人机工程学操纵装置设计课件.ppt

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1、第4章操纵装置设计4.1人的手足尺寸与人体关节活动4.2人体的施力与运动输出特性4.3操纵器的类型与选用4.4常用操纵器的设计4.5操纵与显示相合性4.1手足尺寸与人体关节活动4.1.1人体手足尺寸（一）人体手足尺寸4.1手足尺寸与人体关节活动4.1.1人体手足尺寸（一）人体手足尺寸人体手部尺寸人体足部尺寸4.1手足尺寸与人体关节活动4.1.1人体手足尺寸（二）手部控制部位的尺寸4.1手足尺寸与人体关节活动4.1.1人体手足尺寸（二）手部控制部位的尺寸4.1手足尺寸与人体关节活动4.1.1人体手足尺寸（二）手部控制部位的尺寸的计算4.1手足尺寸与人体关节活动4.1.2人体关节的活

2、动（一）手部关节活动范围1.腕关节的活动向手心或手背方向的转动：掌侧曲、背侧曲向拇指或小手指方向的转动：桡侧偏、尺侧偏4.1手足尺寸与人体关节活动4.1.2人体关节的活动（一）手部关节活动范围1.腕关节的活动4.1手足尺寸与人体关节活动4.1.2人体关节的活动（一）手部关节活动范围2.指关节的活动手指握拳或伸开的伸曲活动指间张开或并拢的张合活动4.1手足尺寸与人体关节活动（二）人体的其他关节活动4.2人体的施力与运动输出特性4.2.1人体的肌力及其影响因素（一）人体主要部位的肌肉力量一般女性的肌力比男性低20%-30%。右利者右手肌力比左手约高10%；左利者左手肌力比右手约高6%

3、-7%。4.2人体的施力与运动输出特性4.2.1人体的肌力及其影响因素（一）人体主要部位的肌肉力量一般女性的肌力比男性低20%-30%。右利者右手肌力比左手约高10%；左利者左手肌力比右手约高6%-7%。操纵力：人们使用器械、操纵机器所使用的力。主要指机体的臂力、握力、指力、腿力或脚力，有时也用到腰力、背力等4.2人体的施力与运动输出特性4.2.1人体的肌力及其影响因素（二）坐姿的手臂操纵力4.2人体的施力与运动输出特性4.2.1人体的肌力及其影响因素（二）坐姿的手臂操作力4.2人体的施力与运动输出特性4.2.1人体的肌力及其影响因素（二）坐姿的手臂操作力1、在前后和左右方向上，

4、都是向着身体方向的操纵力大于背离身体的方向的操纵力。2、在上下方向上，向下的操纵力一般大于向上的操纵力。3、利势手操纵力大于非利势手操纵力。4.2人体的施力与运动输出特性4.2.1人体的肌力及其影响因素（三）立姿的手臂操作力4.2人体的施力与运动输出特性4.2.1人体的肌力及其影响因素（三）立姿的手臂操作力前臂上臂间夹角约为70°时，具有最大的操纵力。4.2人体的施力与运动输出特性4.2.1人体的肌力及其影响因素（四）坐姿的脚蹬力4.2人体的施力与运动输出特性4.2.1人体的肌力及其影响因素（四）坐姿的脚蹬力与铅垂线约成70°方向是最适宜的脚蹬方向。此时的膝部略有上抬，大小腿在膝

5、部的夹角在140-150°之间。从俯视的方向来看，腿的脚蹬方向偏离正前方15°以上，操纵力就明显减小，灵敏度也降低。4.2人体的施力与运动输出特性4.2.2肢体的运动输出特性（一）运动速度与速率手向各方向运动时间差异4.2人体的施力与运动输出特性4.2.2肢体的运动输出特性（一）运动速度与速率右上-左下较快左上右下较慢4.2人体的施力与运动输出特性4.2.2肢体的运动输出特性（一）运动速度与速率各部位的最高运动速率（上限）4.2人体的施力与运动输出特性4.2.2肢体的运动输出特性（二）运动准确性及其影响因素4.2人体的施力与运动输出特性4.2.2肢体的运动输出特性（二）运动准确性

6、及其影响因素4.3操纵器的类型与选用4.3.1操纵器的类型4.3操纵器的类型与选用4.3.1操纵器的类型1、按操控方式分：手动、脚动、声控2、按操控运动轨迹：旋转式：旋钮、摇柄、十字把手等。移动式：操纵杆、手柄、推扳开关等按压式：按钮、按键等3、按操控功能分：开关式、转换式、调节式等4.3操纵器的类型与选用4.3.2操纵器的选用4.3操纵器的类型与选用4.3.3操纵器的编码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4.4常用操纵器的设计4.4.1手控操纵器的设计（一）触觉功能与触觉特性1、不太敏感。2、适应迅速。3、有立体感。4.4常用操纵器的设计4.4.1手控

7、操纵器的设计（二）操纵手把的设计讨论：在这些手柄中，哪种最好，简述理由。4.4常用操纵器的设计4.4.1手控操纵器的设计（二）操纵手把的设计4.4常用操纵器的设计4.4.1手控操纵器的设计（二）操纵手把的设计讨论小结：a、b两种好。理由：手掌上肌肉最厚的是大小鱼际肌、其次是指骨间肌和指球肌，是天然避震器。掌心肌肉最薄，神经、血管集中，要避免此处受压。4.4常用操纵器的设计4.4.1手控操纵器的设计（二）操纵手把的设计1、设计合理的操纵手把，主要考虑以下几个方面：手把形状应与手的生