人机工程学4显示操纵 教育学习

第四章显示及操纵装置设计,1显示装置的类型与设计原则2视觉信息显示设计3听觉信息传示设计4操纵装置的类型与设计原则5操纵装置设计的人机因素,0,1显示装置的类型及设计原则,一、显示装置的类型及性能特点二、显示装置设计的一般人机学原则,1,一、显示装置的类型及性能特点,显示装置人机系统中，机器通过人的感觉通道向人传递信息的装置。,2,按人接受信息的感觉器官分：,3,按显示形式可分为：仪表显示（有数字式、刻度指针式）信号显示（信号灯、听觉信号、触觉信号）荧光屏显示,4,二、显示装置设计的一般人机学原则,GB/T16251-1996工作系统设计的人类工效学原则信号与显示器设计的一般人机学原则：以适合于人的感知特性的方式来加以选择、设计和配置。信号和显示器的种类和数量应符合信息的特性；当显示器数量很多时，为能清晰地识别信息，其空间配置应保证能清晰、迅速地提供可靠的信息；信号和显示器的种类和设计应保证清晰易辨；信号显示的变化速率和方向应与主信息源变化的速率、方向一致；在以观察和监视为主的长时间工作中，应通过信号和显示器的设计和配置来避免超负荷和负荷不足的影响。,5,2视觉信息显示设计,一、仪表显示设计二、信号显示设计,6,一、仪表显示设计,仪表刻度盘,仪表形式与误读率,7,刻度盘尺寸：在基本保证能清晰分辨刻度的情况下，选取较小的直径。一般情况下，刻度盘外轮廓对应的视角可取=2.55。故一般刻度盘外廓尺寸D与视距L的关系可为：L/D=1123,8,考虑因素有：数码与字符的尺寸大小；字符宽高比和笔画粗细；字体、字符形状；主体色与背景色搭配；光照强弱；认读速度等。,数码与字符,9,刻度标值；刻度间距；刻度线,刻度与刻度线,1234511.522.53,1020301015,10201020,a)适宜,a)不适宜,10,指针形状应有鲜明的指向性特征指针的形状和长度、宽度；指针的零位,指针,指针造型的指向性,11,一般布置原则,所在平面与人的正常视线尽量垂直；布置紧凑，按重要性和观视频度，分别布置在合适视区；按操作流程，从上到下、从左到右、顺时针方向布置；按功能分区原则布置；定性显示的检查、警戒类仪表的零位和辅助线；定性显示的检查、警戒类仪表的零位和辅助线；被显示对象与显示有容易理解的一一对应关系。,仪表面板形式与布置,12,二、信号显示设计,1、信号灯显示的特点特点：面积小、视距远、醒目、简单明了，但信息负荷有限，信号太多时，形成杂乱或干扰。作用：指示（如灯塔、交通信号灯），显示工作状态通常一种信号指示一种状态或情况。,13,2、信号灯设计信号灯视距与亮度信号灯与背景的亮度和亮度比，能见度信号灯的颜色稳光与闪光信号的闪频信号灯布置与仪表布置相似信号灯的形状、组合与编码,14,3、荧光屏设计荧光屏的显示特点：可显示图形、符号、信号、文字等多种信息，即可作追踪显示，又可显示动态画面。,15,目标的亮度、呈现时间目标指在荧光屏上显示的视觉信息载体，如图形、符号、文字等。目标的运动速度目标的形状、大小和颜色目标与背景的关系屏面,不同形状目标辨认效率的优劣次序,16,3、图形符号设计图形符号是以图象为主要特征的视觉信号，用绘画、书写、印刷或其它方法制作，用来传递事物或概念对象的信息，而不依赖语言。（GB7093.1-1986）,17,图形符号显示的特点：直观、简明、精练、易懂，可使不同年龄、不同文化、不同国家、不同语言的人都可较快理解。应用领域：技术文件、设备仪表的操作指示、包装、公共信息（如安全、交通等）、,18,图形符号设计的一般原则:内涵不要过大，准确理解，不产生歧义构形简单，突出对象主要属性构形醒目、清晰、易懂、易辨、易记、易制边界明确、稳定尽量采用封闭轮廓图形，利于目光积聚,19,各种箭头形状的比较,20,3听觉信息传示设计,一、听觉信息传示装置二、听觉信息传示装置的设计、选用原则,21,一、听觉信息传示装置,特点：反应快，可配置在任一方向，用语言通话时的应答性好应用场合：信号简单、简短，要求传递迅速，传示后无须查对，只涉及过程和时间性事件，视觉负担过重或环境不利于采用视觉信号，人员处于巡视状态，并需要从干扰中辨别信号。种类：铃、蜂鸣器、汽笛、警报器、喇叭、枪声、锣声等,22,二、听觉信息传示装置的设计、选用原则,噪音环境下，显示、报警装置的频率选择在噪音掩蔽效应最小的范围内；为引起注意，采用断续信号；报警信号采用变频；警报、信号灯组合使用；传递很远或穿越障碍物时，提高强度、采用低频；小范围内使用时，为避免干扰、混淆，尽量减少不必要的音响装置；使用两个及其以上听觉信号时，应有明显差异。,23,4操纵装置的类型及设计原则,一、操纵装置及其类型二、手控操纵装置设计三、脚控操纵装置的设计,24,一、操纵装置及其类型,操纵装置将人的输出信息转换为机器的输入信息的装置。实现人对机器的指挥控制。其设计要充分考虑人体尺寸、生理、心理、体力、能力、运动特征。与视、听觉相比，触觉功能和触觉特性：不太敏感适应迅速有立体感,25,操纵装置的类型,1、按操控方式分手动、脚动、声控操纵器2、按运动方式分旋转式、移动式、按压式3、按功能分开关式、转换式、调节式,26,操纵器设计的一般要求:,尺寸、形状要适应人体结构尺寸要求与人的施力和运动输出特性相适应多个控制器时，应易于识别尽量利用自然的控制动作、身体重力与显示器或被控对象的工作状态相适应造型设计简单、美观、适用,27,二、手控操纵装置设计,1、操纵手把的设计（1）手把的形状应与手的生理特点相适应；（2）手把的形状便于触觉对其进行识别；（3）尺寸应符合人手尺度的需要，,28,2、适宜的操纵力范围,平稳旋转操纵的最大用力,手控操纵器的最大用力,29,3、操纵器的适宜尺寸如:名称尺寸,cm位移,cm阻力,N按钮开关指尖操作:Dmin=1.25x=0.31.252.8511.35拇指按压:Dmin=1.8定位旋钮D=3.57.5视觉定位:151218h=25盲目定位:30,30,三、脚控操纵装置的设计,1、应用场合需要较大操纵力，如F50150N；需要连续操作又不便用手；手的操作负荷太大，如汽车油门、制动控制等；一般用在坐姿且有靠背时。,31,2、适宜的操纵力为防无意踩动，至少40N阻力3、结构形式及尺寸设计长、宽、行程；布置位置,效率：187178176140171次/min,32,4、操纵装置的选择考虑：人的操纵能力：速度、肌力、连续工作能力等；操纵装置的功能、形状、布置、运动状态、经济因素等,33,5操纵装置设计的人机因素,一、操纵-显示比二、操纵器编码三、操纵主从协调四、操纵器布置,34,一、操纵-显示比,操纵显示比是操纵器和显示器移动量之比，即C/D。C/D灵敏度适于粗调或快速调节；精度不易控制C/D灵敏度适于精调，精度易控制，调节时间长,D,D,C,C,35,国外实验表明,一般:旋钮，最佳C/D=0.20.8操纵杆或手柄，最佳C/D=2.54.0,36,二、操纵器编码,即使每个操纵器具有鲜明的特征，以互相区别避免混淆，避免误操作。易于识别，便于操作大小差20%以上，可较快感知较好的照明条件下使用，常与大小、形状组合使用；遵循有关技术标准足够操作空间、排列方向、盲操作按压、旋转、推拉等通过手感、脚感识别操纵器上或旁标示文字、符号,形状编码,位置编码,大小编码,色彩编码,操作方法编码,字符编码,37,三、操纵主从协调,操纵主从协调的一般原则：1、操纵主从运动方向的一致性2、操纵主从在不同平面时的互动协调3、操纵方向与某些功能要求的