安全人機(jī)工程-ch05-1

1、第第 五五 章章 人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)與評價人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)與評價 第一節(jié)：人機(jī)界面的安全設(shè)計(jì) 顯示器、控制器設(shè)計(jì) 第二節(jié)：作業(yè)環(huán)境的設(shè)計(jì) 溫度、照明、色彩、有毒環(huán)境、噪聲、振動環(huán)境等 第三節(jié)：安全防護(hù)裝置人機(jī)學(xué)設(shè)計(jì) 作用與分類；設(shè)計(jì)原則；典型設(shè)計(jì) 第四節(jié)：人機(jī)系統(tǒng)安全與可靠性 1.掌握顯示器、控制器與作業(yè)環(huán)境的設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)方法，可靠性的定義及其量化指標(biāo)間的關(guān)系，提高人機(jī)系統(tǒng)安全可靠性的途徑。 2理解顯示器與控制器配置設(shè)計(jì)原則，安全色及安全標(biāo)志的意義，安全防護(hù)裝置的設(shè)計(jì)原則。 3了解人機(jī)系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)的內(nèi)容及原則，指針式顯示形式的選擇，控制器的類型，溫度環(huán)境對人體的影響與體溫調(diào)節(jié)，照明對工效的

2、影響，色彩與工效的關(guān)系，有毒環(huán)境、噪聲、振動環(huán)境及其他環(huán)境的評價標(biāo)準(zhǔn)，安全防護(hù)裝置的作用與分類。了解人的可靠性影響因素及人因失誤分析；了解機(jī)械的可靠度計(jì)算。 4具有人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步能力；具備對一般企業(yè)中人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行安全分析與評價的能力。 傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)其主要目標(biāo)是其主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能，雖然或，雖然或多或少地涉及了人的因素，但主要是考慮如何讓人適應(yīng)機(jī)，多或少地涉及了人的因素，但主要是考慮如何讓人適應(yīng)機(jī)，而不是機(jī)適應(yīng)人的需求，而人機(jī)系統(tǒng)的而不是機(jī)適應(yīng)人的需求，而人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)安全設(shè)計(jì)不僅要不僅要讓讓機(jī)適應(yīng)人，而且還要考慮人機(jī)之間的相互協(xié)調(diào)性、安全性機(jī)適應(yīng)人，

3、而且還要考慮人機(jī)之間的相互協(xié)調(diào)性、安全性等等。等等。 要減少事故發(fā)生，就需要從設(shè)計(jì)開始重視安全，進(jìn)要減少事故發(fā)生，就需要從設(shè)計(jì)開始重視安全，進(jìn)行行安全設(shè)計(jì)安全設(shè)計(jì)。 人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)主要包括人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)主要包括人機(jī)界面的設(shè)計(jì)、作業(yè)環(huán)人機(jī)界面的設(shè)計(jì)、作業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)、安全防護(hù)裝置設(shè)計(jì)以及人機(jī)系統(tǒng)的安全可靠性設(shè)境設(shè)計(jì)、安全防護(hù)裝置設(shè)計(jì)以及人機(jī)系統(tǒng)的安全可靠性設(shè)計(jì)計(jì)等。等。 第一節(jié)第一節(jié) 人機(jī)界面的安全設(shè)計(jì)人機(jī)界面的安全設(shè)計(jì) 人機(jī)界面設(shè)計(jì)信息交互。 在工業(yè)領(lǐng)域，許多重大的事故都源于人機(jī)界面設(shè)計(jì)不當(dāng)。 良好的人機(jī)界面設(shè)計(jì)：能夠提高系統(tǒng)的整體安全、可靠性能； 能夠提高運(yùn)行人員操作的準(zhǔn)確度、舒適性；減

4、少由于長期在特定環(huán)境、特定工況下工作引起的職業(yè)病的發(fā)生，減少重大操作事故和對操作人員造成的生理或心理上的傷害。 人機(jī)界面的設(shè)計(jì)主要包括顯示器和控制器的設(shè)計(jì)。 顯示器是機(jī)器將信息傳遞給人的裝置，即人機(jī)信息交換的界面。 顯示器的設(shè)計(jì)決定著操作者接受的信息的速度和準(zhǔn)確度，進(jìn)而影響工作效率 。顯示器的選擇和設(shè)計(jì)，必須符合人的感覺通道的傳遞特征。（形狀、大小、顏色、標(biāo)度、空間分布、響度、亮度、頻率、照明、背景、距離等） 視覺顯示器；聽覺顯示器；觸覺顯示器； “望聞問切”一、顯示器設(shè)計(jì)一、顯示器設(shè)計(jì)（一）顯示器的性能要求（一）顯示器的性能要求 1)用簡單明了的方式傳遞信息，使傳遞信息的形式盡量能直接表達(dá)信

5、息的內(nèi)容，以減少譯碼的錯誤。 2)顯示精度要適當(dāng)，保證最少的認(rèn)讀時間。 3)顯示形式要符合操作者的習(xí)慣，易于了解，避免換算，減少訓(xùn)練時間，減少受習(xí)慣干擾造成解釋不一致的差錯。 4)根據(jù)作業(yè)條件(如照明、速度、振動、操作者的位置、運(yùn)動的約束等)，運(yùn)用最有效的顯示技術(shù)和顯示方法，要使顯示變化速度與操作者的反應(yīng)能力相適應(yīng)。（避免超能力極限） （二）顯示器設(shè)計(jì)的基本原則（二）顯示器設(shè)計(jì)的基本原則 1)準(zhǔn)確性原則：明顯度高、可見度高、可讀（辨）性好、闡明力強(qiáng)。 2)簡單性原則：表達(dá)信息直接，減少譯碼，減少裝飾 。 3)一致性原則：顯示器的顯示方式和操作者的思維過程應(yīng)當(dāng)和諧一致（指針運(yùn)動方向與機(jī)器或控制器

6、運(yùn)動方向一致） 。 4)排列性原則： 使用頻率或重要性高，布置在視野中心3范圍內(nèi)；對重要的顯示器設(shè)置儀表失效警告裝置(光、聲等)；功能分區(qū)；盡量緊湊，縮小視野范圍；排列適合人的視覺特點(diǎn)，考慮缺陷者。 使用哪種顯示類型和哪種顯示方式，使用哪種顯示類型和哪種顯示方式，主要取決于主要取決于顯示的目顯示的目的的和和被顯示內(nèi)容的性質(zhì)被顯示內(nèi)容的性質(zhì), ,要根據(jù)不同的工作場合和工作要求要根據(jù)不同的工作場合和工作要求來確定。來確定。 如：有的要求精確的數(shù)量顯示；有的要求明顯地顯示某如：有的要求精確的數(shù)量顯示；有的要求明顯地顯示某一種狀態(tài)；有的要求顯示各信息之間的比較。對于顯示器的一種狀態(tài)；有的要求顯示各信息

7、之間的比較。對于顯示器的要求，要求，是使操縱者能夠是使操縱者能夠快速辨別、準(zhǔn)確認(rèn)讀、不易失誤、不快速辨別、準(zhǔn)確認(rèn)讀、不易失誤、不易疲勞易疲勞。以以誤認(rèn)百分率、誤解百分率、認(rèn)讀所需時間誤認(rèn)百分率、誤解百分率、認(rèn)讀所需時間三個參量評價。三個參量評價。顯示狀態(tài)有顯示狀態(tài)有靜態(tài)顯示靜態(tài)顯示和和動態(tài)顯示動態(tài)顯示。視覺顯示方式有兩種：視覺顯示方式有兩種：定量顯示定量顯示和和定性顯示定性顯示。 1）定量顯示定量顯示包括包括數(shù)字式顯示數(shù)字式顯示、指針式模擬顯示指針式模擬顯示等兩類。等兩類。 作為定量顯示，在靜態(tài)顯示的條件下數(shù)字顯示產(chǎn)生的誤讀率較低，且作為定量顯示，在靜態(tài)顯示的條件下數(shù)字顯示產(chǎn)生的誤讀率較低，且

8、認(rèn)讀時間短。認(rèn)讀時間短。 格雷瑟在格雷瑟在1949年用八個指針式儀表和一個數(shù)字顯示儀表，對受過訓(xùn)練的飛行員年用八個指針式儀表和一個數(shù)字顯示儀表，對受過訓(xùn)練的飛行員和大學(xué)生進(jìn)行認(rèn)讀實(shí)驗(yàn)。和大學(xué)生進(jìn)行認(rèn)讀實(shí)驗(yàn)。結(jié)果：三針式高度計(jì)誤讀率最高結(jié)果：三針式高度計(jì)誤讀率最高并且認(rèn)讀時間最長。并且認(rèn)讀時間最長。 數(shù)字式顯示的特點(diǎn)：數(shù)字式顯示的特點(diǎn)：認(rèn)讀過程簡單速度快，讀數(shù)準(zhǔn)確精度認(rèn)讀過程簡單速度快，讀數(shù)準(zhǔn)確精度高（適應(yīng)于靜態(tài)顯示，高（適應(yīng)于靜態(tài)顯示，誤讀率為指針模擬顯示的誤讀率為指針模擬顯示的1/10 ）。）。但反映不了偏差量；但反映不了偏差量； 指針式模擬顯示的特點(diǎn)：能連續(xù)的、直觀的指針式模擬顯示的特點(diǎn)：

9、能連續(xù)的、直觀的反映機(jī)器的運(yùn)反映機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)或預(yù)測機(jī)器的變化趨勢。行狀態(tài)或預(yù)測機(jī)器的變化趨勢。給人以形象化的啟示，不給人以形象化的啟示，不但反映測量的偏差量，而且也顯示了偏差方向。適合于靜但反映測量的偏差量，而且也顯示了偏差方向。適合于靜態(tài)。態(tài)。輪船：輪船：75以上用指針以上用指針式儀表檢查設(shè)備的運(yùn)行情況。式儀表檢查設(shè)備的運(yùn)行情況。2)定性顯示方式定性顯示方式 要求和目的：要求和目的：準(zhǔn)確有效地表明機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，而不準(zhǔn)確有效地表明機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，而不需要記錄和顯示精確的數(shù)值需要記錄和顯示精確的數(shù)值。標(biāo)志顯示（視覺編碼）標(biāo)志顯示（視覺編碼） 用不同標(biāo)志將機(jī)器或設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分類，

10、作出區(qū)用不同標(biāo)志將機(jī)器或設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分類，作出區(qū)分性的顯示。如機(jī)械的準(zhǔn)備狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、停止?fàn)顟B(tài)、正分性的顯示。如機(jī)械的準(zhǔn)備狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、停止?fàn)顟B(tài)、正常區(qū)、危險區(qū)等。常區(qū)、危險區(qū)等。l數(shù)字和文字?jǐn)?shù)字和文字：電梯顯示器：電梯顯示器l幾何圖形：幾何圖形：收錄機(jī)鍵盤收錄機(jī)鍵盤l色彩：色彩：安全色安全色（GB28932001）信息符號的顏色最多不超過）信息符號的顏色最多不超過10種。種。 實(shí)驗(yàn)表明，在實(shí)驗(yàn)表明，在數(shù)字、字母、幾何形狀、位置和色彩數(shù)字、字母、幾何形狀、位置和色彩這五種常用的視覺編這五種常用的視覺編碼方式中，碼方式中，數(shù)字和顏色數(shù)字和顏色編碼最為有效，而按編碼最為有效，而按位置編碼

11、位置編碼的效率最低。的效率最低。形象化顯示形象化顯示 形象化顯示可以具體直觀地顯示機(jī)器的狀態(tài)。形象化顯示可以具體直觀地顯示機(jī)器的狀態(tài)。設(shè)計(jì)指針式儀表應(yīng)考慮的安全人機(jī)工程學(xué)問題：刻度盤刻度盤的形狀和大小是否合理；的形狀和大小是否合理；指針式儀表的大小與觀察距離是否比例適當(dāng)；指針式儀表的大小與觀察距離是否比例適當(dāng)；刻度盤的刻度盤的刻度劃分刻度劃分、數(shù)字和字母的、數(shù)字和字母的形狀、大小形狀、大小以及以及刻度盤色彩對比刻度盤色彩對比是是否便于監(jiān)控者迅速而準(zhǔn)確地識讀；否便于監(jiān)控者迅速而準(zhǔn)確地識讀；根據(jù)監(jiān)控者所處的位置，指針式儀表是否布置在最佳視區(qū)范圍內(nèi)。根據(jù)監(jiān)控者所處的位置，指針式儀表是否布置在最佳視區(qū)

12、范圍內(nèi)。l表排列時顯示形式表排列時顯示形式 當(dāng)用多表排列顯示幾個同類當(dāng)用多表排列顯示幾個同類性質(zhì)的數(shù)量（或質(zhì)量）的增性質(zhì)的數(shù)量（或質(zhì)量）的增高或下降是，采用高或下降是，采用豎放的直豎放的直線刻度盤儀表最為有利線刻度盤儀表最為有利 。l一表雙顯示一表雙顯示 一表雙顯示可以克服兩只儀表一表雙顯示可以克服兩只儀表數(shù)值比較數(shù)值比較時的困難，但這種儀表易產(chǎn)生誤讀，只有表時的困難，但這種儀表易產(chǎn)生誤讀，只有表盤比較大時才會使用，這時必須使兩個表針盤比較大時才會使用，這時必須使兩個表針的的形狀、顏色、針尾形狀、顏色、針尾不相同。不相同。 l帶式儀表帶式儀表 對于具有較多的刻度線，又需對于具有較多的刻度線，又

13、需要控制刻度線密度時，可采用帶式要控制刻度線密度時，可采用帶式刻度儀表?？潭葍x表。 l對稱雙指針儀表對稱雙指針儀表 這種表盤可以這種表盤可以同時顯示左右狀態(tài)同時顯示左右狀態(tài)。如圖所。如圖所示，示，左右兩個指針對稱安排，可以明顯看出左右兩個指針對稱安排，可以明顯看出兩個相同或相反的控制狀態(tài)兩個相同或相反的控制狀態(tài)。l直角坐標(biāo)式儀表直角坐標(biāo)式儀表 圖為兩個相互垂直的刻度表標(biāo)圖為兩個相互垂直的刻度表標(biāo)尺，和兩條指線垂直相交構(gòu)成的儀尺，和兩條指線垂直相交構(gòu)成的儀表，中央表，中央“+”+”形表示機(jī)器當(dāng)前的狀形表示機(jī)器當(dāng)前的狀態(tài)，兩條指線指出態(tài)，兩條指線指出兩個控制參數(shù)兩個控制參數(shù)，這種儀表可用于這種儀表

14、可用于二維函數(shù)的圖解二維函數(shù)的圖解。 1 1）刻度盤的設(shè)計(jì)）刻度盤的設(shè)計(jì)l形狀選擇形狀選擇有有圓型、半圓型、豎直型、水平型和開窗型圓型、半圓型、豎直型、水平型和開窗型等五種。圖表等五種。圖表示在一定的照度下，各種表型顯示的誤讀率比較。示在一定的照度下，各種表型顯示的誤讀率比較。試分析原因？開窗型，開窗型，由于指針不動，刻度數(shù)字動，顯示的數(shù)字少，其由于指針不動，刻度數(shù)字動，顯示的數(shù)字少，其誤讀率最小。誤讀率最小。與此相反，與此相反，圓型，半圓型圓型，半圓型等，由于需在儀表中尋找和確認(rèn)等，由于需在儀表中尋找和確認(rèn)指針的位置，相對開窗型數(shù)字多，在較短的顯示時間內(nèi)比開指針的位置，相對開窗型數(shù)字多，在較

15、短的顯示時間內(nèi)比開窗型的誤讀率高，但因可以用窗型的誤讀率高，但因可以用指針的傾角指針的傾角來推測顯示量，因來推測顯示量，因此高于水平型和豎直型顯示。圓形的掃描路線比直線短。此高于水平型和豎直型顯示。圓形的掃描路線比直線短。水平和豎直型水平和豎直型由于尋找指針位置最費(fèi)時間，在提示時間短由于尋找指針位置最費(fèi)時間，在提示時間短的情況下，誤讀率最高，但與豎直型相比，的情況下，誤讀率最高，但與豎直型相比，水平型的誤讀率水平型的誤讀率偏低偏低，這是因?yàn)檠矍虻倪\(yùn)動快的緣故。，這是因?yàn)檠矍虻倪\(yùn)動快的緣故。原因分析：原因分析：與與人的觀察距離（視角）有關(guān)。人的觀察距離（視角）有關(guān)。 最佳視角為2.55，如何理解

16、？刻度盤直徑刻度盤直徑 mm觀察時間觀察時間 s平均反應(yīng)時間平均反應(yīng)時間 s讀錯率讀錯率 %250.820.766440.720.724700.755.7312 以圓形為例：以圓形為例： 直徑直徑:25mm 上升；上升；80mm下降下降 ；直徑在；直徑在3070mm之間的刻度盤認(rèn)之間的刻度盤認(rèn)讀效果較好。讀效果較好。 試驗(yàn)：視距為試驗(yàn)：視距為75mm時，直徑時，直徑25、44、70試驗(yàn)，試驗(yàn)，44最好最好識讀速度、識讀準(zhǔn)確性還與識讀速度、識讀準(zhǔn)確性還與刻度大小、刻度線刻度大小、刻度線的類型、的類型、刻度刻度線的寬度和刻度線的長短線的寬度和刻度線的長短有關(guān)。有關(guān)。 刻度盤上最小刻度線間的距離稱為

17、刻度盤上最小刻度線間的距離稱為刻度刻度，刻度大小可根據(jù)人，刻度大小可根據(jù)人眼的眼的最小分辨能力最小分辨能力（ 0.61mm,一般一般12.5mm）和刻度盤的）和刻度盤的材料性質(zhì)材料性質(zhì)(鋼、鋁等鋼、鋁等 1.0mm，銅，銅0.5mm）及視距而定。）及視距而定。 即刻度線的粗細(xì)；刻度線寬度取決于刻度大小。研究表明，即刻度線的粗細(xì)；刻度線寬度取決于刻度大小。研究表明，當(dāng)刻度線寬度為刻度的當(dāng)刻度線寬度為刻度的10%左右時，讀數(shù)地誤差最小左右時，讀數(shù)地誤差最小。一般。一般取刻度大小的取刻度大小的1015%；普通刻度線的寬度常取為；普通刻度線的寬度常取為0.20.02mm；遠(yuǎn)距離觀察可?。贿h(yuǎn)距離觀察可取

18、0.60.8mm，帶有精密裝置取，帶有精密裝置取0.00150.1mm觀察距離觀察距離 m長度長度 mm長刻度線長刻度線中刻度線中刻度線短刻度線短刻度線0.5以內(nèi)以內(nèi)5.54.12.30.50.910.07.14.30.91.820.014.08.61.83.640.028.017.03.66.067.048.029.0 模擬顯示大都是靠指針指示。指針的形狀、寬窄、長短和色彩配置指針的形狀、寬窄、長短和色彩配置形狀形狀指針形狀要單純、明確，不應(yīng)有裝飾。指針形狀要單純、明確，不應(yīng)有裝飾。 指針的基本形狀各種箭頭形狀的比較3)指針指針指針設(shè)計(jì)的人機(jī)學(xué)問題指針設(shè)計(jì)的人機(jī)學(xué)問題 寬度寬度指針針尖寬度應(yīng)

19、與最短刻度線等寬。指針不應(yīng)接觸刻度盤面，指針針尖寬度應(yīng)與最短刻度線等寬。指針不應(yīng)接觸刻度盤面，但要盡量貼近盤面。但要盡量貼近盤面。精度精度要求很要求很高高的儀表，其的儀表，其指針和刻度盤面應(yīng)裝配在指針和刻度盤面應(yīng)裝配在同一平面內(nèi)同一平面內(nèi)。 長度長度指針的針尖不要覆蓋刻度，一般離開刻度記號指針的針尖不要覆蓋刻度，一般離開刻度記號1.6mm左右。左右。 顏色顏色指針的顏色與刻度盤的顏色應(yīng)有較鮮明的對比。指針、刻度指針的顏色與刻度盤的顏色應(yīng)有較鮮明的對比。指針、刻度和表盤的配色關(guān)系要符合人的和表盤的配色關(guān)系要符合人的色覺原理色覺原理。一般：亮底暗指針。一般：亮底暗指針優(yōu)于優(yōu)于暗底亮暗底亮指針。（墨

20、綠色和淡黃色表盤配白色或黑色，誤讀率最?。缓谏突尹S指針。（墨綠色和淡黃色表盤配白色或黑色，誤讀率最??；黑色和灰黃色表盤配白色刻度，誤讀率最大）色表盤配白色刻度，誤讀率最大） 其特點(diǎn)是其特點(diǎn)是顯示簡單、準(zhǔn)確、可顯示各種讀數(shù)和狀態(tài)的具體顯示簡單、準(zhǔn)確、可顯示各種讀數(shù)和狀態(tài)的具體數(shù)值數(shù)值，對于需要記數(shù)或讀取數(shù)值的作業(yè)來說，這類顯示器具，對于需要記數(shù)或讀取數(shù)值的作業(yè)來說，這類顯示器具有有認(rèn)讀速度快、精度高，且不易產(chǎn)生視覺疲勞等認(rèn)讀速度快、精度高，且不易產(chǎn)生視覺疲勞等優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)。（4） 信號顯示設(shè)計(jì)信號顯示設(shè)計(jì)1)信號顯示特征信號顯示特征特點(diǎn)：特點(diǎn)：面積小、視距遠(yuǎn)、引人注目且簡單明了，但信面積小、視距

21、遠(yuǎn)、引人注目且簡單明了，但信息量有限，當(dāng)信號太多時，會形成雜亂和干擾。息量有限，當(dāng)信號太多時，會形成雜亂和干擾。信號裝置主要有信號裝置主要有兩個作用兩個作用，其一，其一是指示性的是指示性的，即引起，即引起操作者的注意，或指示操作，具有傳遞信息的作用；操作者的注意，或指示操作，具有傳遞信息的作用；其二是其二是顯示工作狀態(tài)顯示工作狀態(tài)，即反映某個指令、某種操作或，即反映某個指令、某種操作或某種運(yùn)行過程的執(zhí)行情況。某種運(yùn)行過程的執(zhí)行情況。 2)信號燈設(shè)計(jì)所依據(jù)的主要原則信號燈設(shè)計(jì)所依據(jù)的主要原則 信號燈的視距和亮度：在一定視距下，能引起人注意的信號燈，其亮度至少兩倍于背景兩倍于背景的亮度，同時背景以

22、灰暗無光為好，但信號燈的亮度太大會造成眩目而影響觀察。見表表5-2信號燈的顏色：信號燈的顏色：作為作為警戒、禁止、停頓警戒、禁止、停頓或指示不安全或指示不安全情況的信號燈，最好使用情況的信號燈，最好使用紅紅色色；提請注意提請注意的信號燈用的信號燈用黃色黃色；表示；表示正常正常運(yùn)行運(yùn)行的信號燈用的信號燈用綠色綠色。 表表5-2 能見距離與空氣透明度的關(guān)系能見距離與空氣透明度的關(guān)系大氣狀態(tài)大氣狀態(tài)透明系數(shù)透明系數(shù)能見距離能見距離 km空氣絕對純凈空氣絕對純凈0.99200透明度非常好透明度非常好0.97150很透明很透明0.96100透明度良好透明度良好0.9250透明度中等透明度中等0.8120

23、空氣稍許混濁空氣稍許混濁0.6610空氣混濁（霾）空氣混濁（霾）0.364空氣很混濁（濃霾）空氣很混濁（濃霾）0.122薄薄 霧霧0.0151中中 霧霧2 10-4 8 10-100.50.2濃濃 霧霧10-19 10-340.10.05極濃霧極濃霧10-34幾十幾十 幾米幾米3）閃光信號）閃光信號 閃光信號較之固定光信號更能引起人閃光信號較之固定光信號更能引起人注意，閃光信號的作用是：注意，閃光信號的作用是： 引起觀察者的進(jìn)一步注意；引起觀察者的進(jìn)一步注意； 指示操作者立即采取行動；指示操作者立即采取行動； 反映不符指令要求的信息；反映不符指令要求的信息； 用閃光的快慢指示機(jī)器或部件運(yùn)動速度

24、的快慢；用閃光的快慢指示機(jī)器或部件運(yùn)動速度的快慢； 用以指示警覺或危險信號。用以指示警覺或危險信號。 閃光信號的閃爍頻率一般為閃光信號的閃爍頻率一般為0.61.67Hz，較優(yōu)先和較緊，較優(yōu)先和較緊急的信息可使用較高的閃爍頻率（急的信息可使用較高的閃爍頻率（1020Hz） 。 4）信號燈形象和復(fù)和顯示）信號燈形象和復(fù)和顯示 形象顯示：形象顯示：為了使信號燈的顯示與其代表的含意有為了使信號燈的顯示與其代表的含意有邏輯上的聯(lián)系，用一些形象化的辦法效果最好。如邏輯上的聯(lián)系，用一些形象化的辦法效果最好。如用用“”代表方向，用代表方向，用“”或或“O”表示禁止；用表示禁止；用“！”表示警覺、危險；用較快的

25、閃光表示快速，表示警覺、危險；用較快的閃光表示快速，用較慢的閃光表示慢速等，這就是信號燈的形象顯用較慢的閃光表示慢速等，這就是信號燈的形象顯示。示。 復(fù)合顯示：復(fù)合顯示：當(dāng)所要顯示的信息內(nèi)容較復(fù)雜時，往往當(dāng)所要顯示的信息內(nèi)容較復(fù)雜時，往往單個信號燈難以勝任，在此情況下，可采用多個信單個信號燈難以勝任，在此情況下，可采用多個信號燈的復(fù)合顯示來實(shí)現(xiàn)。號燈的復(fù)合顯示來實(shí)現(xiàn)。 例子例子1 1：現(xiàn)代汽車尾燈的設(shè)計(jì)就采用了顏色編碼。汽車的尾：現(xiàn)代汽車尾燈的設(shè)計(jì)就采用了顏色編碼。汽車的尾燈是給后方汽車駕駛員指示前方車輛行駛情況的，對避免前燈是給后方汽車駕駛員指示前方車輛行駛情況的，對避免前后相撞有重要意義，

26、其復(fù)合燈光指示：有車、剎車、轉(zhuǎn)彎等。后相撞有重要意義，其復(fù)合燈光指示：有車、剎車、轉(zhuǎn)彎等。白燈用于夜間行駛時倒車用。白燈用于夜間行駛時倒車用。例子例子2：信號燈復(fù)合顯示的另一個典型例子是：信號燈復(fù)合顯示的另一個典型例子是飛機(jī)著陸信號飛機(jī)著陸信號系統(tǒng)系統(tǒng)。它是在跑道燈的兩則各安一組燈，當(dāng)飛機(jī)下滑軌跡。它是在跑道燈的兩則各安一組燈，當(dāng)飛機(jī)下滑軌跡過高時，這組燈光形成過高時，這組燈光形成“丄丄”形排列；過低時形成形排列；過低時形成“丅丅”形排列；當(dāng)飛機(jī)出現(xiàn)危險的俯沖時，形排列；當(dāng)飛機(jī)出現(xiàn)危險的俯沖時，“丅丅”形信號燈成為形信號燈成為紅色；只有當(dāng)下滑軌跡合適時，才出現(xiàn)紅色；只有當(dāng)下滑軌跡合適時，才出現(xiàn)

27、“+”形排列形排列 。 現(xiàn)代信息顯示中，廣泛應(yīng)用各種類型的符號標(biāo)志，從交通現(xiàn)代信息顯示中，廣泛應(yīng)用各種類型的符號標(biāo)志，從交通（鐵路、公路、海上）路標(biāo)、航標(biāo)、氣象標(biāo)志，到毒物危險（鐵路、公路、海上）路標(biāo)、航標(biāo)、氣象標(biāo)志，到毒物危險標(biāo)志、工程圖、地圖、電子線路、商標(biāo)、電子元器件等，種標(biāo)志、工程圖、地圖、電子線路、商標(biāo)、電子元器件等，種類繁多，形式不一，但通常都類繁多，形式不一，但通常都采用與其指示的含義相一致的采用與其指示的含義相一致的簡化圖形，以作為一種高度概括、簡練、形象生動的通用信簡化圖形，以作為一種高度概括、簡練、形象生動的通用信息載體來代替信號的傳示息載體來代替信號的傳示。符號標(biāo)志的應(yīng)用

28、，。符號標(biāo)志的應(yīng)用，有利于操作者有利于操作者迅速觀察和辨認(rèn)，提高了信息的傳遞速度迅速觀察和辨認(rèn)，提高了信息的傳遞速度，在某些場合顯得，在某些場合顯得更經(jīng)濟(jì)。更經(jīng)濟(jì)。 符號標(biāo)志的評價標(biāo)準(zhǔn)：符號標(biāo)志的評價標(biāo)準(zhǔn)： 識別性、注目性、視認(rèn)性、可讀性、聯(lián)想性。識別性、注目性、視認(rèn)性、可讀性、聯(lián)想性。（6）顯示器布局）顯示器布局 顯示器布置得當(dāng)，可提高認(rèn)讀效果，減少巡檢時間，顯示器布置得當(dāng)，可提高認(rèn)讀效果，減少巡檢時間，提高工作效率。提高工作效率。 顯示器布局中的主要問題有兩個：一是選擇顯示器布局中的主要問題有兩個：一是選擇最佳認(rèn)讀最佳認(rèn)讀區(qū)域區(qū)域；二是；二是儀表的配置方法儀表的配置方法。 1)顯示器位置與

29、反應(yīng)速度的關(guān)系 1973年海恩斯年海恩斯（Haines）和吉利蘭和吉利蘭（Gililand）將信號燈布置在視野的不將信號燈布置在視野的不同區(qū)域上同區(qū)域上,等反應(yīng)時間曲線等反應(yīng)時間曲線。 從圖中可得出如下的結(jié)論：從圖中可得出如下的結(jié)論： 最快的反應(yīng)區(qū)域最快的反應(yīng)區(qū)域在視中心上下在視中心上下8 8，右右4545左左1010的范圍內(nèi)，這個區(qū)域的范圍內(nèi)，這個區(qū)域明顯地明顯地偏向右方偏向右方，在此，視中心區(qū)域也是視力，在此，視中心區(qū)域也是視力最好，最清晰，因而最好，最清晰，因而認(rèn)讀效率最高的區(qū)認(rèn)讀效率最高的區(qū)域域。 隨著反應(yīng)速度下降，等反應(yīng)時間曲線的擴(kuò)大，上述偏右的現(xiàn)象逐漸減弱，隨著反應(yīng)速度下降，等反應(yīng)

30、時間曲線的擴(kuò)大，上述偏右的現(xiàn)象逐漸減弱，但始終有一定偏量，但始終有一定偏量，可見可見儀表布置靠右比靠左有利儀表布置靠右比靠左有利；在對角線上，在對角線上，右下角右下角135方向方向的的視區(qū)優(yōu)視區(qū)優(yōu)于其它三個（于其它三個（45、225、315）方向的視區(qū)。方向的視區(qū)。2)刻度盤指針式儀表群刻度盤指針式儀表群的布局的布局 l儀表群的排列儀表群的排列 檢查用顯示檢查用顯示的的目的目的是監(jiān)視機(jī)器的是監(jiān)視機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)機(jī)器。當(dāng)機(jī)器處于正常情況時，處于正常情況時，很多儀表指針都處很多儀表指針都處于穩(wěn)定的顯示狀態(tài)；于穩(wěn)定的顯示狀態(tài)；一旦某部分出現(xiàn)異一旦某部分出現(xiàn)異常，相關(guān)的那支儀常，相關(guān)的那支儀

31、表才會出現(xiàn)變位顯表才會出現(xiàn)變位顯示。示。 l顯示器的空間位置安放原則顯示器的空間位置安放原則方向方向：表盤應(yīng)與視線垂直，面板應(yīng)后仰：表盤應(yīng)與視線垂直，面板應(yīng)后仰30角。角。位置位置：位于操作者的正前方，視距：位于操作者的正前方，視距71cm為宜，和為宜，和眼平齊；眼平齊；范圍范圍：水平水平方向在人的視角方向在人的視角30 45 范圍內(nèi)，范圍內(nèi)，垂直垂直向上向上最佳視角最佳視角范圍為水平視線以下范圍為水平視線以下0 30 范圍，范圍，最大最大布置范圍上布置范圍上30 ，下，下45 。2535原則：原則：布置顯示器時，應(yīng)布置顯示器時，應(yīng)當(dāng)考慮讓操縱者不必運(yùn)動當(dāng)考慮讓操縱者不必運(yùn)動頭部和眼晴，更不要

32、移動頭部和眼晴，更不要移動座位，即可一眼看清全部座位，即可一眼看清全部顯示器。顯示器。 一般可根據(jù)顯示器的數(shù)一般可根據(jù)顯示器的數(shù)量和控制室的容量，選擇量和控制室的容量，選擇直線形布置，弧形布置或直線形布置，弧形布置或彎折形布置彎折形布置等布置方式。等布置方式。l顯示面板的總體形式顯示面板的總體形式l儀表板上的儀表布置儀表板上的儀表布置依據(jù)：依據(jù)：人的視野、眼的運(yùn)動規(guī)律等特征。人的視野、眼的運(yùn)動規(guī)律等特征。儀表的儀表的使用頻率、順序、重要程度和功能使用頻率、順序、重要程度和功能。即：重要性原則、。即：重要性原則、使用頻率原則、功能原則和使用順序原則使用頻率原則、功能原則和使用順序原則。區(qū)：重要顯

33、示，最佳認(rèn)讀區(qū)；區(qū)：重要顯示，最佳認(rèn)讀區(qū)；區(qū)為經(jīng)常觀察和記錄的儀表；區(qū)為經(jīng)常觀察和記錄的儀表；區(qū)為生產(chǎn)管理儀表，如總電壓電流表、區(qū)為生產(chǎn)管理儀表，如總電壓電流表、物流總流量及緊急報警裝置；物流總流量及緊急報警裝置；區(qū)為顯示盤面的操縱部分，可布置啟區(qū)為顯示盤面的操縱部分，可布置啟動、停車的按鈕；動、停車的按鈕；區(qū)布置不常用的操縱和控制顯示轉(zhuǎn)換區(qū)布置不常用的操縱和控制顯示轉(zhuǎn)換的一些裝置及電話；的一些裝置及電話；區(qū)布置不重要或不常用的顯示裝置。區(qū)布置不重要或不常用的顯示裝置。在人機(jī)系統(tǒng)中，也利用聲音這一媒介來顯示、傳遞人與機(jī)之間的信息。聽覺顯示器分成兩大類：一類是音響及報警裝置一類是音響及報警裝置；

34、另一類是語言傳示裝語言傳示裝置。置。大大于于40dB（A） 二、控制器的設(shè)計(jì)二、控制器的設(shè)計(jì)（一）控制器的類型（一）控制器的類型（1）按操縱方式（身體器官）劃分）按操縱方式（身體器官）劃分 1）手控制器手控制器 2）足控制器足控制器 （2）按控制器的功能劃分）按控制器的功能劃分 1）開關(guān)控制器開關(guān)控制器，用于簡單的開或關(guān)，啟動或停止。常用的有，用于簡單的開或關(guān)，啟動或停止。常用的有按鈕、踏板、手柄等。按鈕、踏板、手柄等。 2）轉(zhuǎn)換控制器轉(zhuǎn)換控制器，適用于系統(tǒng)，適用于系統(tǒng)不同狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換不同狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。如手柄、。如手柄、選擇開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、操縱盤等。選擇開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、操縱盤等。 3）調(diào)整

35、控制器調(diào)整控制器，用于調(diào)整系統(tǒng)中，用于調(diào)整系統(tǒng)中工作參數(shù)定量增加或減少工作參數(shù)定量增加或減少。如旋鈕、手輪、操縱盤等。如旋鈕、手輪、操縱盤等。 4）制動控制器，制動控制器，用于緊急狀態(tài)下啟動或停止。要求靈敏度高、用于緊急狀態(tài)下啟動或停止。要求靈敏度高、可靠性強(qiáng)，如制動閘、操縱桿、手柄、按鈕等。可靠性強(qiáng)，如制動閘、操縱桿、手柄、按鈕等。（二）控制器的選擇（二）控制器的選擇 （1）按功能選擇）按功能選擇 機(jī)器設(shè)備的機(jī)器設(shè)備的不同運(yùn)行狀態(tài)不同運(yùn)行狀態(tài)決定了控制器的決定了控制器的功能功能?？刂蒲b置控制裝置名稱名稱使用功能使用功能啟動啟動不連續(xù)調(diào)節(jié)不連續(xù)調(diào)節(jié)定量調(diào)節(jié)定量調(diào)節(jié)連續(xù)控制連續(xù)控制輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)

36、據(jù)按鈕按鈕O 旋鈕選擇開關(guān)旋鈕選擇開關(guān) O 旋鈕旋鈕 OOO 踏鈕踏鈕O 踏板踏板 OO曲柄曲柄 OO手輪手輪 OO操縱桿操縱桿 OO鍵盤鍵盤 O（2）按工作要求選擇）按工作要求選擇控制器的控制器的工作要求工作要求主要包括：主要包括：工作精度工作精度；工作性質(zhì)工作性質(zhì)；操縱力大小操縱力大小等。等。 表表5-3 5-3 不同工作情況下選擇控制裝置的建議不同工作情況下選擇控制裝置的建議工作情況工作情況建議使用的控制器建議使用的控制器操操 縱縱 力力 較較 小小 情情 況況 2 個分開的裝置個分開的裝置按鈕、踏鈕、撥動開關(guān)、搖動開關(guān)按鈕、踏鈕、撥動開關(guān)、搖動開關(guān)4 個分開的裝置個分開的裝置按鈕、撥動

37、開關(guān)、旋鈕、選擇開關(guān)按鈕、撥動開關(guān)、旋鈕、選擇開關(guān)4 24 個分開的裝置個分開的裝置同心成層旋鈕、鍵盤、撥動開關(guān)、同心成層旋鈕、鍵盤、撥動開關(guān)、旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)25 個以上分開的裝置個以上分開的裝置鍵盤鍵盤小區(qū)域的連續(xù)裝置小區(qū)域的連續(xù)裝置旋鈕旋鈕較大區(qū)域的連續(xù)裝置較大區(qū)域的連續(xù)裝置曲柄曲柄操操 縱縱 力力 較較 大大 2 個分開的裝置個分開的裝置扳手、杠桿、大按鈕、踏鈕扳手、杠桿、大按鈕、踏鈕3 24 個分開的裝置個分開的裝置扳手、杠桿扳手、杠桿小區(qū)域連續(xù)性裝置小區(qū)域連續(xù)性裝置手輪、踏板、杠桿手輪、踏板、杠桿大區(qū)域連續(xù)性裝置大區(qū)域連續(xù)性裝置大曲柄大曲柄表5-4 用于追蹤的控制裝置選擇追

38、蹤信號的運(yùn)動形式追蹤信號的運(yùn)動形式 適宜的控制器類型適宜的控制器類型方案比較方案比較圓圓 形形圓圓 形形 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 動動最最 好好直直 線線圓圓 形形 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 動動好好直直 線線直直 線線 移移 動動中中 等等圓圓 形形直直 線線 移移 動動一一 般般（3）控制器的選擇原則）控制器的選擇原則一般原則：一般原則： 1）快速而精確度高快速而精確度高的操作一般采用的操作一般采用手控或指控手控或指控裝置，裝置，用用力的操作力的操作則采用則采用手臂及下肢手臂及下肢控制；控制； 2）手控制器應(yīng)安排在）手控制器應(yīng)安排在肘和肩高度之間肘和肩高度之間且容易接觸到的位且容易接觸到的位置，并且易于看見；置，并且易于看見；

39、 3）緊急制動緊急制動的控制器要盡量與其他控制器有的控制器要盡量與其他控制器有明顯區(qū)分明顯區(qū)分，避免混淆；避免混淆； 4）控制器的類型及方式應(yīng)盡可能）控制器的類型及方式應(yīng)盡可能適合人的操作適合人的操作特性，避特性，避免操作失誤。免操作失誤。（1）控制器信息的反饋）控制器信息的反饋 人在操縱控制器時，控制器的狀態(tài)要及時地通過人的手、人在操縱控制器時，控制器的狀態(tài)要及時地通過人的手、腳、眼或其他器官腳、眼或其他器官反饋反饋給操作者，以保證操作的可靠性及有給操作者，以保證操作的可靠性及有效度。效度。即要保證反饋的可靠性和有效性。即要保證反饋的可靠性和有效性。 形式：形式：1）光顯示）光顯示2）振動變

40、化）振動變化3）音響顯示。）音響顯示。常由控制器定位機(jī)構(gòu)中自動發(fā)出常由控制器定位機(jī)構(gòu)中自動發(fā)出也可以裝設(shè)專門的聯(lián)動音響裝置。也可以裝設(shè)專門的聯(lián)動音響裝置。 4）操縱阻力。是控制反饋的主要因素。）操縱阻力。是控制反饋的主要因素。（三）（三） 控制器設(shè)計(jì)中的人機(jī)因素控制器設(shè)計(jì)中的人機(jī)因素表表5-5 摩擦、彈性、粘滯性等控制器的阻力特性摩擦、彈性、粘滯性等控制器的阻力特性類型類型舉例舉例特性特性優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn)缺缺 點(diǎn)點(diǎn)用途用途摩擦力摩擦力開關(guān)閘開關(guān)閘刀刀開始時阻力較大，開始時阻力較大，開關(guān)滑動時阻力開關(guān)滑動時阻力即下降即下降因阻力大，可減少意因阻力大，可減少意外動作外動作控制準(zhǔn)確度控制準(zhǔn)確度低低宜作不宜

41、作不連續(xù)控連續(xù)控制制彈彈 力力彈簧作彈簧作用等用等阻力隨控制器移阻力隨控制器移動距離加長而增動距離加長而增大大控制準(zhǔn)度確高；控制控制準(zhǔn)度確高；控制器能自動歸回空位器能自動歸回空位控制器到中控制器到中間位置要定間位置要定位時，需設(shè)位時，需設(shè)定位裝置定位裝置可作連可作連續(xù)控制續(xù)控制粘滯力粘滯力活塞作活塞作用等用等阻力與控制器移阻力與控制器移動速度相對應(yīng)動速度相對應(yīng)控制準(zhǔn)度高；運(yùn)動速控制準(zhǔn)度高；運(yùn)動速度均勻；穩(wěn)定性好度均勻；穩(wěn)定性好造價高造價高宜作連宜作連續(xù)控制續(xù)控制慣性力慣性力起重機(jī)起重機(jī)的搖把的搖把等等阻力由多級結(jié)構(gòu)阻力由多級結(jié)構(gòu)的慣性產(chǎn)，一般的慣性產(chǎn)，一般較大較大允許平滑移動；因需允許平滑移動

42、；因需較大作用力，故減少較大作用力，故減少了意外移動的可能了意外移動的可能操作疲勞；操作疲勞；移動準(zhǔn)確性移動準(zhǔn)確性差差可用于可用于不精確不精確控制控制操縱阻力的大小與控制器的操縱阻力的大小與控制器的類型、位置、移動距離、操作類型、位置、移動距離、操作頻率、力的方向頻率、力的方向等因素有關(guān)。一般操縱力必須控制在施力方等因素有關(guān)。一般操縱力必須控制在施力方向的最佳施力范圍內(nèi)，而向的最佳施力范圍內(nèi)，而最小阻力應(yīng)最小阻力應(yīng)大于大于操作人員手腳的操作人員手腳的最最小敏感壓力小敏感壓力。 控制器到位時應(yīng)使控制器到位時應(yīng)使阻力阻力發(fā)生一種變化，作為反饋信息傳發(fā)生一種變化，作為反饋信息傳達(dá)給操縱者。達(dá)給操縱者

43、。 表5-6 不同控制器所要求的最小阻力（N）控制器類型控制器類型所需最小阻力所需最小阻力手動按鈕2.8（手指5；手掌10）扳動開關(guān)2.8旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)3.3旋 鈕01.7搖 柄922手 輪22手 柄9腳動按鈕5.6( 如果腳停留在控制器上 )17.8( 如果腳不停留在控制器上 )腳踏板44.5( 如果腳停留在控制器上 )17.8( 如果腳不停留在控制器上 )（2）控制運(yùn)動方向與系統(tǒng)的關(guān)系）控制運(yùn)動方向與系統(tǒng)的關(guān)系控制器的主要控制器的主要目的目的是是控制系統(tǒng)的變化控制系統(tǒng)的變化，應(yīng)盡量使應(yīng)盡量使控制器的操作方向與系統(tǒng)過程控制器的操作方向與系統(tǒng)過程的變化方向相一致的變化方向相一致，這樣可以使控制器

44、這樣可以使控制器的的操作形象化操作形象化，又可，又可使控制器的操作和使控制器的操作和系統(tǒng)的變化之間產(chǎn)生一定的系統(tǒng)的變化之間產(chǎn)生一定的邏輯關(guān)系邏輯關(guān)系，有利于操作人員記憶和辨認(rèn)，提高操作有利于操作人員記憶和辨認(rèn)，提高操作效率。效率?？刂破鞯倪\(yùn)動方向應(yīng)與人們在控制器的運(yùn)動方向應(yīng)與人們在社會上與心理上的固定概念一社會上與心理上的固定概念一致致，如向上扳、順時針方向轉(zhuǎn)意味，如向上扳、順時針方向轉(zhuǎn)意味接通或加強(qiáng)。接通或加強(qiáng)。（3）控制器編碼）控制器編碼 編碼的目的：一是為了說明控制器的編碼的目的：一是為了說明控制器的位置或狀態(tài)，以便位置或狀態(tài)，以便確認(rèn)操作的準(zhǔn)確性確認(rèn)操作的準(zhǔn)確性；二是使二是使不同的控制

45、器各具特點(diǎn)不同的控制器各具特點(diǎn)，便于記，便于記憶、尋找和感受信息，保證操作的正確性。憶、尋找和感受信息，保證操作的正確性。 1形狀和表紋編碼形狀和表紋編碼 根據(jù)控制器的用途，將控制器設(shè)計(jì)成不同的根據(jù)控制器的用途，將控制器設(shè)計(jì)成不同的形狀和觸覺能形狀和觸覺能辨認(rèn)的表紋辨認(rèn)的表紋，以使，以使視覺上和觸覺視覺上和觸覺上易于上易于區(qū)分區(qū)分。幾何形狀幾何形狀15 注意：注意：1）形狀編碼要盡量簡單易識別；）形狀編碼要盡量簡單易識別； 2）形狀編碼的形態(tài)設(shè)計(jì)要盡量與其使用功能的特點(diǎn)）形狀編碼的形態(tài)設(shè)計(jì)要盡量與其使用功能的特點(diǎn)相吻合；相吻合； 3）控制器的形狀編碼的手感要好；當(dāng)戴手套操作時，）控制器的形狀編

46、碼的手感要好；當(dāng)戴手套操作時，也應(yīng)能較好地分辨和使用。也應(yīng)能較好地分辨和使用。 海軍雷達(dá)系統(tǒng)控制 鈕 美空軍控制器形狀編碼三類旋鈕控制器三類旋鈕控制器連續(xù)旋轉(zhuǎn)鈕（控制范圍超過連續(xù)旋轉(zhuǎn)鈕（控制范圍超過360o） 部分旋轉(zhuǎn)鈕部分旋轉(zhuǎn)鈕（控制范圍不超過（控制范圍不超過360） 定位指示旋鈕定位指示旋鈕（控制范圍有固定的邊界限）（控制范圍有固定的邊界限） 2大小編碼大小編碼 應(yīng)用范圍較小，通常在同一系統(tǒng)中只能設(shè)計(jì)應(yīng)用范圍較小，通常在同一系統(tǒng)中只能設(shè)計(jì)大、中、小三大、中、小三種規(guī)格。由于種規(guī)格。由于大小編碼的視覺和觸覺感知度小的原因，大小編碼的視覺和觸覺感知度小的原因，常與其他形式編碼一起使用常與其他形

47、式編碼一起使用。幾何。幾何大小大小5 5 3位置編碼位置編碼 要求：位置編碼的控制器數(shù)量不多，并須與人的操作順序和要求：位置編碼的控制器數(shù)量不多，并須與人的操作順序和操作習(xí)慣相一致操作習(xí)慣相一致 。（盲位定位盲位定位）位置編碼的標(biāo)準(zhǔn)化；操作方法編碼4色彩編碼色彩編碼 色彩編碼一般不單獨(dú)使用，常與形狀編碼、大小編碼等合并使用。色彩編碼一般不單獨(dú)使用，常與形狀編碼、大小編碼等合并使用。5種種5符號編碼符號編碼 在控制器上標(biāo)以不同的在控制器上標(biāo)以不同的文字或圖形符號文字或圖形符號以區(qū)別不同的控制器。以區(qū)別不同的控制器。示意性符號示意性符號減少了大腦譯碼的過程。減少了大腦譯碼的過程。符號應(yīng)力求簡單、達(dá)

48、意、明顯、易認(rèn)。符號應(yīng)力求簡單、達(dá)意、明顯、易認(rèn)。（4）操作控制系統(tǒng)）操作控制系統(tǒng)的安全因素的安全因素l操作誤差的種類操作誤差的種類 資料表明，資料表明，58%78%的操作誤差所引起的事故是由于的操作誤差所引起的事故是由于人機(jī)關(guān)系協(xié)調(diào)性不夠造成的。人機(jī)關(guān)系協(xié)調(diào)性不夠造成的。 1）置換差錯。）置換差錯。 其主要原因是不同功用的控制器位置安排不適當(dāng)或控制其主要原因是不同功用的控制器位置安排不適當(dāng)或控制器的識別標(biāo)志不明顯。器的識別標(biāo)志不明顯。 2）調(diào)節(jié)錯誤。）調(diào)節(jié)錯誤。 調(diào)節(jié)控制時，調(diào)錯控制器的位置，致使機(jī)器或設(shè)備的運(yùn)調(diào)節(jié)控制時，調(diào)錯控制器的位置，致使機(jī)器或設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生錯誤。如自動走刀機(jī)床的進(jìn)

49、刀深度及速度的控制。行狀態(tài)發(fā)生錯誤。如自動走刀機(jī)床的進(jìn)刀深度及速度的控制。 3）逆轉(zhuǎn)錯誤。）逆轉(zhuǎn)錯誤。 操作控制器時，操作控制器時，操作的方向與實(shí)際需要的方向相反，操作的方向與實(shí)際需要的方向相反，因而因而產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)錯誤。產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)錯誤。 原因原因是控制器的運(yùn)動方向不合人的操作習(xí)慣，控制器的方是控制器的運(yùn)動方向不合人的操作習(xí)慣，控制器的方向與機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)方向或與指示器的方向向與機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)方向或與指示器的方向缺邏輯上的聯(lián)缺邏輯上的聯(lián)系，或系，或控制器本身缺乏醒目的導(dǎo)向標(biāo)志?？刂破鞅旧砣狈π涯康膶?dǎo)向標(biāo)志。 4）無意的操作錯誤）無意的操作錯誤 在使用控制器時在使用控制器時忘記復(fù)位或固定忘記復(fù)位或固定，操作時

50、間不準(zhǔn)確操作時間不準(zhǔn)確，以及，以及操作不小心操作不小心等，都能造成無意的錯誤。等，都能造成無意的錯誤。 其其原因有原因有：控制器本身缺乏復(fù)位裝置或某種報警信號系統(tǒng)；：控制器本身缺乏復(fù)位裝置或某種報警信號系統(tǒng)；操縱部件的阻力不夠，手感不強(qiáng)，操作時難以感覺出操縱量操縱部件的阻力不夠，手感不強(qiáng)，操作時難以感覺出操縱量的大小；控制器的配置量和操縱力超過了人的操作能力，使的大??；控制器的配置量和操縱力超過了人的操作能力，使人難以方便地操作。人難以方便地操作。（四）（四） 典型控制器設(shè)計(jì)典型控制器設(shè)計(jì)（1）手操縱小型控制器設(shè)計(jì)）手操縱小型控制器設(shè)計(jì) 手的運(yùn)動有如下特征：垂直面垂直面內(nèi)手的運(yùn)動速度比在水平面

51、內(nèi)快，準(zhǔn)確度高；內(nèi)手的運(yùn)動速度比在水平面內(nèi)快，準(zhǔn)確度高；手從手從上往下上往下運(yùn)動比從下往上運(yùn)動為快；運(yùn)動比從下往上運(yùn)動為快；在水平面內(nèi)，手的在水平面內(nèi)，手的前后前后運(yùn)動比左右運(yùn)動快，作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動比運(yùn)動比左右運(yùn)動快，作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動比作直線運(yùn)動的速度快。對一般人來說，作直線運(yùn)動的速度快。對一般人來說，右手右手運(yùn)動比左手快，運(yùn)動比左手快，且右手向右運(yùn)動比向左運(yùn)動為快；且右手向右運(yùn)動比向左運(yùn)動為快；手向手向接近身體接近身體方向運(yùn)動比離開身體方向這兩個運(yùn)動時，速方向運(yùn)動比離開身體方向這兩個運(yùn)動時，速度最慢；度最慢；順時針順時針方向運(yùn)動比逆時針方向運(yùn)動為快；方向運(yùn)動比逆時針方向運(yùn)動為快；單手單手操作的精確度高，

52、速度快。操作的精確度高，速度快。 根據(jù)功能要求，旋鈕可以旋轉(zhuǎn)一圈、多圈、或不滿一圈、可以連續(xù)多次旋轉(zhuǎn)，也可以定位旋轉(zhuǎn)。 根據(jù)旋鈕的形狀，可分為圓形旋鈕，指針形旋鈕和手動轉(zhuǎn)盤等。 旋鈕設(shè)計(jì) 按鈕有兩種結(jié)構(gòu)：一種是按則下降，松則彈起，這是單作用按鈕；還有一種按下之后可以鎖住，再撳時才能彈回，這是具有保持位的雙作用按鈕。 按鈕有三個主要參數(shù)：直徑、作用力及移動距離。直徑，對大拇指可取20mm，其它手指可取為15mm。直徑大于15mm時，可將頂部做成球面線凹坑，以便于手感定位。單指按鈕的阻力，大拇指按鈕可取為2.9419.6N，其他手指按鈕可取為1.475.89N 。 按鈕設(shè)計(jì) 扳動開關(guān)一般有扳動開關(guān)

53、一般有“開開”、“關(guān)關(guān)”兩個位置，手柄兩個位置，手柄長度最大可取長度最大可取50mm，最小不得小于最小不得小于5mm。其中以其中以船形開關(guān)船形開關(guān)翻轉(zhuǎn)速翻轉(zhuǎn)速度最度最快快，推拉開關(guān)和滑推拉開關(guān)和滑動開關(guān)動開關(guān)由于行程和阻力由于行程和阻力的原因，動作時間較長。的原因，動作時間較長。扳動開關(guān)具有操作簡便、扳動開關(guān)具有操作簡便、動作迅速的優(yōu)點(diǎn)動作迅速的優(yōu)點(diǎn)。扳動開關(guān)設(shè)計(jì)（2）操縱桿設(shè)計(jì)）操縱桿設(shè)計(jì) 操縱桿多用在拖拉機(jī)，起重機(jī)，履帶式機(jī)動車輛，飛機(jī)等交通工具和各種重型的控制系統(tǒng)。 優(yōu)點(diǎn)： 可以利用較大的杠桿比，操縱阻力較大的控制器。 使操縱桿的運(yùn)動方向與被控機(jī)器的運(yùn)動方向一致，可以實(shí)現(xiàn)模擬操作。如飛機(jī)

54、向后拉時即仰起上升。 操縱桿宜作推、拉等直線運(yùn)動，較旋轉(zhuǎn)式操縱動作反應(yīng)快。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：搬動角度不能很大，因此不宜作大幅度連續(xù)控制，而且調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性也較差。 （3）腳和腿操縱的控制器設(shè)計(jì)）腳和腿操縱的控制器設(shè)計(jì) 適用條件：適用條件： 1）需要連續(xù)進(jìn)行操作，而用手操作又不方便的場合；）需要連續(xù)進(jìn)行操作，而用手操作又不方便的場合； 2）無論是連續(xù)性控制還是間歇性控制，其操縱力超過）無論是連續(xù)性控制還是間歇性控制，其操縱力超過510kg的情況下；的情況下； 3）手的控制工作量太大，不足以完成控制任務(wù)時。）手的控制工作量太大，不足以完成控制任務(wù)時。 腳動控制器主要有腳動控制器主要有腳踏板，腳踏鈕和腳動開

55、關(guān)腳踏板，腳踏鈕和腳動開關(guān)等。當(dāng)操縱力等。當(dāng)操縱力超過超過515kg，或，或操縱力小于操縱力小于5kg，但需要連續(xù)操作時，但需要連續(xù)操作時，宜選用，宜選用腳踏板。對于操縱力較小，且不需連續(xù)控制時，宜選用腳踏鈕腳踏板。對于操縱力較小，且不需連續(xù)控制時，宜選用腳踏鈕或腳踏開關(guān)?；蚰_踏開關(guān)。 腳踏板有兩種：一種是調(diào)節(jié)用腳踏板，如汽車的制動踏板等，這種踏板應(yīng)使之隨移動距離而增加阻力以便產(chǎn)生增量的反饋，如圖；另一種是開關(guān)踏板，如汽車起動馬達(dá)腳踏按鈕等。 腳踏板的設(shè)計(jì)對于對于蹬力要求較大蹬力要求較大的腳操縱器，其空間位置應(yīng)考慮到的腳操縱器，其空間位置應(yīng)考慮到施力的方便性，施力的方便性，即使腳和整個腿在操作

56、時形成一個施即使腳和整個腿在操作時形成一個施力單元力單元。大、小腿間的夾角應(yīng)在。大、小腿間的夾角應(yīng)在105135 范圍內(nèi)，范圍內(nèi)，以以120 為最佳，這種姿勢下腳的蹬力可達(dá)為最佳，這種姿勢下腳的蹬力可達(dá)2250N。對于蹬力要求較小的腳操縱器，考慮坐姿時腳的施力方便，大、小腿夾角以105 110 為宜。（四）（四） 顯示裝置與控制裝置綜合布局顯示裝置與控制裝置綜合布局 顯示裝置及控制裝置的設(shè)計(jì)顯示裝置及控制裝置的設(shè)計(jì)基本要求基本要求就是要保證人、機(jī)雙方就是要保證人、機(jī)雙方的信息能夠迅速準(zhǔn)確地交流。減少信息加工的復(fù)雜性，從而提的信息能夠迅速準(zhǔn)確地交流。減少信息加工的復(fù)雜性，從而提高工作效率。高工作

57、效率。 （1）顯示裝置與控制裝置綜合布局的原則顯示裝置與控制裝置綜合布局的原則時間順序原則 對于必須按一定先后時間順序顯示的儀表或按一定順序?qū)τ诒仨毎匆欢ㄏ群髸r間順序顯示的儀表或按一定順序操作的控制器，應(yīng)按照它們起作用的時間順序依次排列操作的控制器，應(yīng)按照它們起作用的時間順序依次排列 。數(shù)值輸入旋鈕的排序 功能順序原則 這是指按多個控制器的作用順序排列布置顯示器及控制器。如果功能的順序不止一個時，應(yīng)按主要功能順序排列。顯示器或控制器按功能順序排成直線時，由左向右或由上向下排列；如果是圓形排列應(yīng)取順時針方向。 使用頻率原則 使用頻率最高的顯示器或控制器應(yīng)布置在最佳的信息接受區(qū)域或最佳操作區(qū)。 重

58、要性原則重要的顯示器或控制器即便使用的頻率不高，也應(yīng)布置在比較方便的位置。 運(yùn)動方向性原則在儀表板上布置的顯示器和控制器，其旋轉(zhuǎn)方向或移動方向應(yīng)遵守下表所示的運(yùn)動方向原則 。 運(yùn)動形式運(yùn)動形式增增減減旋轉(zhuǎn)運(yùn)動旋轉(zhuǎn)運(yùn)動順時針順時針反時針反時針豎直移動豎直移動向上向上向下向下水平移動水平移動向右向右向左向左前后移動前后移動遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離靠近靠近（2）控制器布局）控制器布局 控制器布局中主要有三個問題：控制器布局中主要有三個問題：一是控制器應(yīng)布置在什一是控制器應(yīng)布置在什么位置；二是各控制器之間的間隔；三是防止意外誤操作的么位置；二是各控制器之間的間隔；三是防止意外誤操作的措施。措施。 1）控制器的位置設(shè)計(jì)

59、）控制器的位置設(shè)計(jì)原則原則:考慮各種控制器本身操作特點(diǎn)考慮各種控制器本身操作特點(diǎn)，將其，將其布置在這種控制布置在這種控制的最佳操作區(qū)域之內(nèi)的最佳操作區(qū)域之內(nèi)。如顏色編碼；位置編碼控制器；聯(lián)。如顏色編碼；位置編碼控制器；聯(lián)系較多的控制器應(yīng)盡量互相靠近，控制器的排列和位置要系較多的控制器應(yīng)盡量互相靠近，控制器的排列和位置要符合其操作程序和邏輯關(guān)系，還應(yīng)適合人左右手及左右腳符合其操作程序和邏輯關(guān)系，還應(yīng)適合人左右手及左右腳的能力。的能力。 將將旋鈕、板動開關(guān)和旋鈕、板動開關(guān)和按鈕按鈕三種控制器分別布置三種控制器分別布置在三個距操作者在三個距操作者760mm760mm的控的控制板上，作操縱實(shí)驗(yàn)，從制板

60、上，作操縱實(shí)驗(yàn)，從區(qū)域圖上可看出，區(qū)域圖上可看出，板動開板動開關(guān)的適應(yīng)操作區(qū)域最小，關(guān)的適應(yīng)操作區(qū)域最小，其次是旋鈕，操作區(qū)域最其次是旋鈕，操作區(qū)域最大的是按鈕。大的是按鈕。產(chǎn)生這樣的產(chǎn)生這樣的結(jié)果主要結(jié)果主要取決于各種控制取決于各種控制器的手動方法，動作距離器的手動方法，動作距離及移動方向及移動方向。 圖圖5-6 不同控制器的操作域 2）控制器的間隔設(shè)計(jì)）控制器的間隔設(shè)計(jì) 控制器之間過小間隔會明顯地增加誤操作率。控制器的間距取決于控制器的形式，操作順序和是否需要防護(hù)等因素。控制器的安排和間隔應(yīng)盡可能做到在盲目定位等動作時，有較好的操作效率。 控制器的形式對于控制器間隔的影響很大。 不同形式的