人机工程学 第五章 控制器设计课件.ppt

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1、第5章控制器的设计主讲：苏胜控制器的分类1手控操纵器设计2脚控操纵器设计3编码设计4控制器选择、布置原则显示器与控制器的相合性56ConterollerDesign5.1控制器的分类定义——操纵装置（控制器）是将人的信息输送给机器，用以调整、改变机器状态的装置。一、控制器的分类1.按操纵控制器所用的身体器官或行为分类:手动控制器脚动控制器言语控制器在多数控制作业中都采用手动控制器，当手处于高负荷状态时，可考虑采用脚动控制器。2.根据输入信息的特点分类1）离散控制器：可调出有限的、确定的几种状态，状态变化是跃变式的

2、。2）连续调节控制器：可在一个连续体上调节，状态变化是平滑、跃进式的。5.1控制器的分类3.按控制器运动的类别的不同1）平移式控制器平移式控制器又可分为：摆动控制器如：手挡按压控制器如:按键滑动控制器如：拨钮牵拉控制器如：电锯2）旋转控制器：如方向盘、旋钮。5.1控制器的分类5.1控制器的分类5.1控制器的分类二、控制器的编码设计1、形状编码2、位置编码3、尺寸编码4、颜色编码5、符号编码6、表纹编码7、操作编码5.2控制器的编码设计1.形状和表纹编码形状编码是将不同用途控制器设计成不同的形状，以便使各控制器彼此

3、之间不易混淆。人通过触觉辨认形状的能力比辨认大小的能力强，编码时应选择与控制功能相关联的形状，形状应简单，有助于操作者对其译码。表纹编码依赖于触觉反馈，一般与形状编码同时使用。5.2控制器的编码设计2.位置编码若有充裕的工作空间，此时控制器可按视觉位置定位。5.2控制器的编码设计3.尺寸编码亦称大小编码是通过控制器的尺寸大小不同来分辨控制器，因此，控制器的大小之间的尺寸等级差必须达到触觉的识别阈限。大小编码不如形状编码有效，一般不宜超过3个。5.2控制器的编码设计4.颜色编码将不同功能的控制器，涂以不同的颜色，以

4、示彼此之间的区别，称为颜色编码。宜安装在照明较好，操作者实现可及的空间，所用颜色不宜过多，应使用有标准意义的表示色，颜色编码一般与其他编码同时使用。5.2控制器的编码设计5.符号编码在不同控制器的上方或侧旁，标注不同的文字或符号，通过这些文字或符号区分控制器，即为标记编码。1）采用文字：应是简短的，采用操作者熟悉的术语给出控制功能，如，“开”，“关”。2）采用图形符号，应尽可能以常规的方法，采用通用符号。但采用这种方法需要良好的照明和较大的空间，易出错。5.2控制器的编码设计6.操作方法编码采用操作方法编码时，每

5、个控制器都有自己独特的驱动方式，如，拉，推，旋转，滑动，按压等。5.2控制器的编码设计7、编码设计的总原则所有编码需易辨认、有区别编码与其功能间有逻辑上的关系尽量使用标准化代码编码间多进行混合使用，以增强其识别性5.2控制器的编码设计三、手控式操纵器的设计（一）、执握柄（操纵把）的设计1、手的解剖学因素（1）手部肌肉构成（2）手部肌肉特性指球肌，大、小鱼际：肌肉组织发达、减震好、施力大指骨间肌，掌心：肌肉少、减震差、易疲劳、操作准确性低5.3手控式操纵器的设计（50mm时欧洲人握力最大，亚洲人40～50mm之间。

6、）2、执握柄（操纵把）的设计（1）原则：充分考虑手部生理特征（2）执握柄形式1）圆弧型与掌心、指间肌接触面大适于用力小、瞬间操作2）直线型（宽手把型、扁平型）与掌心、指间肌接触面小适于用力大、长时间操作（3）建议尺寸（直径）30-32mm22-35mmMin7.5mmMin5mm5.3手控式操纵器的设计5.3手控式操纵器的设计一般手工具物理特徵的案例分析——羊角锤执握柄设计羊角锤的形式及结构分析5.3手控式操纵器的设计铁锤的特征与可能受影响的敲击效率分析表特征影響敲击效率项目重量重心握柄角度握柄長度握柄直徑斷面形

7、狀握柄材质锤头设计施力大小与加速度●●●●●疲劳度●●舒适度●●●●手掌接触面积与力量分佈●●手腕施力角度●手掌與握柄間的摩擦力●●●握柄的震动●●●●●力量的传导和控制性●●●●●●5.3手控式操纵器的设计握持位置B处握持位置C处5.3手控式操纵器的设计一般手工具物理特征的设计指南手工具物理特征设计指南重量及配重重心尽可能接近手掌中心，重量应小于2.3kg握柄直径应在2-8cm之間，力握時最佳握把直径5cm握柄長度最短應為10-12.5cm，握柄的尾端不能压迫到手掌握柄握距最佳握距在5-6cm，不宜超過13cm

8、握柄形狀應使手掌與握把間的接觸面積最大握柄斷面形狀在推力和拉力兼有的作業下，採用寬高比為1:1.25的矩形握柄握柄溝槽手指溝槽可提供較好的摩擦力、避免滑手，深度不宜超過0.32cm握柄角度握柄角度在19度左右可以減少手腕尺偏（二）按钮设计1、作用：常用作系统的启动和关停。2、形状：常为圆心和矩形、椭圆形。3、尺寸：按纽的尺寸主要按成人手指端的尺寸和操作要求而定。（1）圆弧