人體中線兩側(cè)各10 15范圍內(nèi), 應(yīng)當(dāng)使腳和腿在操作時(shí)形成一個(gè)施力單元。為此, 大、小腿間的夾角應(yīng)在 105 135范圍內(nèi), 以 120為最優(yōu)。這種姿勢(shì)下, 腳的蹬力可達(dá) 2250 N, 是轎車駕駛室腳踏板空間布置的推薦設(shè)計(jì)。轎車駕駛室腳踏轎車駕駛室腳踏板的空間布置板的空間布置符合手指操縱位置的凹陷現(xiàn)階段的汽車中控制器的布置大體相同。在設(shè)計(jì)操縱裝置時(shí)，對(duì)于不同功能的操縱器按鈕設(shè)置不同的控制力，在按鈕平面設(shè)置不同的凹凸感和不同顏色的符號(hào)提示，駕駛員會(huì)感覺(jué)到操縱的變化性，減少疲勞和操縱的失誤。 四、優(yōu)化設(shè)計(jì)四、優(yōu)化設(shè)計(jì)1 1、按鈕、按鍵的優(yōu)化、按鈕、按鍵的優(yōu)化 凸起和凹陷面彎曲面平面2 2、方向盤的優(yōu)化、方向盤的優(yōu)化 方向盤是人在操縱汽車過(guò)程中，控制時(shí)間最長(zhǎng)的操縱器。在方向盤的尺寸符合國(guó)家標(biāo)注的前提下，可以上下調(diào)整，以適應(yīng)不同身高的人的不同需求。長(zhǎng)時(shí)間握緊方向盤會(huì)使手心出汗，要求包裹方向盤的材料具有良好的透氣性和通風(fēng)性能。根據(jù)人左右手習(xí)慣，在設(shè)置方向盤位置時(shí)，應(yīng)該滿足這兩部分消費(fèi)群體的生理需