第六章 人因系统中的机器体系.课件电子教案

1、第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系第六章第六章 人因系统中人因系统中 的机器体系的机器体系第一节第一节 显示器显示器 第二节第二节 控制器控制器 第三节第三节 显示器与控制器组合显示器与控制器组合 第四节第四节 工具工具 第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系第一节第一节 显示器显示器 一、显示器与信息传递一、显示器与信息传递 二、视觉显示器二、视觉显示器 三、听觉显示器三、听觉显示器 四、触觉显示器四、触觉显示器 第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系第一节第一节 显示器显示器 一、显示器与信息传递一、显示器与信息传递 （一）显示器的分类及

2、信息传递（一）显示器的分类及信息传递 （二）显示器传递信息的特征（二）显示器传递信息的特征 第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 按照信息传递的通道的不同，提供信息的显示器可按照信息传递的通道的不同，提供信息的显示器可分为：分为： 1.视觉显示器视觉显示器 2.听觉显示器听觉显示器 3.触觉显示器触觉显示器其中视觉显示器最为普遍。其中视觉显示器最为普遍。 （一）显示器的分类及信息传递（一）显示器的分类及信息传递 第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 视觉传递的信息：内容复杂或抽象；内容较长或传视觉传递的信息：内容复杂或抽象；内容较长或传递后需留作参考；信息需

3、要使用空间或地点；传递速度递后需留作参考；信息需要使用空间或地点；传递速度不需要特别快；接受者位置固定；需要几种信息组合显不需要特别快；接受者位置固定；需要几种信息组合显示；其他感觉通道传递困难等。示；其他感觉通道传递困难等。 听觉传递的信息：信息内容简单或紧急；传递速度听觉传递的信息：信息内容简单或紧急；传递速度快或不需要留作参考；信息需要限定时间处理；接受者快或不需要留作参考；信息需要限定时间处理；接受者位置不固定；其他感觉通道传递困难等。位置不固定；其他感觉通道传递困难等。 触觉传递的信息：经常需要触摸机器，并能感知信触觉传递的信息：经常需要触摸机器，并能感知信息；信息内容简单易辨别；其

4、他通道传递困难、不方便息；信息内容简单易辨别；其他通道传递困难、不方便等。等。（一）显示器的分类及信息传递（一）显示器的分类及信息传递 第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系（二）显示器传递信息的特征（二）显示器传递信息的特征表表6-1 三种显示方式所传递的信息特征三种显示方式所传递的信息特征显示方式所传递的信息特征显示方式所传递的信息特征视觉显示1比较复杂、抽象的信息或含有科学技术术语的信息2传递的信息很长或需要延迟者3需用方位、距离等空间状态说明的信息4以后有被引用的可能的信息5所处环境不适合听觉传递的信息6适合听觉传递,但听觉负荷已很重的场合7不需要急迫传递的信息8传递的

5、信息常需同时显示、监督和操作听觉显示1较短或无需延迟的信息2简单且要求快速传递的信息3视觉通道负荷过重的场合4所处环境不适合视觉通道传递的信息触觉显示5视、听觉通道负荷过重的场合6使用视、听觉通道传递信息有困难的场合7简单并要求快速传递的信息第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系第一节第一节 显示器显示器 二、视觉显示器二、视觉显示器 （一）视觉显示器的类型及其特点（一）视觉显示器的类型及其特点 （二）视觉显示器的选择（二）视觉显示器的选择 （三）视觉显示器的设计（三）视觉显示器的设计第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系1 1数字式显示器数字式显示器2 2模拟

6、式显示器模拟式显示器（一）视觉显示器的类型及其特点（一）视觉显示器的类型及其特点第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 1 1数字式显示器数字式显示器 数字显示装置是直接用数字和字符等显示参数或状数字显示装置是直接用数字和字符等显示参数或状态的装置。其基本形式有两种，一种是以显示数字为主态的装置。其基本形式有两种，一种是以显示数字为主并有少量的字符的显示器，多数为开窗式，比如液晶显并有少量的字符的显示器，多数为开窗式，比如液晶显示器、数码管显示器等；一种是以显示参数、表格、模示器、数码管显示器等；一种是以显示参数、表格、模拟曲线或图形，以及数量较多的各种字符为主的显示器，拟曲线

7、或图形，以及数量较多的各种字符为主的显示器，多数为屏幕式，比如各种监示器、计算机显示器等。多数为屏幕式，比如各种监示器、计算机显示器等。 （一）视觉显示器的类型及其特点（一）视觉显示器的类型及其特点第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 1 1数字式显示器的特点数字式显示器的特点 （1）适应环境照度值范围宽，在环境照明条件差时）适应环境照度值范围宽，在环境照明条件差时尤其突出；尤其突出； （2）彩色视觉效果好，可以根据人的彩色视觉敏感）彩色视觉效果好，可以根据人的彩色视觉敏感特性，把显示的信息设计成黄绿光或绿光等，并能获得特性，把显示的信息设计成黄绿光或绿光等，并能获得良好的彩

8、色对比，减轻了操作人员的视觉疲劳和紧张程良好的彩色对比，减轻了操作人员的视觉疲劳和紧张程度；度；（一）视觉显示器的类型及其特点（一）视觉显示器的类型及其特点第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 1 1数字式显示器的特点数字式显示器的特点 （3）数字显示的识读过程简单直观，只对单一的数）数字显示的识读过程简单直观，只对单一的数字串和少量的字符进行辨认，其识读速度和识读准确性字串和少量的字符进行辨认，其识读速度和识读准确性均比指针显示方式快而高。均比指针显示方式快而高。 （4）数字显示器不仅可以显示数字量，还可以根据）数字显示器不仅可以显示数字量，还可以根据需要显示生产过程的参数

9、变化趋势曲线和图形，使信息需要显示生产过程的参数变化趋势曲线和图形，使信息更加形象化，而且所显示的信息与人的语言信息比较接更加形象化，而且所显示的信息与人的语言信息比较接近（如拉丁字母、数字及汉字等），所以，更适合于人近（如拉丁字母、数字及汉字等），所以，更适合于人的生理和心理特征，从而也加快了识读速度，提高了识的生理和心理特征，从而也加快了识读速度，提高了识读的准确性。读的准确性。（一）视觉显示器的类型及其特点（一）视觉显示器的类型及其特点第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 2 2模拟式显示器模拟式显示器 模拟式显示器是用标定在刻度上的指针来显示信息模拟式显示器是用标定在

10、刻度上的指针来显示信息的，如最常见的手表、电流表、电压表等。的，如最常见的手表、电流表、电压表等。 依刻度盘的形状，指针显示器可分为圆形、弧形和依刻度盘的形状，指针显示器可分为圆形、弧形和直线形。直线形。 依指针与刻度盘的相对运动形式，可分为指针运动依指针与刻度盘的相对运动形式，可分为指针运动刻度盘固定、指针固定刻度盘运动或两者均运动等三种刻度盘固定、指针固定刻度盘运动或两者均运动等三种形式。形式。 （一）视觉显示器的类型及其特点（一）视觉显示器的类型及其特点第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 2 2模拟式显示器的特点模拟式显示器的特点 （1）显示醒目使人对指示值在全量程范

11、围内所处的位）显示醒目使人对指示值在全量程范围内所处的位置一目了然；置一目了然； （2）对于测量的偏差值，指针显示不但指示出了偏差）对于测量的偏差值，指针显示不但指示出了偏差量，而且也指示出了偏差处于给定值的哪一例（正或负，量，而且也指示出了偏差处于给定值的哪一例（正或负，加或减等）。加或减等）。（一）视觉显示器的类型及其特点（一）视觉显示器的类型及其特点第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 1视觉显示器的主要功能视觉显示器的主要功能 仪表是显示装置中应用极为广泛的一种视觉显示装仪表是显示装置中应用极为广泛的一种视觉显示装置，按其功能可分为五种，即读数用仪表、检查用仪表、置，

12、按其功能可分为五种，即读数用仪表、检查用仪表、警戒用仪表、追踪用仪表和调节用仪表。警戒用仪表、追踪用仪表和调节用仪表。（二）视觉显示器的选择（二）视觉显示器的选择第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 1视觉显示器的主要功能视觉显示器的主要功能 （1）读数用仪表。用具体数值显示机器的有关参数）读数用仪表。用具体数值显示机器的有关参数和状态。凡要求提供准确的测量值、计量值和变化值时，和状态。凡要求提供准确的测量值、计量值和变化值时，应选用读数用仪表。这类仪表宜采用开窗式和圆形式数应选用读数用仪表。这类仪表宜采用开窗式和圆形式数字仪表为好。字仪表为好。 （2）检查用仪表。用以显示系

13、统状态参数偏离正常）检查用仪表。用以显示系统状态参数偏离正常值的情况，一般无需读出其确切数值。宜采用指针运动值的情况，一般无需读出其确切数值。宜采用指针运动刻度盘不动的显示器。刻度盘不动的显示器。（二）视觉显示器的选择（二）视觉显示器的选择第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 1视觉显示器的主要功能视觉显示器的主要功能 （3）警戒用仪表。用以显示机器是处于正常区、警）警戒用仪表。用以显示机器是处于正常区、警戒区还是危险区。在显示器上可用不同颜色或不同图形戒区还是危险区。在显示器上可用不同颜色或不同图形符号将警戒区、危险区与正常区明显区别开来。如用绿、符号将警戒区、危险区与正常

14、区明显区别开来。如用绿、黄、红三种不同的颜色分别表示正常区、警戒区、危险黄、红三种不同的颜色分别表示正常区、警戒区、危险区。区。 （二）视觉显示器的选择（二）视觉显示器的选择第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 1 1视觉显示器的主要功能视觉显示器的主要功能 （4 4）追踪用仪表。追踪操纵是动态控制系统中最常）追踪用仪表。追踪操纵是动态控制系统中最常见的操纵方式之一，它根据显示器所提供的信息，进行见的操纵方式之一，它根据显示器所提供的信息，进行追踪操纵，以便使机器按照所要求的动态过程工作。因追踪操纵，以便使机器按照所要求的动态过程工作。因此，这类显示器必须显示实际状态与需要达

15、到的状态之此，这类显示器必须显示实际状态与需要达到的状态之间的差距间的差距及及其变化趋势。宜选择直线形仪表或指针运动其变化趋势。宜选择直线形仪表或指针运动的圆形仪表。若条件可能，选用荧光屏显示更为理想。的圆形仪表。若条件可能，选用荧光屏显示更为理想。 （二）视觉显示器的选择（二）视觉显示器的选择第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 1 1视觉显示器的主要功能视觉显示器的主要功能 （5 5）调节用仪表。只用以显示操纵器调节的值，而）调节用仪表。只用以显示操纵器调节的值，而不显示机器系统运行的动态过程。一般采用指针运动式不显示机器系统运行的动态过程。一般采用指针运动式或刻度数运动

16、式均可，但最好采用由操纵者直接控制指或刻度数运动式均可，但最好采用由操纵者直接控制指针针或或刻度盘运动的结构形式。刻度盘运动的结构形式。（二）视觉显示器的选择（二）视觉显示器的选择第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 2 2视觉显示器选择的一般原则视觉显示器选择的一般原则 （1 1）用尽量简单明了的方式显示所传达的信息，使）用尽量简单明了的方式显示所传达的信息，使传达信息的形式尽量能直接表达信息的内容，以减少译传达信息的形式尽量能直接表达信息的内容，以减少译码的错误。码的错误。 （2 2）使用与信息精度要求相一致的显示精度，保证）使用与信息精度要求相一致的显示精度，保证最少的

17、认读时间，避免认读时因临时插补而降低效率，最少的认读时间，避免认读时因临时插补而降低效率，增加差错的可能。增加差错的可能。（二）视觉显示器的选择（二）视觉显示器的选择第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 2 2视觉显示器选择的一般原则视觉显示器选择的一般原则 （3）注重人因工程因素，采用与操作人员的操作能）注重人因工程因素，采用与操作人员的操作能力及习惯相适应的信息显示形式，以减少训练的时间和力及习惯相适应的信息显示形式，以减少训练的时间和受习惯的干扰而造成的解释不一致的差错。操作者应能受习惯的干扰而造成的解释不一致的差错。操作者应能根据任何显示仪表显示的信息迅速准确地得出结

18、论。根据任何显示仪表显示的信息迅速准确地得出结论。 （4）按观察条件（如照明、速度、振动、操作位置、）按观察条件（如照明、速度、振动、操作位置、运动约束等）运用最有效的显示技术和显示方法使显示运动约束等）运用最有效的显示技术和显示方法使显示变化速度与操作者的反应能力相适应，不要让显示速度变化速度与操作者的反应能力相适应，不要让显示速度超过人的反应速度。超过人的反应速度。 （二）视觉显示器的选择（二）视觉显示器的选择第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 1视觉显示器设计的基本原则视觉显示器设计的基本原则 2模拟式显示器的设计模拟式显示器的设计 3数字显示器的设计数字显示器的设计

19、 4荧屏显示设计荧屏显示设计 5信号灯设计信号灯设计 6符号标志设计符号标志设计（三）视觉显示器的设计（三）视觉显示器的设计第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 1 1视觉显示器设计的基本原则视觉显示器设计的基本原则 （1 1）仪表显示设计应以人接受信息的视觉特性为根）仪表显示设计应以人接受信息的视觉特性为根据，以保证操作者迅速而正确的获得需要的信息。据，以保证操作者迅速而正确的获得需要的信息。 （2 2）仪表显示信息的种类和数目不能超过人的信息）仪表显示信息的种类和数目不能超过人的信息传递能力。传递能力。 （三）视觉显示器的设计（三）视觉显示器的设计第六章第六章 人因系统中

20、的机器体系人因系统中的机器体系 1 1视觉显示器设计的基本原则视觉显示器设计的基本原则 （3 3）仪表的指针、刻度、标记、字符等与刻度盘之）仪表的指针、刻度、标记、字符等与刻度盘之间、在形状、颜色、亮度等方面应保持合适的对比关系，间、在形状、颜色、亮度等方面应保持合适的对比关系，以使目标清晰可辨。以使目标清晰可辨。 （4 4）仪表显示应在空间关系、运动关系和概念上与）仪表显示应在空间关系、运动关系和概念上与系统中其他显示装置、操纵装置兼容。系统中其他显示装置、操纵装置兼容。 （5 5）仪表显示设计应考虑作业环境因素。）仪表显示设计应考虑作业环境因素。 （三）视觉显示器的设计（三）视觉显示器的设

21、计第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 2 2模拟式显示器的设计模拟式显示器的设计 （1 1）刻度盘的设计。）刻度盘的设计。刻度盘设计的内容包括刻度盘的形状和大小。刻度盘设计的内容包括刻度盘的形状和大小。 刻度盘的形状设计。刻度盘的形状主要决定于仪表刻度盘的形状设计。刻度盘的形状主要决定于仪表的功能和人的视觉运动规律。的功能和人的视觉运动规律。 刻度盘的大小设计。刻度盘的大小取决于盘上标记刻度盘的大小设计。刻度盘的大小取决于盘上标记的数量和观察距离。的数量和观察距离。 （三）视觉显示器的设计（三）视觉显示器的设计第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 2 2模

22、拟式显示器的设计模拟式显示器的设计 （2）刻度设计。刻度线上最小刻度线间的距离称为刻）刻度设计。刻度线上最小刻度线间的距离称为刻度。在最佳视角范围内，刻度的大小决定于人眼的最小度。在最佳视角范围内，刻度的大小决定于人眼的最小分辨能力和度盘的材料性质。分辨能力和度盘的材料性质。 （三）视觉显示器的设计（三）视觉显示器的设计第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 2 2模拟式显示器的设计模拟式显示器的设计 （3 3）刻度线的设计。）刻度线的设计。 刻度线类型选择。常见的刻度线类型有单刻度线、刻度线类型选择。常见的刻度线类型有单刻度线、双刻度线和递增式刻度线。递增式刻度线的形象特征可

23、双刻度线和递增式刻度线。递增式刻度线的形象特征可以减少识读误差。以减少识读误差。 刻度线宽度设计。刻度线宽度取决于刻度的大小，刻度线宽度设计。刻度线宽度取决于刻度的大小，当刻度线宽度为刻度的当刻度线宽度为刻度的1010左右时，读数的误差最小。左右时，读数的误差最小。（三）视觉显示器的设计（三）视觉显示器的设计第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 2 2模拟式显示器的设计模拟式显示器的设计 （3 3）刻度线的设计。）刻度线的设计。 刻度线长度设计。刻度线长度选择得是否合适，刻度线长度设计。刻度线长度选择得是否合适，对判读准确性关系甚大。刻度线长度受照明条件和视距对判读准确性关系

24、甚大。刻度线长度受照明条件和视距的限制。刻度线长度还要受刻度大小的影响。的限制。刻度线长度还要受刻度大小的影响。 刻度方向设计。刻度盘上刻度值的递增顺序称为刻度方向设计。刻度盘上刻度值的递增顺序称为刻度方向。刻度方向必须遵守视觉规律，水平直线型应刻度方向。刻度方向必须遵守视觉规律，水平直线型应从左至右；竖直直线型应从上到下；圆形刻度应按顺时从左至右；竖直直线型应从上到下；圆形刻度应按顺时针方向安排刻度值。针方向安排刻度值。（三）视觉显示器的设计（三）视觉显示器的设计第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 2 2模拟式显示器的设计模拟式显示器的设计 （3 3）刻度线的设计。）刻度

25、线的设计。 刻度单位设计。一个刻度所代表的被测值称为单刻度单位设计。一个刻度所代表的被测值称为单位值。刻度单位是定量显示数值的表示方式，每一刻度位值。刻度单位是定量显示数值的表示方式，每一刻度线代表的测量值应尽量取整数，避免采用小数或分数。线代表的测量值应尽量取整数，避免采用小数或分数。 刻度设计注意事项：刻度设计注意事项：a.a.不要以点代替刻度线；不要以点代替刻度线；b.b.刻度线的基线用细实线为好，采用粗线不利于识读；刻度线的基线用细实线为好，采用粗线不利于识读；c.c.刻度线不可很长而且很挤；刻度线不可很长而且很挤；d.d.不要设计成间距不均匀的不要设计成间距不均匀的刻度。刻度。 （三

26、）视觉显示器的设计（三）视觉显示器的设计第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 2 2模拟式显示器的设计模拟式显示器的设计 （4 4）字符设计。字符的设计应力求能清晰地显示信）字符设计。字符的设计应力求能清晰地显示信息，给人以深刻的印象。息，给人以深刻的印象。 字符形体。字符形体。 汉字字体。汉字字体。 字符大小。字符大小。 标度数字的原则。标度数字的原则。 （三）视觉显示器的设计（三）视觉显示器的设计第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 2 2模拟式显示器的设计模拟式显示器的设计 （5 5）指针设计。指针的大小、宽窄、长短和彩色配）指针设计。指针的大小、宽窄

27、、长短和彩色配置等必须符合监控人员的生理与心理特征。置等必须符合监控人员的生理与心理特征。 （6 6）指针式仪表的彩色匹配。仪表的色彩设计是指）指针式仪表的彩色匹配。仪表的色彩设计是指刻度盘面、刻度标记、指针以及字符的颜色和它们之间刻度盘面、刻度标记、指针以及字符的颜色和它们之间颜色的匹配。颜色的匹配。 （三）视觉显示器的设计（三）视觉显示器的设计第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 3 3数字显示器的设计数字显示器的设计 （1 1）机械式数字显示器设计。）机械式数字显示器设计。 机械式数字显示的字符变化装置常用的有两种：一机械式数字显示的字符变化装置常用的有两种：一种是把字

28、符印制在卷筒上，用转动卷筒的办法变化字符种是把字符印制在卷筒上，用转动卷筒的办法变化字符显示，这种方法结构简单，但难以用检索的方法控制显显示，这种方法结构简单，但难以用检索的方法控制显示；另一种是将字符印制在可翻转的薄金属片上，这种示；另一种是将字符印制在可翻转的薄金属片上，这种方法使用较方便，可以准确地控制显示。方法使用较方便，可以准确地控制显示。 （三）视觉显示器的设计（三）视觉显示器的设计第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 3 3数字显示器的设计数字显示器的设计 （2）电子数字显示器设计。）电子数字显示器设计。 常用的电子显示装置有液晶显示常用的电子显示装置有液晶显示

29、(LCD)和发光二极管和发光二极管显示显示(LED)。电子显示可更方便地与计算机或各种电器。电子显示可更方便地与计算机或各种电器系统连接，使之具有较好的可控性。利用不同颜色的电系统连接，使之具有较好的可控性。利用不同颜色的电子显示，可以在显示数字的同时又可以进行颜色编码，子显示，可以在显示数字的同时又可以进行颜色编码，从而进行多种用途的显示。此外发光二级管在工作时可从而进行多种用途的显示。此外发光二级管在工作时可以不外加照明就能具有较高的清晰度。以不外加照明就能具有较高的清晰度。（三）视觉显示器的设计（三）视觉显示器的设计第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 3 3数字显示器

30、的设计数字显示器的设计 （3）字体设计。文字和数字是显示的主体，尤其在）字体设计。文字和数字是显示的主体，尤其在数字显示中，更是设计的主要内容之一。字体设计主要数字显示中，更是设计的主要内容之一。字体设计主要包括数字和字母。包括数字和字母。（三）视觉显示器的设计（三）视觉显示器的设计第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 4荧屏显示设计荧屏显示设计 荧屏显示设计具有独特的优点，不仅显示空间小，荧屏显示设计具有独特的优点，不仅显示空间小，显示格式灵活可变（如能显示文字、符号、信号、图形显示格式灵活可变（如能显示文字、符号、信号、图形等），而且具有综合显示多种信息的能力，既能作追踪

31、等），而且具有综合显示多种信息的能力，既能作追踪显示，又能显示动态画面。因此，随着电子技术和自动显示，又能显示动态画面。因此，随着电子技术和自动控制技术的发展，它将在人机之间的信息交换中具有控制技术的发展，它将在人机之间的信息交换中具有重要的作用。重要的作用。 （三）视觉显示器的设计（三）视觉显示器的设计第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 4 4荧屏显示设计荧屏显示设计 （1 1）目标的亮度和呈现时间。目标亮度越高，越易）目标的亮度和呈现时间。目标亮度越高，越易察觉，但亮度过高易造成眩光。在屏面上突出目标的情察觉，但亮度过高易造成眩光。在屏面上突出目标的情况下，以调节成合适

32、的亮度，工作效率最优。况下，以调节成合适的亮度，工作效率最优。 （2 2）目标的运动速度。运动着的目标比静止目标易）目标的运动速度。运动着的目标比静止目标易于察觉，但难以看清。目标运动速度越大，视觉辨认效于察觉，但难以看清。目标运动速度越大，视觉辨认效率越低。率越低。 （三）视觉显示器的设计（三）视觉显示器的设计第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 5信号灯设计信号灯设计 信号灯通常用于指示状态或表达要求，有时也用于信号灯通常用于指示状态或表达要求，有时也用于传递信息，目前已广泛用于飞机、车辆、航海、铁路运传递信息，目前已广泛用于飞机、车辆、航海、铁路运输及仪器仪表板上。其特

33、点是面积小、视距远、引人注输及仪器仪表板上。其特点是面积小、视距远、引人注目、简单明了，但信息负荷有限，当信号太多时，会形目、简单明了，但信息负荷有限，当信号太多时，会形成杂乱和干扰。要利用信号灯来很好的显示信息，则必成杂乱和干扰。要利用信号灯来很好的显示信息，则必须按人因工程学的要求来设计。须按人因工程学的要求来设计。 （三）视觉显示器的设计（三）视觉显示器的设计第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 5 5信号灯设计信号灯设计 其设计原则如下：其设计原则如下： （1 1）清晰、醒目和必要的视距。）清晰、醒目和必要的视距。 （2 2）合乎使用目的。）合乎使用目的。 （三）视觉

34、显示器的设计（三）视觉显示器的设计第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 6符号标志设计符号标志设计 （1）影响标志识别的因素：视力、天气、交通条件、）影响标志识别的因素：视力、天气、交通条件、环境以及标志的位置、底色、色彩、大小、照明等。环境以及标志的位置、底色、色彩、大小、照明等。 （2）影响文字识认的因素：知识、动视力、行驶速度、）影响文字识认的因素：知识、动视力、行驶速度、对方来车、明度对比、静视力、紧张程度、汽车前灯照度对方来车、明度对比、静视力、紧张程度、汽车前灯照度以及文字的种类、大小、复杂种度、与底色的对比，与标以及文字的种类、大小、复杂种度、与底色的对比，与标

35、志的相配性。志的相配性。 （三）视觉显示器的设计（三）视觉显示器的设计第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 6符号标志设计符号标志设计 （3）影响认读的因素：行驶速度、注视角度、对文）影响认读的因素：行驶速度、注视角度、对文字内容的关心程度以及文字的信息量、数量、地名数量、字内容的关心程度以及文字的信息量、数量、地名数量、字行数、复杂性、标志位置、知识和眼力情况。字行数、复杂性、标志位置、知识和眼力情况。 （4）影响判断的因素：身心疲劳情况、行动点、标）影响判断的因素：身心疲劳情况、行动点、标记消失点以及选择标准、复杂性、熟练程度。记消失点以及选择标准、复杂性、熟练程度。 （

36、5）影响反应的因素：运动能力、运动特性以及汽）影响反应的因素：运动能力、运动特性以及汽车性能、操作装置、操作量。车性能、操作装置、操作量。（三）视觉显示器的设计（三）视觉显示器的设计第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 仪表盘的总体布置、仪表盘面上仪表布置以及最佳仪表盘的总体布置、仪表盘面上仪表布置以及最佳识读区域的选择等问题，都必须适合人的生理和心理特识读区域的选择等问题，都必须适合人的生理和心理特征。征。 1仪表盘的识读特点与最佳识读区仪表盘的识读特点与最佳识读区 2仪表盘的总体布置仪表盘的总体布置 3仪表盘的垂直立面布置仪表盘的垂直立面布置（四）仪表盘总体布置的人因工程

37、原则（四）仪表盘总体布置的人因工程原则第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系第一节第一节 显示器显示器 三、听觉显示器三、听觉显示器（一）听觉显示器的分类与特点（一）听觉显示器的分类与特点 （二）音响显示器（二）音响显示器 （三）言语传示装置（三）言语传示装置 （四）听觉显示器设计的一般原则（四）听觉显示器设计的一般原则（五）对听觉告警信号的要求（五）对听觉告警信号的要求第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 1.听觉显示器的分类听觉显示器的分类: 一类是音响及报警装置，常见的有声音显示器，如一类是音响及报警装置，常见的有声音显示器，如蜂鸣器、呼铃、汽笛、警报器

38、、哨子、喇叭、音响器、蜂鸣器、呼铃、汽笛、警报器、哨子、喇叭、音响器、节拍器、报时钟等。节拍器、报时钟等。 另一类是言语传示装置，如话筒、扩音器、耳机、另一类是言语传示装置，如话筒、扩音器、耳机、电话、电视、收音机、对讲机、多媒体、语音设备等。电话、电视、收音机、对讲机、多媒体、语音设备等。 （一）听觉显示器的分类与特点（一）听觉显示器的分类与特点第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 2.听觉显示器的特点听觉显示器的特点(与视觉通道相比与视觉通道相比): (1) 听觉具有易引起人的随意注意，而且反应速度快听觉具有易引起人的随意注意，而且反应速度快和不受照明条件的限制等特点。和

39、不受照明条件的限制等特点。 (2)使用听觉通道，可以减轻操作者的视觉负荷。使用听觉通道，可以减轻操作者的视觉负荷。 (3)听觉信号主要是时间性质的，有利于顺序呈现，听觉信号主要是时间性质的，有利于顺序呈现，它不能长久保留，只能反复呈现。它不能长久保留，只能反复呈现。 （一）听觉显示器的分类与特点（一）听觉显示器的分类与特点第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 2.听觉显示器的特点听觉显示器的特点(与视觉通道相比与视觉通道相比): (4) 听觉信号可以采用言语显示，具有较好的听觉信号可以采用言语显示，具有较好的表达效果。表达效果。 (5)听觉通道容量低于视觉，对复杂信息的短听觉

40、通道容量低于视觉，对复杂信息的短时记忆保持时间较短。听觉信号可以与视觉信号时记忆保持时间较短。听觉信号可以与视觉信号同时使用，以增加传递信息的冗余度，提高传递同时使用，以增加传递信息的冗余度，提高传递效率。效率。 （一）听觉显示器的分类与特点（一）听觉显示器的分类与特点第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系1蜂鸣器蜂鸣器2铃铃3角笛和汽笛角笛和汽笛4警报器警报器（二）音响显示器（二）音响显示器 第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 人与机器之间也可用言语来传递信息。传递人与机器之间也可用言语来传递信息。传递和显示言语信号的装置称为言语传示装置。经常和显示言语信

41、号的装置称为言语传示装置。经常使用的言语传示系统有：无线电广播、电视、电使用的言语传示系统有：无线电广播、电视、电话、报话机和对话器及其他录音、放音的电声装话、报话机和对话器及其他录音、放音的电声装置等。用言语作为信息载体，优点是可使传递和置等。用言语作为信息载体，优点是可使传递和显示的信息含意准确、接收迅速、信息量较大等；显示的信息含意准确、接收迅速、信息量较大等；缺点是易受噪声的干扰。缺点是易受噪声的干扰。 （三）言语传示装置（三）言语传示装置 第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系在设计言语传示装置时应注意以下几个问题：在设计言语传示装置时应注意以下几个问题：1言语的清晰

42、度言语的清晰度2言语的强度言语的强度3噪声对言语传示的影响噪声对言语传示的影响4噪声环境中的言语通讯噪声环境中的言语通讯（三）言语传示装置（三）言语传示装置 第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 1采用声音的强度、频率、持续时间等多维度采用声音的强度、频率、持续时间等多维度信号能提高辨别能力。信号能提高辨别能力。 2要求音响信号传播距离很远时，音响显示器要求音响信号传播距离很远时，音响显示器要使用大功率，且避免高频；声音要绕过障碍物、要使用大功率，且避免高频；声音要绕过障碍物、通过隔墙的时候，使用低频率的音响显示器；通过隔墙的时候，使用低频率的音响显示器；（四）听觉显示器设计

43、的一般原则（四）听觉显示器设计的一般原则第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 3在有背景噪声的场合，要把音响显示器的在有背景噪声的场合，要把音响显示器的频率选择在噪声掩蔽效应最小的范围内；信号的强频率选择在噪声掩蔽效应最小的范围内；信号的强度应高于背景噪声，要选择适当的信噪比，以防声度应高于背景噪声，要选择适当的信噪比，以防声音掩蔽效应的不利影响。音掩蔽效应的不利影响。 4尽量使用间歇或可变的信号，避免使用稳态尽量使用间歇或可变的信号，避免使用稳态信号，以减少对信号的听觉适应性。信号，以减少对信号的听觉适应性。 （四）听觉显示器设计的一般原则（四）听觉显示器设计的一般原则第六

44、章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 5对不同场合使用的听觉信息应尽可能标准化，对不同场合使用的听觉信息应尽可能标准化，使用两个或两个以上声音信号时，信号之间应有明显差使用两个或两个以上声音信号时，信号之间应有明显差别，并且各个信号在所有的时间里应代表同样的含义。别，并且各个信号在所有的时间里应代表同样的含义。 6显示复杂信息时，可采用两级信号。第一级是显示复杂信息时，可采用两级信号。第一级是引起注意的信号，第二级是具体指示信号。应根据重要引起注意的信号，第二级是具体指示信号。应根据重要性次序，采用相应的信号方式。性次序，采用相应的信号方式。 7需要证实音响信号是否达到预定位置或

45、辨别信需要证实音响信号是否达到预定位置或辨别信号性质的场合，音响显示器要装有发出信号和接收返回号性质的场合，音响显示器要装有发出信号和接收返回信号的信号的“开开”与与“关关”的控制装置，并保持信号传递的的控制装置，并保持信号传递的连续性。连续性。（四）听觉显示器设计的一般原则（四）听觉显示器设计的一般原则第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 1实际使用时，应根据具体用途和条件选用告警实际使用时，应根据具体用途和条件选用告警显示方式，常用的告警显示器的使用特点如表显示方式，常用的告警显示器的使用特点如表6-21所示。所示。（五）对听觉告警信号的要求（五）对听觉告警信号的要求表表

46、6-21 主要告警显示器的特点主要告警显示器的特点显示方式强度频率易引起注意的程度穿透噪声的能力雾中信号箱号角哨子汽笛铃蜂鸣器很高高高高中等低到中很低低到高低到高低到高中到高低到中良良继续使用时良好高音变化时良好良良在低频率噪声中很低良好注意选用适当频率频率可升降，良好在低频率噪声中良好频谱应区别于背景噪声第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 2告警信号至少应由四个主要频率成分组成，以告警信号至少应由四个主要频率成分组成，以减少信号被其他声音掩蔽的可能，或在掩蔽条件下使信减少信号被其他声音掩蔽的可能，或在掩蔽条件下使信号声音质量下降减至最低限度。号声音质量下降减至最低限度。

47、3告警信号至少应在两个维度（强度、频率、持告警信号至少应在两个维度（强度、频率、持续时间等）上与其他信号或噪声相区别。续时间等）上与其他信号或噪声相区别。 4信号频率应在信号频率应在5003000Hz范围内。最高倍频程范围内。最高倍频程声压级的平均频率与干扰噪声区别越大，信号越清晰。声压级的平均频率与干扰噪声区别越大，信号越清晰。（五）对听觉告警信号的要求（五）对听觉告警信号的要求第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 5在一个或若干个倍频程中，信号声压级高出干在一个或若干个倍频程中，信号声压级高出干扰噪声扰噪声10dB，信号可以听清。如不进行频谱分析，信号，信号可以听清。如不

48、进行频谱分析，信号的的A声级应高于干扰噪声声级应高于干扰噪声15dB。 6脉冲信号最好使用同样的波形，脉冲频率应介脉冲信号最好使用同样的波形，脉冲频率应介于于0.25Hz之间。之间。 7使用话音告警时，多音节词的言语可懂度高于使用话音告警时，多音节词的言语可懂度高于单音节词；语句信息比关键词信息传递效率高；话音加单音节词；语句信息比关键词信息传递效率高；话音加灯光的双重显示方式比单独用话音的反应时更快。灯光的双重显示方式比单独用话音的反应时更快。（五）对听觉告警信号的要求（五）对听觉告警信号的要求第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系第一节第一节 显示器显示器 四、触觉显示器四

49、、触觉显示器 （一）（一）触觉特性触觉特性 （二）（二）代替听觉显示功能的触觉显示器代替听觉显示功能的触觉显示器 （三）（三）代替视觉显示功能的触觉显示器代替视觉显示功能的触觉显示器 第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 触觉是皮肤受到机械刺激而引起的触压感觉。按刺触觉是皮肤受到机械刺激而引起的触压感觉。按刺激强度不同，触觉可分为接触觉和压觉。按刺激作用方激强度不同，触觉可分为接触觉和压觉。按刺激作用方式不同，触觉可分为被动触觉式不同，触觉可分为被动触觉(触压觉触压觉)和主动触觉（触和主动触觉（触摸觉）。摸觉）。 皮肤的触觉感受性包括绝对感受性和相对感受性，皮肤的触觉感受性包

50、括绝对感受性和相对感受性，它们随身体部位不同而不同。它们随身体部位不同而不同。 在持续的触觉刺激作用下，对触觉感受程度将降低，在持续的触觉刺激作用下，对触觉感受程度将降低，这种现象称为触觉适应。触觉适应所需的时间长短因刺这种现象称为触觉适应。触觉适应所需的时间长短因刺激强度和刺激部位的不同而不同。激强度和刺激部位的不同而不同。（一）触觉特性（一）触觉特性 第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 代替听觉显示功能的触觉显示器，其原理是利用机代替听觉显示功能的触觉显示器，其原理是利用机械振动和电刺激将言语信息、编码信息、声音信息直接械振动和电刺激将言语信息、编码信息、声音信息直接传

51、递给皮肤。不过，要发挥这类触觉显示器的功能，需传递给皮肤。不过，要发挥这类触觉显示器的功能，需要对操作者进行大量的训练。要对操作者进行大量的训练。 （二）代替听觉显示功能的触觉显示器（二）代替听觉显示功能的触觉显示器第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 通过对被触摸对象的形状、表纹、大小、质地等的通过对被触摸对象的形状、表纹、大小、质地等的选择和设计，使人能通过手的主动触摸感受到被触摸对选择和设计，使人能通过手的主动触摸感受到被触摸对象所要传递的信息。代替视觉显示功能的触觉显示器，象所要传递的信息。代替视觉显示功能的触觉显示器，其操作绩效还依赖于使用者的经验积累和训练程度。其

52、操作绩效还依赖于使用者的经验积累和训练程度。（三）代替视觉显示功能的触觉显示器（三）代替视觉显示功能的触觉显示器第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系第二节第二节 控制器控制器一、一、控制器的使用功能控制器的使用功能 二、二、控制器控制器 三、控制器的设计三、控制器的设计第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系第二节第二节 控制器控制器一、一、控制器的使用功能控制器的使用功能 在人在人机系统中，操作人员获得从机器里传送机系统中，操作人员获得从机器里传送来的信息以后，再通过各种类型的操纵控制装置来来的信息以后，再通过各种类型的操纵控制装置来完成执行信息的任务，也就是

53、说，显示器起着传递完成执行信息的任务，也就是说，显示器起着传递信息的作用，而控制器则起着执行信息的作用，是信息的作用，而控制器则起着执行信息的作用，是联系人和机器的重要部件之一。在生产过程中，对联系人和机器的重要部件之一。在生产过程中，对各种系统的指挥，都是通过控制器来实现的。各种系统的指挥，都是通过控制器来实现的。 第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系第二节第二节 控制器控制器二、二、控制器控制器（一）控制器的类型（一）控制器的类型（二）控制器的选择（二）控制器的选择（三）控制器的特征分析（三）控制器的特征分析第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 1 1按

54、操纵控制器的身体部位不同进行分类按操纵控制器的身体部位不同进行分类 按操纵控制器的身体部位的不同，控制器可分为手按操纵控制器的身体部位的不同，控制器可分为手动控制器和脚动控制器两大类。动控制器和脚动控制器两大类。 2 2按控制器运动的类别不同进行分类按控制器运动的类别不同进行分类 按控制器运动的类别不同进行分类，控制器可分为按控制器运动的类别不同进行分类，控制器可分为旋转控制器、摆动控制器、按压控制器、滑动控制器和旋转控制器、摆动控制器、按压控制器、滑动控制器和牵拉控制器。牵拉控制器。（一）控制器的类型（一）控制器的类型第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 1 1手动控制器的

55、选择原则手动控制器的选择原则 (1)快速而精确的操作主要采用手按或手指控制装量，快速而精确的操作主要采用手按或手指控制装量，用力的操作则采用手臂及下肢控制。用力的操作则采用手臂及下肢控制。 (2)手控装置应安排在肘、肩高度之间而容易接触到手控装置应安排在肘、肩高度之间而容易接触到的位置处，并易于看到。的位置处，并易于看到。 (3)手指控制装置之间的间距可为手指控制装置之间的间距可为15mm，手控装置，手控装置之间的间距则为之间的间距则为50mm。 (4)手揿按钮、钳子开关或旋钮开关适用于用力小、手揿按钮、钳子开关或旋钮开关适用于用力小、移动幅度不大及高精度的阶梯式或连续式调节。移动幅度不大及高

56、精度的阶梯式或连续式调节。 (5)长臂杠杆、曲柄、手轮及踏板则适合于用力、移长臂杠杆、曲柄、手轮及踏板则适合于用力、移动幅度大和低精度的操作。动幅度大和低精度的操作。 （二）控制器的选择（二）控制器的选择第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 2脚动控制器的选择原则脚动控制器的选择原则 (1)需要进行连续操作，而用手操作又不方便的场合；需要进行连续操作，而用手操作又不方便的场合； (2)无论是连续性控制还是间歇性控制，其操纵力超无论是连续性控制还是间歇性控制，其操纵力超过过50150N的情况；的情况； (3)手的工作控制量太大，不足以完成控制任务时；手的工作控制量太大，不足以完

57、成控制任务时； (4)当操纵力超过当操纵力超过50150N，或操纵力小于，或操纵力小于50150N，但需要连续操作时，宜选用脚踏板；，但需要连续操作时，宜选用脚踏板； (5)对于操纵力较小。且不需连续控制时，宜选用脚对于操纵力较小。且不需连续控制时，宜选用脚踏钮或脚踏开关。踏钮或脚踏开关。 （二）控制器的选择（二）控制器的选择第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 1控制器的用力特征控制器的用力特征 2控制器的阻力和信息反馈控制器的阻力和信息反馈 3控制器的偶发启动控制器的偶发启动 （三）控制器的特征分析（三）控制器的特征分析第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体

58、系 1控制器的用力特征控制器的用力特征（1 1）人的操纵力不是恒定值，它随人的施力部位、着）人的操纵力不是恒定值，它随人的施力部位、着力的空间位置、施力的时间不同而变化。力的空间位置、施力的时间不同而变化。（2 2）控制器的适宜用力与操纵控制器的性质和操纵方）控制器的适宜用力与操纵控制器的性质和操纵方式有关。式有关。 （3 3）某些控制器的操纵要求人的施力部位始终保持在）某些控制器的操纵要求人的施力部位始终保持在特定的位置（如用力握紧电动工具把手的操纵），称为特定的位置（如用力握紧电动工具把手的操纵），称为静态操纵。静态操纵。 （三）控制器的特征分析（三）控制器的特征分析第六章第六章 人因系统

59、中的机器体系人因系统中的机器体系 2控制器的阻力和信息反馈控制器的阻力和信息反馈 （1 1）控制器的阻力）控制器的阻力 不论手动控制器还是脚动控制器都应有一定的操作不论手动控制器还是脚动控制器都应有一定的操作阻力。操作阻力的作用在于向操作者提供控制反馈信息，阻力。操作阻力的作用在于向操作者提供控制反馈信息，改善操作的准确度和速度，降低控制器对振动和过载力改善操作的准确度和速度，降低控制器对振动和过载力的敏感性，防止控制器被无意碰撞而引起偶发启动。的敏感性，防止控制器被无意碰撞而引起偶发启动。 （2）操作反馈）操作反馈 设计控制器时，应考虑通过一定的反馈形式，使操设计控制器时，应考虑通过一定的反

60、馈形式，使操作者获得关于调节控制器的结果的信息，以便使操作者作者获得关于调节控制器的结果的信息，以便使操作者及时纠正错误反应。及时纠正错误反应。（三）控制器的特征分析（三）控制器的特征分析第六章第六章 人因系统中的机器体系人因系统中的机器体系 3控制器的偶发启动控制器的偶发启动 控制器被无意碰撞或牵拉而引起机器意外的启动叫控制器被无意碰撞或牵拉而引起机器意外的启动叫偶发启动。防止控制器偶发启动的办法有：将控制器沉偶发启动。防止控制器偶发启动的办法有：将控制器沉陷入控制板的凹槽内；在控制器上加保护罩陷入控制板的凹槽内；在控制器上加保护罩(如给脚动控如给脚动控制器加隧道式保护罩，给按钮或按键加足够