控制装置之设计

控制裝置之設計控制機制從簡單的電燈開關到飛機與核電廠的操作裝置，種類差異很大，但牽涉的基本人員功能均為接收資訊，處理，選定行動，執行行動。控制裝置非僅四肢的單純延伸，其設計須配合使用者的感覺、知覺、心裡運動能力與人體尺寸等特性。9.1相容性9.1.1群體定型反應9.1.2空間相容性9.1.3移動相容性9.1.1群體定型反應又稱為刻板印象(populationsterotype)一社會群體具有類似的文化特性或人格特質，以致造成他們對某些事物形成一種相同的成見。例如：進口貨：質優價昂種族膚色：愈淺愈白愈優秀外貌長相：壞人-獐頭鼠目；

王子公主-俊男美女相容性可界定為控制與顯示器間與期望的一致程度，由於期望或定型反應，對人員績效具有深刻影響，故能把此類相容關係，納入設計，其優點：可學習得更快更容易。反應時間會更短。失誤比較少。調整或操控得更為精確。使用者有較高的滿意度。9.1.1空間相容性圖9.1說明顯示器與控制器間的實體類似性

圖9.2說明顯示器與控制器間的實體配置樣式9.1.3移動相容性相同平面的旋轉式控制器和旋轉式顯示器相同平面的旋轉式控制器和長條形顯示器不同平面的顯示器與控制器之移動轉輪式車輛控制器的移動關係

圖9.4說明相同平面的旋轉式控制器與旋轉顯示器圖9.5說明旋轉式控制器配以長條型顯示器圖9.6說明不同平面的顯示器與控制器之移動

圖9.8轉輪式車輛控制器的移動關係9.2追蹤作業追蹤作業需要連續的控制某物，如駕駛汽車、騎腳踏車，基本需求在正確的時間執行正確的移動，亦即配速。9.2.1追蹤之輸入與輸出在追蹤作業裡，輸入條件決定輸出狀況，例如道路彎度(輸入)，決定汽車遵循路徑(輸出)。其間各種輸入如圖9.9，而形成各種組合。9.2.2追趕型和補整型追蹤顯示器9.2.3系統之控制階序系統接序是指控制器之移動與其輸出間控制關係的層級，約可分為四級。1.位置(零階)控制：控制裝置移動直接控制輸出，聚光燈聚照演員。2.速率(一階)控制：如汽車加速器控制位置變動率。3.加速(二階)控制：如汽車方向盤的操作。4.高階控制：如大船操作，位置與移動間有層層連結。表9.5追趕型和補整型顯示器之研究彙總9.2.4追蹤績效的影響因素圖9.11補整型顯示器研究

9.2.5追蹤績效的增進裝置圖9.12潛水艇用預告顯示器圖9.13飛機用預告顯示器

(可以顯示八秒以後的飛機位置)9.3控制裝置之類型其種類很多，有機械式、電子式、電子機械式、光學式、電磁式與壓電式等，就人因工程觀點，分類如下：1.間斷型與連續型控制裝置2.直線型與旋轉型控制裝置3.單維型與多維型控制裝置間斷型與連續型控制裝置控制裝置分類直線型控制顯示旋轉型控制顯示9.4控制裝置設計的考量因素控制器設計重要的是選擇合乎工作環境的控制器，如腳踏板適於控制油門，不適合控制電扇風力。選擇控制器前，應先界定好工作性質，以進行下列分析，如ｐ325。瞭解工作性質後，接著選擇的控制器類型，原則如ｐ325-326。控制類型選定後，接著是控制器的細部設計，其考量主要因素如下：9.4.1識別難易度一、符碼化方法1.以形狀作為符碼2.以織地作為符碼3.以大小作為符碼4.以位置作為符碼5.以操作方法作為符碼6.用顏色作為符碼7.以標示作為符碼不易混淆的三種旋鈕設計美國空軍所用控制器的形狀及其功能研究旋控制器之各種表面結構(織地)盲目身手位置感的正確性

(每一數據代表各種狀況的平均值)符碼化方法之應用1.組合運用2.標準化3.使用狀況考量4.方便保養5.準確度與速度6.握持特性9.4.2控制反應比(C/R比)C/R比(Control-Responseratio，C/Rratio)。以往稱為C/D比，D代表顯示裝置Display，可是由於不一定要有顯示裝置，所以改稱為C/R比，R代表系統反應ResponseC/R比值低，稱之為高靈敏度(highsensitivity)。C/R比的倒數，稱為增量(gain)拉桿和旋轉控制器其高低控制反應比(C/R值)C/R比與移動時間(游移時間和調整時間)之關係9.4.3控制器的阻力1.彈性阻力2.靜態與滑動摩擦3.黏性阻尼4.惰力9.4.3控制器的阻力1.彈性阻力2.靜態與滑動摩擦3.黏性阻尼4.惰力9.4.4無效間隙控制機構裡的無效間隙，指在空檔附近，不致引起受控件動作，稱之；其會影響控制系統的靈敏度。

9.4.5背隙指在任何控制位置的無效間隙。9.4.6防止意外啟動的方法1.凹進隱藏2.選定位置3.操作方位4.加蓋阻擋5.鎖定裝置6.操作順序7.阻抗施力9.5特定控制器的設計問題9.5.1手控器9.5.2腳控器9.5.3資料輸入裝置同軸旋鈕的最佳尺寸建議