第七章人机界面的安全设计

1、安全人机工程学主讲主讲 郑重郑重E_mail :安全工程专业基础课程安全工程专业基础课程课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学2第第7章章 人机界面的安全设计人机界面的安全设计 内容提要内容提要 7.1 显示器设计显示器设计 7.2 控制器设计控制器设计 7.3 显示器与控制器布局显示器与控制器布局 课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学37.1 显示器设计显示器设计第第7章章 人机界面的安全设计人机界面的安全设计7.1.1显示器分类及功能显示器分类及功能7.1.2 视觉显示方式的选择视觉显示方式的选择 7.1.3 刻度盘指针式显示器的设计刻度盘指针式显示器的设计 7.1.

2、4 听觉传示装置设计听觉传示装置设计 7.1.5 信号显示设计信号显示设计 课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学47.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1.1显示器分类及功能显示器分类及功能 在人机系统中，在人机系统中，存在着一个人与机相存在着一个人与机相互作用的互作用的“面面”所有所有的人机信息交流都发的人机信息交流都发生在这个面上。生在这个面上。 人机界面上的装置人机界面上的装置显示器：显示器：向人传递信息的装置。向人传递信息的装置。控制器：控制器：供人操纵机械运转的装置。供人操纵机械运转的装置。课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学5一、显示器分类一

3、、显示器分类7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1.1显示器分类及功能显示器分类及功能 按人接受信息的感觉通道的不同显示器可分为：按人接受信息的感觉通道的不同显示器可分为：视觉显示器视觉显示器听觉显示器听觉显示器触觉显示器触觉显示器 课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学6视觉显示方式主要有视觉显示方式主要有数字显示数字显示和和模拟显示模拟显示两类。两类。 7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1.1显示器分类及功能显示器分类及功能数字式显示仪表数字式显示仪表o是直接用数码来显示信息的仪表，如各种数码显示屏、是直接用数码来显示信息的仪表，如各种数码显

4、示屏、 机械的和电子的数字记数器等。机械的和电子的数字记数器等。 o特点：简单、准确、便于认读、不易产生视觉疲劳特点：简单、准确、便于认读、不易产生视觉疲劳一、显示器分类一、显示器分类课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学7视觉显示方式主要有视觉显示方式主要有数字显示数字显示和和模拟显示模拟显示两类。两类。 7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1.1显示器分类及功能显示器分类及功能模拟显示仪表（刻度指针式仪表）模拟显示仪表（刻度指针式仪表）o用标定在刻度盘上的指针来显示信息的，如最常见的用标定在刻度盘上的指针来显示信息的，如最常见的手表、电流表、电压表等。手表、电流

5、表、电压表等。 o特点：显示信息直观、形象，使人对模拟值在全量程特点：显示信息直观、形象，使人对模拟值在全量程范围内所处的位置一目了然，并能明显显示出偏差量，范围内所处的位置一目了然，并能明显显示出偏差量，特别适合于监控。特别适合于监控。(a) (a) 指针可动，刻度盘不动；指针可动，刻度盘不动； (b) (b) 刻度盘可动，指针不动刻度盘可动，指针不动 一、显示器分类一、显示器分类课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学81、表示机械状态的、表示机械状态的显示功能显示功能，大致可分为以下三种：，大致可分为以下三种： 1）定量显示定量显示的功能：这种仪表的用途是准确显示数值。的功能：这

6、种仪表的用途是准确显示数值。 2）定性显示定性显示的功能：这种显示是表明机器的某种大致状态、的功能：这种显示是表明机器的某种大致状态、变化倾向或描述事物的性质等。变化倾向或描述事物的性质等。 3）警告性显示警告性显示：当量变积累达到某一临界点时，就会发生：当量变积累达到某一临界点时，就会发生质的突变，这时常需设置警告性显示。质的突变，这时常需设置警告性显示。7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1.1显示器分类及功能显示器分类及功能二、二、显示功能显示功能及及显示性能显示性能的要求的要求 课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学92、对显示器、对显示器性能性能有以下基本

7、有以下基本要求要求： 1）用简单明了的方式显示所传达的信息，以减少译码的错）用简单明了的方式显示所传达的信息，以减少译码的错误。误。 2）显示精度要适当，保证最少的认读时间。）显示精度要适当，保证最少的认读时间。 3）显示形式要符合操作人员习惯及操作能力极限，要易于）显示形式要符合操作人员习惯及操作能力极限，要易于了解，避免换算，减少训练的时间，减少受习惯干扰造了解，避免换算，减少训练的时间，减少受习惯干扰造成解释不一致的差错。成解释不一致的差错。 4）根据作业条件运用最有效的显示技术和显示方法，要使）根据作业条件运用最有效的显示技术和显示方法，要使显示变化速度与操作者的反应能力相适应，不要让

8、显示显示变化速度与操作者的反应能力相适应，不要让显示速度超过人的反应速度。速度超过人的反应速度。 7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1.1显示器分类及功能显示器分类及功能二、显示功能及显示性能的要求二、显示功能及显示性能的要求 课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学101、准确性原则、准确性原则 2、简单性原则、简单性原则3、一致性原则、一致性原则4、排列性原则、排列性原则7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1.1显示器分类及功能显示器分类及功能三、显示器的设计原则三、显示器的设计原则 课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学117.1

9、显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1.2 视觉显示方式的选择视觉显示方式的选择 一、定量显示方式选择一、定量显示方式选择1数字式显示数字式显示 o作为定量显示，在作为定量显示，在静态显示的条件下静态显示的条件下数字显示产生的误数字显示产生的误读率较低，而且认读率较低，而且认读需占用的时间也读需占用的时间也较短。较短。 图图 格雷瑟的实验仪表课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学122指针式模拟显示指针式模拟显示 o显示的作用不仅是用来提供准确的定量信息，许多情况显示的作用不仅是用来提供准确的定量信息，许多情况下还要表示机器稳定状态，给出供检查用的信息等。下还要表示机器稳定

10、状态，给出供检查用的信息等。 7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1.2 视觉显示方式的选择视觉显示方式的选择 一、定量显示方式选择一、定量显示方式选择课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学132指针式模拟显示指针式模拟显示 o五种指针显示方式的比较五种指针显示方式的比较 7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1.2 视觉显示方式的选择视觉显示方式的选择 一、定量显示方式选择一、定量显示方式选择图图 五种刻度的误读率比较课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学14 7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1.2 视觉显示方式的选

11、择视觉显示方式的选择 3、模拟显示与数字显示的功能比较、模拟显示与数字显示的功能比较 指针运动式指针运动式指针固定式指针固定式数字式数字式读数用读数用尚可尚可尚可尚可好好检查用检查用好好差差差差追踪用追踪用好好尚可尚可差差调节用调节用好好尚可尚可好好一、定量显示方式选择一、定量显示方式选择课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学15o当显示器不是为了记录准确的读数，而是为了对机器的当显示器不是为了记录准确的读数，而是为了对机器的运行状态作出定性显示时，选用模拟式仪表更为有利。运行状态作出定性显示时，选用模拟式仪表更为有利。 1视觉编码视觉编码 2颜色编码颜色编码 3形象化显示形象化显示

12、 7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1.2 视觉显示方式的选择视觉显示方式的选择 二、二、定性显示方式定性显示方式选择选择课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学16 1表排列时显示形式的选择表排列时显示形式的选择 7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1. 3 刻度盘指针式显示器的设计刻度盘指针式显示器的设计 一、指针式显示形式的选择一、指针式显示形式的选择图图 水平排列图图 竖直排列课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学17 2采用一表双显示采用一表双显示 7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1. 3 刻度盘指针式显示

13、器的设计刻度盘指针式显示器的设计 一、指针式显示形式的选择一、指针式显示形式的选择图图 一表双显一表双显 图图 双显仪表的指针设计课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学18 3带式仪表带式仪表 7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1. 3 刻度盘指针式显示器的设计刻度盘指针式显示器的设计 一、指针式显示形式的选择一、指针式显示形式的选择图图 带式仪表结构课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学19 4对称双指针仪表对称双指针仪表 7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1. 3 刻度盘指针式显示器的设计刻度盘指针式显示器的设计 一、指针式显示形

14、式的选择一、指针式显示形式的选择图图 对称双指针仪表课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学20 5直角坐标式仪表直角坐标式仪表 7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1. 3 刻度盘指针式显示器的设计刻度盘指针式显示器的设计 一、指针式显示形式的选择一、指针式显示形式的选择图图 直角坐标式仪表课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学21 1尺寸确定尺寸确定 刻度标记的数量刻度标记的数量刻度盘的最小允许直径刻度盘的最小允许直径观察距离观察距离 50cm 时时观察距离观察距离 90cm 时时3825.425.45025.432.57025.445.510036.4

15、64.315054.498.020072.8129.6300109.0196.07.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1. 3 刻度盘指针式显示器的设计刻度盘指针式显示器的设计 二、刻度盘及指针设计二、刻度盘及指针设计刻度盘直径刻度盘直径 mm观察时间观察时间 s平均反应时间平均反应时间 s读错率读错率 %250.820.766440.720.724700.755.7312表表 观察距离、刻度数量和刻度盘直径的关系表表 认读速度和读错率与刻度盘直径大小的关系课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学22 2刻度线设计刻度线设计 观察距离观察距离 m长度长度 mm长刻度线长

16、刻度线中刻度线中刻度线短刻度线短刻度线0.5以内以内5.54.12.30.50.910.07.14.30.91.820.014.08.61.83.640.028.017.03.66.067.048.029.07.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1. 3 刻度盘指针式显示器的设计刻度盘指针式显示器的设计 二、刻度盘及指针设计二、刻度盘及指针设计刻度大小刻度大小长度长度刻度线刻度线0.150.30.30.50.50.80.81.21.22233558L1（短）（短）1.01.21.51.82.02.53.04.0L2（中）（中）1.41.72.22.63.04.54.56.0L3

17、（长）（长）1.82.22.83.34.06.06.08.0表表 刻度线的长度表表 刻度线长度选择表课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学23 3指针指针 o1）形状）形状指针形状要单纯、明确，不应有装饰。指针形状要单纯、明确，不应有装饰。 7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1. 3 刻度盘指针式显示器的设计刻度盘指针式显示器的设计 二、刻度盘及指针设计二、刻度盘及指针设计图图 指针的基本形状图图 各种箭头形状的比较课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学247.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1. 3 刻度盘指针式显示器的设计刻度盘指针

18、式显示器的设计 二、刻度盘及指针设计二、刻度盘及指针设计 3指针指针 o1）形状）形状o2）宽度）宽度o3）长度）长度o4）颜色）颜色o5）零点位置）零点位置o6）配色）配色级次级次12345678910清晰清晰程度程度底色底色 被衬色被衬色 模糊模糊程度程度底色底色 被衬色被衬色 表表 配色的级次课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学25o用来显示听觉信息的装置称为音响和报警装置，其用途极广。用来显示听觉信息的装置称为音响和报警装置，其用途极广。 1.音响和报警装置的类型及特点音响和报警装置的类型及特点1）峰鸣器峰鸣器是音响装置中声压级最低、频率也较低的装置。是音响装置中声压级最低

19、、频率也较低的装置。 2）电铃电铃。其用途不同，其声压级和频率也有较大差别。其用途不同，其声压级和频率也有较大差别。 3）角笛和气笛角笛和气笛。角笛的声音有吼声和尖叫声（高声强、高频）。角笛的声音有吼声和尖叫声（高声强、高频）两种。常用作高噪声环境中的报警装置。气笛声频率高，声两种。常用作高噪声环境中的报警装置。气笛声频率高，声强也高，较适合于紧急状态的音响报警装置。强也高，较适合于紧急状态的音响报警装置。4）警报器警报器。警报器的声音强度大，可传播很远，频率由低到高，。警报器的声音强度大，可传播很远，频率由低到高，发出的声调富有上升和下降的变化，可以抵抗其它噪声的干发出的声调富有上升和下降的

20、变化，可以抵抗其它噪声的干扰，特别能引起人们的注意，并强调性地使人们接受。扰，特别能引起人们的注意，并强调性地使人们接受。7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1. 4 听觉传示装置设计听觉传示装置设计 一、音响及报警装置一、音响及报警装置课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学26o用来显示听觉信息的装置称为音用来显示听觉信息的装置称为音响和报警装置，其用途极广。响和报警装置，其用途极广。 1.音响和报警装置的类型及特点音响和报警装置的类型及特点7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1. 4 听觉传示装置设计听觉传示装置设计 一、音响及报警装置一、音响

21、及报警装置使用范围使用范围装置类型装置类型平均声压级平均声压级 dB可听到的主可听到的主要频率要频率 /HZ应用举例应用举例距离装置距离装置 2.5m处处距离装置距离装置 1m处处用于较大区域用于较大区域（或高噪声场所）（或高噪声场所）4英寸铃英寸铃656775831000用于工厂、学校、机关用于工厂、学校、机关上下班的信号；以及报上下班的信号；以及报警的信号警的信号6英寸铃英寸铃7483849460010英寸铃英寸铃859095100300角笛角笛951001001105000主要用于报警主要用于报警汽笛汽笛1001101101217000用于较大区域用于较大区域（或低噪声场所）（或低噪声场

22、所）低音蜂鸣器低音蜂鸣器506070200用作指示性信号用作指示性信号高音蜂鸣器高音蜂鸣器607070804001000可作报警用可作报警用1英寸铃英寸铃60701100用于提请人注意的场合，用于提请人注意的场合，如电话、门铃：也可用如电话、门铃：也可用于小范围内的报警信号于小范围内的报警信号用作报时。用作报时。2英寸铃英寸铃627210003英寸铃英寸铃6373650钟钟69785001000表表 一般音响显示和报警装置的强度和频率参数课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学272.音响和报警装置的设计原则音响和报警装置的设计原则1）音响信号必须保证使位于信号接收范围内的人员能够识别

23、并按）音响信号必须保证使位于信号接收范围内的人员能够识别并按照规定的方式作出反应。照规定的方式作出反应。 2）音响信号必须易于识别，特别是在有噪声干扰的情况下，音响）音响信号必须易于识别，特别是在有噪声干扰的情况下，音响信号必须能够明显地听到并可与其它噪声和信号区别。信号必须能够明显地听到并可与其它噪声和信号区别。 3）为引起人注意，可采用时间上均匀变化的脉冲重复频率低于）为引起人注意，可采用时间上均匀变化的脉冲重复频率低于0.2Hz和不高于和不高于5Hz，其脉冲持续时间和脉冲重复频率不能与随，其脉冲持续时间和脉冲重复频率不能与随时间周期性起伏的干扰声的脉冲持续时间和脉冲重复频率重合。时间周期

24、性起伏的干扰声的脉冲持续时间和脉冲重复频率重合。4）报警装置最好采用变频的方法，使音调有上升和下降的变化。）报警装置最好采用变频的方法，使音调有上升和下降的变化。 5）显示重要信号的音响装置和报警装置，最好与光信号同时作用，）显示重要信号的音响装置和报警装置，最好与光信号同时作用，组成组成“视听视听”双重报警信号，以防信号脱漏。双重报警信号，以防信号脱漏。7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1. 4 听觉传示装置设计听觉传示装置设计 一、音响及报警装置一、音响及报警装置课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学28o人与机器之间也可用语言来传递信息。传递和显示语言信号人

25、与机器之间也可用语言来传递信息。传递和显示语言信号的装置称为语言传示装置。的装置称为语言传示装置。 o在设计语言传示装置时，应注意以下问题。在设计语言传示装置时，应注意以下问题。1语言的清晰度语言的清晰度o所谓语言的清晰度，是指人耳通过语言传达能听清的语言的所谓语言的清晰度，是指人耳通过语言传达能听清的语言的百分数。百分数。 2.语言的强度语言的强度o语言传示装置输出的语音，其强度直接影响语言清晰度。语言传示装置输出的语音，其强度直接影响语言清晰度。 7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1. 4 听觉传示装置设计听觉传示装置设计 二、语言传示装置二、语言传示装置课程名称课程名

26、称中南财经政法大学中南财经政法大学29o人与机器之间也可用语言来传递信息。传递和显示语言信号人与机器之间也可用语言来传递信息。传递和显示语言信号的装置称为语言传示装置。的装置称为语言传示装置。 o在设计语言传示装置时，应注意以下问题。在设计语言传示装置时，应注意以下问题。1语言的清晰度语言的清晰度2. 语言的强度语言的强度7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1. 4 听觉传示装置设计听觉传示装置设计 二、语言传示装置二、语言传示装置课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学30o人与机器之间也可用语言来传递信息。传递和显示语言信号人与机器之间也可用语言来传递信息。传递和

27、显示语言信号的装置称为语言传示装置。的装置称为语言传示装置。 o在设计语言传示装置时，应注意以下问题。在设计语言传示装置时，应注意以下问题。1语言的清晰度语言的清晰度2. 语言的强度语言的强度3.噪声对语言传示的影响噪声对语言传示的影响7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1. 4 听觉传示装置设计听觉传示装置设计 二、语言传示装置二、语言传示装置课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学31o视觉信号是指由信号灯产生的视觉信息。视觉信号是指由信号灯产生的视觉信息。o其特点是面积小、视距远、引人注目且简单明了，但信息量有其特点是面积小、视距远、引人注目且简单明了，但信息量

28、有限，当信号太多时，会形成杂乱和干扰。，以防信号脱漏。限，当信号太多时，会形成杂乱和干扰。，以防信号脱漏。7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1. 5 信号显示设计信号显示设计 一、信号显示特征一、信号显示特征课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学32o信号灯的设计应使观察者在一定视距下看得清楚。为此，在一定视距下，信号灯的设计应使观察者在一定视距下看得清楚。为此，在一定视距下，能引起人注意的信号灯，其亮度至少两倍于背景的亮度，同时背景以灰暗无能引起人注意的信号灯，其亮度至少两倍于背景的亮度，同时背景以灰暗无光为好光为好 。7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机

29、界面设计7.1. 5 信号显示设计信号显示设计 二、信号灯的视距和亮度二、信号灯的视距和亮度大气状态大气状态透明系数透明系数能见距离能见距离 km空气绝对纯净空气绝对纯净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空气稍许混浊空气稍许混浊0.6610空气混浊（霾）空气混浊（霾）0.364空气很混浊（浓霾）空气很混浊（浓霾）0.122薄薄 雾雾0.0151中中 雾雾2 10-4 8 10-100.50.2浓浓 雾雾10-19 10-340.10.05极浓雾极浓雾10-34几十几十 几米几米课程名称课

30、程名称中南财经政法大学中南财经政法大学337.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1. 5 信号显示设计信号显示设计 三、信号灯的颜色三、信号灯的颜色课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学34闪光信号较之固定光信号更能引起闪光信号较之固定光信号更能引起人注意，闪光信号的作用是：人注意，闪光信号的作用是：1）引起观察者的进一步注意；）引起观察者的进一步注意；2）指示操作者立即采取行动；）指示操作者立即采取行动；3）反映不符指令要求的信息；）反映不符指令要求的信息；4）用闪光的快慢指示机器或部件）用闪光的快慢指示机器或部件运动速度的快慢；运动速度的快慢；5）用以指示警觉或危

31、险信号。）用以指示警觉或危险信号。7.1 显示器设计显示器设计 第7章 人机界面设计7.1. 5 信号显示设计信号显示设计 四、闪光信号四、闪光信号五、信号灯形象和复和显示五、信号灯形象和复和显示课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学357.2 控制器设计控制器设计第第7章章 人机界面的安全设计人机界面的安全设计7.2.1 控制器设计控制器设计 7.2.2 控制器设计的人机因素控制器设计的人机因素 7.3.3 典型控制器设计典型控制器设计 课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学361按操纵方式划分按操纵方式划分o1）手动控制器。）手动控制器。o2）脚动控制器。）脚动控制器。

32、2按控制器的功能划分按控制器的功能划分o1）开关控制器。）开关控制器。o2）转换控制器。）转换控制器。o3）调整控制器。）调整控制器。o4）制动控制器。）制动控制器。3其他控制器其他控制器o其他控制器主要有光控制器和声控制器，其他控制器主要有光控制器和声控制器， 7.2 控制器设计控制器设计 第7章 人机界面设计7.2. 1 控制器设计控制器设计 一、控制器的类型一、控制器的类型 课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学371按功能选择按功能选择7.2 控制器设计控制器设计 第7章 人机界面设计7.2. 1 控制器设计控制器设计 二、控制器的选择二、控制器的选择表表 各种控制装置的使用

33、功能控制装置名称使用功能启动不连续调节定量调节连续控制输入数据按钮O 钮子开关OO 旋钮选择开关 O 旋钮 OOO 踏钮O 踏板 OO曲柄 OO手轮 OO操纵杆 OO键盘 O课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学381按功能选择按功能选择7.2 控制器设计控制器设计 第7章 人机界面设计7.2. 1 控制器设计控制器设计 二、控制器的选择二、控制器的选择表表 各种控制装置的使用情况比较使用情况按钮旋钮跨钮旋转旋纽开关纽子开关手摇把操纵杆子轮踏板需要的空间小小-中较小中小中-大中-大大大编码好好差好较好较好好较好差视觉辨别位置可好差好好可好较好差触觉辨别位置差可可好好可较好较好较好一排

34、类似控制装置的检查差好差好好差好差差一排控制装置的操作好差差差好差好差差合并控制好好差较好好差好好差课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学392按工作要求选择按工作要求选择o控制器的工作要求主要包括：工作精度、工作性质及操纵控制器的工作要求主要包括：工作精度、工作性质及操纵力大小等内容。力大小等内容。 7.2 控制器设计控制器设计 第7章 人机界面设计7.2. 1 控制器设计控制器设计 二、控制器的选择二、控制器的选择课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学40表表 不同工作情况下选择控制装置的建议工作情况工作情况建议使用的控制器建议使用的控制器操操 纵纵 力力 较较 小小

35、情情 况况 2 个分开的装置个分开的装置按钮、踏钮、拨动开关、摇动开按钮、踏钮、拨动开关、摇动开关关4 个分开的装置个分开的装置按钮、拨动开关、旋钮、选择开按钮、拨动开关、旋钮、选择开关关4 24 个分开的装置个分开的装置同心成层旋钮、键盘、拨动开关、同心成层旋钮、键盘、拨动开关、旋转选择开关旋转选择开关25 个以上分开的装置个以上分开的装置键盘键盘小区域的连续装置小区域的连续装置旋钮旋钮较大区域的连续装置较大区域的连续装置曲柄曲柄操操 纵纵 力力 较较 大大 情情 况况 2 个分开的装置个分开的装置扳手、杠杆、大按钮、踏钮扳手、杠杆、大按钮、踏钮3 24 个分开的装置个分开的装置扳手、杠杆扳

36、手、杠杆小区域连续性装置小区域连续性装置手轮、踏板、杠杆手轮、踏板、杠杆大区域连续性装置大区域连续性装置大曲柄大曲柄课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学41表表 用于追踪的控制装置选择用于追踪的控制装置选择追踪信号的运动形式追踪信号的运动形式适宜的控制器类型适宜的控制器类型方案比较方案比较圆圆 形形圆圆 形形 转转 动动最最 好好直直 线线圆圆 形形 转转 动动好好直直 线线直直 线线 移移 动动中中 等等圆圆 形形直直 线线 移移 动动一一 般般课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学423控制器的选择原则控制器的选择原则一般原则：一般原则：1）快速而精确度高的操作一般采

37、用手控或指控装置，用力的操）快速而精确度高的操作一般采用手控或指控装置，用力的操作则采用手臂及下肢控制；作则采用手臂及下肢控制；2）手控制器应安排在肘和肩高度之间且容易接触到的位置，并）手控制器应安排在肘和肩高度之间且容易接触到的位置，并且易于看见；且易于看见；3）紧急制动的控制器要尽量与其他控制器有明显区分，避免混）紧急制动的控制器要尽量与其他控制器有明显区分，避免混淆；淆；4）控制器的类型及方式应尽可能适合人的操作特性，避免操作）控制器的类型及方式应尽可能适合人的操作特性，避免操作失误。失误。7.2 控制器设计控制器设计 第7章 人机界面设计7.2. 1 控制器设计控制器设计 二、控制器的

38、选择二、控制器的选择课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学43o人在操纵控制器时，控制器的状态要及时地通过人的手、人在操纵控制器时，控制器的状态要及时地通过人的手、脚、眼或其他器官反馈给操作者，以保证操作的可靠性及脚、眼或其他器官反馈给操作者，以保证操作的可靠性及有效度。有效度。o控制器反馈的方式除已介绍过的仪表显示之外，还常用以控制器反馈的方式除已介绍过的仪表显示之外，还常用以下几种形式。下几种形式。 o1）光显示光显示。 o2）振动变化振动变化。可以反映在控制器上，也可反映在体觉上。可以反映在控制器上，也可反映在体觉上。 o3）音响显示音响显示。在控制器上设置到位音响装置。在控制

39、器上设置到位音响装置o4）操纵阻力操纵阻力。 7.2 控制器设计控制器设计 第7章 人机界面设计7.2. 2 控制器设计的人机因素控制器设计的人机因素 一、控制器信息的反馈一、控制器信息的反馈课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学44表表 摩擦、弹性、粘滞性等控制器的阻力特性摩擦、弹性、粘滞性等控制器的阻力特性阻力类阻力类型型举例举例特性特性优点优点缺点缺点用途用途摩擦力摩擦力开关、闸开关、闸刀刀开始时阻力较大，开开始时阻力较大，开关滑动时阻力即下降关滑动时阻力即下降因阻力大，可减少意因阻力大，可减少意外动作外动作控制准确度低控制准确度低宜作不连宜作不连续控制续控制弹力弹力弹簧作用弹

40、簧作用等等阻力随控制器移动距阻力随控制器移动距离加长而增大离加长而增大1控制准度确高控制准度确高2控制器能自动归回控制器能自动归回空位空位控制器移动到中控制器移动到中间位置要定位时，间位置要定位时，需设定位装置需设定位装置可作连续可作连续控制控制粘滞力粘滞力活塞作用活塞作用等等阻力与控制器移动速阻力与控制器移动速度相对应度相对应1控制准确度高控制准确度高2运动速度均匀运动速度均匀3稳定性好稳定性好造价高造价高宜作连续宜作连续控制控制惯性力惯性力起重机的起重机的摇把等摇把等阻力由多级结构的惯阻力由多级结构的惯性产生，一般较大性产生，一般较大1允许平滑移动允许平滑移动2因需较大作用力，因需较大作用

41、力，故减少了意外移动的故减少了意外移动的可能可能操作疲劳；移动操作疲劳；移动准确性差准确性差可用于不可用于不精确控制精确控制课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学45表表 不同控制器所要求的最小阻力不同控制器所要求的最小阻力控制器类型控制器类型所需最小阻力所需最小阻力手动按钮手动按钮2.8扳动开关扳动开关2.8旋转选择开关旋转选择开关3.3旋纽旋纽01.7摇柄摇柄922手轮手轮22手柄手柄9脚动按钮脚动按钮5.6( 如果脚停留在控制器上如果脚停留在控制器上 )17.8( 如果脚不停留在控制器上如果脚不停留在控制器上 )脚踏板脚踏板44.5( 如果脚停留在控制器上如果脚停留在控制器上

42、)17.8( 如果脚不停留在控制器上如果脚不停留在控制器上 )课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学46图图 操纵阻力的变化课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学477.2 控制器设计控制器设计 第7章 人机界面设计7.2. 2 控制器设计的人机因素控制器设计的人机因素 二、控制运动方向与系统的关系二、控制运动方向与系统的关系图图 操纵控制与系统反应的对应方向课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学487.2 控制器设计控制器设计 第7章 人机界面设计7.2. 2 控制器设计的人机因素控制器设计的人机因素 二、控制运动方向与系统的关系二、控制运动方向与系统的关系表表

43、 操作准确性与控制器操纵方向及系统反应方向的关系操作准确性与控制器操纵方向及系统反应方向的关系系统反应方向系统反应方向控制器操作方向控制器操作方向操作错误数占实验总数的百分数操作错误数占实验总数的百分数单手操作单手操作双手操作双手操作从下往上从下往上向上向上5.07.0向前（离开自己）向前（离开自己）7.58.8向侧面（向左和向右）向侧面（向左和向右）11.715.3向后（向自己）向后（向自己）11.318.5向下向下13.319.8课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学49o 对控制器进行编码有两个对控制器进行编码有两个目的目的：一是为了说明控制器的位：一是为了说明控制器的位置或状

44、态，以便确认操作的置或状态，以便确认操作的准确性准确性；二是使不同的控制器；二是使不同的控制器各具特点，便于记忆、寻找和感受信息，保证操作的各具特点，便于记忆、寻找和感受信息，保证操作的正确正确性性。o控制器的编码形式：控制器的编码形式：o1形状编码形状编码o2大小编码大小编码o3位置编码位置编码o4色彩编码色彩编码o5符号编码符号编码7.2 控制器设计控制器设计 第7章 人机界面设计7.2. 2 控制器设计的人机因素控制器设计的人机因素 三、控制器编码三、控制器编码课程名称课程名称中南财经政法大学中南财经政法大学50o 控制器的编码形式：控制器的编码形式：o1形状编码形状编码7.2 控制器设计控制器设计 第7章 人