人因工程 操纵控制器设计要求

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1、中国工业工程管理咨询网收集整理WWW.IEMCC.CN第十五讲操纵控制器设计通过本讲的学习，应能够：1．说明控制器及其分类；2．阐述控制器选择与设计的一般原则；3．解释控制器的编码方式；4．说明最佳的控制显示比；5．阐述常用的控制器设计的基本要求；6．说明键盘设计中所考虑的人因工程学因素；7．阐述控制器和显示器布置原则一、控制器概述1．定义：控制器是人用以将信息传递给机器，使之执行控制功能，实现调整、改变机器运行状态的装置，以及人通过自身感觉从控制器接收到完成操作所需要的某些反馈信息。是人机系统的又一人机界

2、面。2．合理设计控制器的目的：提高人机系统的工作效率；提高操作者操作的准确、迅速、安全性；减少紧张和疲劳。3．控制器设计要考虑的因素：操作者的生理、心理、人体解剖和用力等特性。4．控制器的分类（1）按操纵的身体部位不同，可分为手动控制器、脚动控制器和声音控制器等；（2）按控制器的运动方式不同，可分为旋转控制器、摆动控制器、按压控制器、滑动控制器和牵拉控制器，如表18，1所示。1中国工业工程管理咨询网收集整理WWW.IEMCC.CN二、控制器选用与设计的一般原则1．人们在使用控制器时常发生的主要错误：①辨别错

3、误。对不同的控制器分辨不清而发生操作失误；②调节错误。把开关等活动部分移动到错误的位置，或忘记检查、未加固定，触动了处于正确位置的控制器；③逆转错误。把控制器移动到与要求相反的方向上去；④无意识引发。没加小心或或不注意造成的操作；⑤难以触及。控制器位置不合理，操作时需要大幅度改变身体姿势，影响控制速度和准确性。因此，在设计与选择控制器时，不仅要考虑其本身的功能、转速、能耗、耐久性及外观等，还必须考虑与操作者有关的人的因素方面的一些基本原则。2．控制器选用与设计时所要考虑的一般原则①控制器要有利于操作，尽量减

4、少或避免不必要的操作动作，以保证系统工作效率。②控制器的运动方向应与预期的功能方向相一致。③控制器操纵部分的大小、形状及指向，必须便于把握和移动，其外形应符合人手等部位的解剖学特征。④控制器的移动范围，要根据操作者的身体部位、活动范围和人体尺寸来确定。⑤控制器的阻力、惯性和转矩要适当，应在人的体力适宜范围内，并确保安全。⑥在控制器较多的情况下，要根据系统的运行程序、作用的顺序来配置，以保证安全、准确和迅速地进行操作。⑦控制器的材质应符合卫生学要求，使触摸时安全和舒适。⑧要能避免无意识的操作而引起的危险。⑨利

5、用编码提高对控制器的辨别效率，避免发生混同，减少操作失误。一般采用形状、位置、大小、操作方法、颜色和标记等方式进行控制器编码。三、按制器的编码在具有多个控制器的系统中，为了提高操作者辨别控制器的效果，应对控制2中国工业工程管理咨询网收集整理WWW.IEMCC.CN器进行编码。编码方式主要有:形状、位置、大小、操作方法、颜色和标记等。每一种编码方式都有优点和弊端，往往把它们组合起来使用，以弥补各自的不足之处。1．形状编码定义：形状编码是将不同功能的控制器，设计成不同的形状及表纹，便于操作者辨认，不易发生混淆。

6、它是一种容易被视觉特别是触觉辨识的编码方式。2．采用形状编码时的注意事项：ò控制器的形状与它的功能有逻辑上的联系，以便于形象记忆；ò控制器的形状应能在不用视觉或有必要戴手套的情况下，凭触觉也可分辨清楚。表纹编码主要依赖于触觉反馈识别。.图18.2中可以看出控制器形状与其功能联系紧密、如起落架控制器形状如着陆的轮子，副翼开关则像飞机翅膀。形状独特，易于识别，能够减少误操作。2．位置编码定义：位置编码是通过位置安排不同来识别控制器的一种方式。注意事项：ò控制器可按视觉定位，也可盲视定位，后者是指操作者即使不直接

7、注视控制器也能正确操作，控制器之间需有更大的间距。ò控制器位置分布，可按其功能组合排列；ò同一种控制器放在相同位置上，各区之间用位置、形状、颜色、标记等加以区分；3中国工业工程管理咨询网收集整理WWW.IEMCC.CNò尽可能使控制器与显示器具有相对应的位置；ò重要的控制器放在人肢体最佳活动范围内。3．大小编码定义：大小编码是通过控制器的尺寸大小不同来识别控制器的一种方式。作用：这种编码可以为视觉和触觉提供信息。缺点：人仅凭触觉识别大小的能力很低。如对圆形旋钮，若作相对辨认，大旋钮的直径至少比小旋钮大20%

8、。若作绝对辨认，一般只用2至3种大小不同的控制器。因此，大小编码往往与形状编码等组合使用。大小编码可用于指示控制器的相对重要性。4．操作方法编码定义：操作方法编码是通过来自不同操作方法产生的运动觉差异来识别控制器的一种方式。这种编码很少单独使用，而是作为与其他编码组合使用时的一种备用方式，以证实控制器最初的选择是否正确。它不能用于时间紧迫或准确度高的控制场合。为了有效地使用这种编码，需要使每个控制器的动作方向、移