人因工程課件-第14章人機界面設(shè)計

1、人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 第十四章第十四章 人機界面設(shè)計人機界面設(shè)計 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 第一節(jié)第一節(jié) 人機界面設(shè)計概述人機界面設(shè)計概述 1、三要素模型、三要素模型 2、人機界面設(shè)計內(nèi)容、人機界面設(shè)計內(nèi)容 n顯示器顯示器 n控制器控制器 n顯示器控制器組合顯示器控制器組合 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 第二節(jié) 顯示器設(shè)計 分類：視覺顯示 聽覺顯示 觸覺顯示 三種顯示方式傳遞的信息特征見表14-1。 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 表14-1 三種顯示方式傳遞的信息特征 顯示 方式 傳遞的信息特征 顯示 方式 傳遞的信息特征 視覺 顯示 1.比較復(fù)雜、

2、抽象的信息或含有科學(xué)技 術(shù)術(shù)語的信息、文字、圖表、公式 等 2.傳遞的信息很長或需要延遲者 3.需用方位、距離等空間狀態(tài)說明的信 息 4.以后有被引用的可能的信息 5.所處環(huán)境不適合聽覺傳遞的信息 6.適合聽覺傳遞，但聽覺負(fù)荷已很重的 場合 7.不需要急迫傳遞的信息 8.傳遞的信息常需同時顯示、監(jiān)控 聽覺 顯示 1.較短或無需延遲的信息 2.簡單且要求快速傳遞的信息 3.視覺通道負(fù)荷過重的場合 4.所處環(huán)境不適合視覺通道傳遞的信 息 觸覺 顯示 1.視、聽覺通道負(fù)荷過重的場合 2.使用視、聽覺通道傳遞信息有困難 的場合 3.簡單并要求快速傳遞的信息 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 一、儀

3、表顯示設(shè)計一、儀表顯示設(shè)計 ( (一一) )儀表的類型及特點儀表的類型及特點 1.1.數(shù)字式顯示數(shù)字式顯示 n直接用數(shù)碼來顯示有關(guān)的參數(shù)或工作狀態(tài)直接用數(shù)碼來顯示有關(guān)的參數(shù)或工作狀態(tài) n特點特點 n認(rèn)讀過程簡單、直觀。認(rèn)讀過程簡單、直觀。 n認(rèn)讀速度快，精度高。認(rèn)讀速度快，精度高。 n不易產(chǎn)生視覺疲勞。不易產(chǎn)生視覺疲勞。 n應(yīng)用：計算器、電子表及列車運行的時間應(yīng)用：計算器、電子表及列車運行的時間 顯示屏幕。顯示屏幕。 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 一、儀表顯示設(shè)計一、儀表顯示設(shè)計 2.2.模擬式模擬式/ /刻度指針式顯示刻度指針式顯示 n用模擬量（刻度和指針）來顯示參數(shù)和狀態(tài)。用模擬量

4、（刻度和指針）來顯示參數(shù)和狀態(tài)。 n特點：信息形象化、直觀，并能給出偏差量，對于監(jiān)特點：信息形象化、直觀，并能給出偏差量，對于監(jiān) 控作業(yè)效果很好。控作業(yè)效果很好。 n應(yīng)用：汽車上的油量表、氧氣瓶上的壓力表。應(yīng)用：汽車上的油量表、氧氣瓶上的壓力表。 n按功能可分為按功能可分為4 4類：類： （1 1）讀數(shù)用儀表：高度表、時速表）讀數(shù)用儀表：高度表、時速表 （2 2）檢查用）檢查用/ /警戒用：警戒用： （3 3）追蹤用：）追蹤用： （4 4）調(diào)節(jié)用：收音機調(diào)頻顯示）調(diào)節(jié)用：收音機調(diào)頻顯示 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 一、儀表顯示設(shè)計一、儀表顯示設(shè)計 （二）指針式儀表顯示設(shè)計內(nèi)容 n刻度

5、盤刻度盤 n刻度線刻度線 n標(biāo)數(shù)標(biāo)數(shù) n字符字符 n刻度盤直徑（圓形）刻度盤直徑（圓形） n儀表的指針儀表的指針 n針尖針尖 n針體針體 n針尾針尾 n顏色顏色 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 （1）刻度線）刻度線 n高度：長、中、短高度：長、中、短 n寬度寬度 n線間距線間距 1、儀表的刻度盤：刻度線、標(biāo)數(shù)、字符、儀表的刻度盤：刻度線、標(biāo)數(shù)、字符 n高度、寬度、線間距計算：高度、寬度、線間距計算： n最大視距：最大視距：L (mm) n高度：高度： n長刻度：長刻度： L90 n中刻度：中刻度： L125 n短刻度：短刻度： L200 n寬度：寬度：L5000 n間距：間距： n短刻度

6、：短刻度： L600 n長刻度長刻度； L50 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 （2）標(biāo)數(shù)）標(biāo)數(shù) 1）刻度標(biāo)數(shù)進(jìn)級（表）刻度標(biāo)數(shù)進(jìn)級（表14-3） 2）遞增方向的一般原則是：）遞增方向的一般原則是： n順時針順時針 n從左向右從左向右 n從下向上從下向上 3）刻度標(biāo)數(shù)優(yōu)劣比較參見）刻度標(biāo)數(shù)優(yōu)劣比較參見圖圖14-5，標(biāo)數(shù)原則：，標(biāo)數(shù)原則： n指針運動，標(biāo)數(shù)直排；刻度盤運動，標(biāo)數(shù)輻射定向排列指針運動，標(biāo)數(shù)直排；刻度盤運動，標(biāo)數(shù)輻射定向排列 n最小刻度可以不標(biāo)；最大刻度必須標(biāo)注最小刻度可以不標(biāo)；最大刻度必須標(biāo)注 n指針在盤內(nèi)，如果有空間，盡量標(biāo)注外側(cè)；指針在盤外，標(biāo)指針在盤內(nèi)，如果有空間，盡量

7、標(biāo)注外側(cè)；指針在盤外，標(biāo) 注于內(nèi)部注于內(nèi)部 n開窗式窗口要能顯示被指數(shù)字及前后臨近的數(shù)字開窗式窗口要能顯示被指數(shù)字及前后臨近的數(shù)字 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 （3）字符（漢字、字母、數(shù)字）：形狀、大?。┳址h字、字母、數(shù)字）：形狀、大小 n形狀形狀 n字符多用直角或尖角形字符多用直角或尖角形 n漢字采用宋體或黑體漢字采用宋體或黑體 n不宜采用草體、小寫字母和美術(shù)體字母不宜采用草體、小寫字母和美術(shù)體字母 n高度：高度： n可參考表可參考表14-4 n 也可根據(jù)公式求得也可根據(jù)公式求得： 式中：式中：H為字符高度為字符高度(cm)；L為視距為視距(cm)。 n其他尺寸：根據(jù)高度其他尺

8、寸：根據(jù)高度H確定，見圖確定，見圖14-3 200 L H 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 （4）刻度盤直徑（圓形）刻度盤直徑（圓形） 默雷爾推薦的圓形儀表最佳直徑默雷爾推薦的圓形儀表最佳直徑 ，參見，參見 圖圖14-4 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 2、儀表的指針：針尖、針體、針尾、儀表的指針：針尖、針體、針尾 指針的設(shè)計直接影響認(rèn)讀的速度、準(zhǔn)確指針的設(shè)計直接影響認(rèn)讀的速度、準(zhǔn)確 n常用指針形狀：常用指針形狀： 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 針尖寬度：小于等于刻度標(biāo)記針尖寬度：小于等于刻度標(biāo)記 指針長度：不遮擋刻度標(biāo)記指針長度：不遮擋刻度標(biāo)記 指針的顏色：與背景顏色有明

9、顯的區(qū)別和指針的顏色：與背景顏色有明顯的區(qū)別和 對比對比 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 3、儀表的顏色、儀表的顏色 順序順序1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010 底色底色黑黑黃黃黑黑紫紫紫紫藍(lán)藍(lán)綠綠白白黑黑黃黃 被襯被襯 色色 黃黃黑黑白白黃黃白白白白白白黑黑綠綠藍(lán)藍(lán) 表表14-5 清晰的配色清晰的配色 盤面、刻度標(biāo)記、數(shù)碼、字符、指針的顏色匹配 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 順序順序1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010 底色底色黃黃白白紅紅紅紅黑黑紫紫灰灰紅紅綠綠黑黑 被襯色被襯色白白黃黃綠綠藍(lán)藍(lán)紫紫黑黑綠綠紫紫紅紅藍(lán)藍(lán) 表

10、表14-6 模糊的配色模糊的配色 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 二、信號顯示設(shè)計二、信號顯示設(shè)計 n信號顯示特征信號顯示特征 n信號燈的形狀和顏色信號燈的形狀和顏色 n信號燈的亮度和環(huán)境信號燈的亮度和環(huán)境 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 二、信號顯示設(shè)計二、信號顯示設(shè)計 1、信號顯示特征、信號顯示特征 ： 面積小、視距遠(yuǎn)、引人注目、簡單明了、負(fù)載信面積小、視距遠(yuǎn)、引人注目、簡單明了、負(fù)載信 息有限息有限 n作用：指示性、顯示工作狀態(tài)作用：指示性、顯示工作狀態(tài) n通常一種信號只表示一種狀態(tài)或情況通常一種信號只表示一種狀態(tài)或情況 n設(shè)計依據(jù)：光學(xué)原理、人的視覺特征、人因工程學(xué)等設(shè)計依

11、據(jù)：光學(xué)原理、人的視覺特征、人因工程學(xué)等 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 二、信號顯示設(shè)計二、信號顯示設(shè)計 2、設(shè)計要點、設(shè)計要點 n形狀：簡單、明顯，與所代表的含義有邏輯上的聯(lián)系：形狀：簡單、明顯，與所代表的含義有邏輯上的聯(lián)系： ，！，！ n顏色：利用顏色編碼來表示某種含義和提高可辨性：紅，顏色：利用顏色編碼來表示某種含義和提高可辨性：紅， 黃，綠黃，綠 n亮度：不能太低也不能太高，并要考慮特殊氣候條件。亮度：不能太低也不能太高，并要考慮特殊氣候條件。 n閃光信號性能優(yōu)于固定信號閃光信號性能優(yōu)于固定信號 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 三、熒光屏顯示設(shè)計三、熒光屏顯示設(shè)計 n顯示

12、特性顯示特性 n能顯示圖形、符號、信號，文字；能顯示圖形、符號、信號，文字； n能追蹤顯示，又能顯示圖文動態(tài)畫面。能追蹤顯示，又能顯示圖文動態(tài)畫面。 n應(yīng)用：圖文電視屏幕、計算機高分辨率顯應(yīng)用：圖文電視屏幕、計算機高分辨率顯 示器、示波器、彩超及雷達(dá)。示器、示波器、彩超及雷達(dá)。 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 n目標(biāo)狀態(tài)對顯示的影響目標(biāo)狀態(tài)對顯示的影響 ： 1、亮度：、亮度：34.3cd/m2 2、呈現(xiàn)時間：、呈現(xiàn)時間： 0.5s滿足基本要求，滿足基本要求，2-3s效果最佳效果最佳 3、余輝、余輝 ：3-6S 4、目標(biāo)的運動速度、目標(biāo)的運動速度 5、目標(biāo)的形態(tài)、目標(biāo)的形態(tài) ：大小、顏色：

13、大小、顏色 6、目標(biāo)與背景的關(guān)系、目標(biāo)與背景的關(guān)系 ：亮度、顏色：亮度、顏色 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 三、熒光屏顯示設(shè)計三、熒光屏顯示設(shè)計 n屏面的形狀與尺寸屏面的形狀與尺寸 圖14-7是操作者與熒光屏總體布是操作者與熒光屏總體布 置的關(guān)系置的關(guān)系 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 四、標(biāo)志符號設(shè)計四、標(biāo)志符號設(shè)計 n 標(biāo)志符號的要求標(biāo)志符號的要求 采用與其含義相一致的圖形；采用與其含義相一致的圖形； 可利用顏色、形狀、圖形、符號、文字進(jìn)行編碼，可利用顏色、形狀、圖形、符號、文字進(jìn)行編碼， 以提高辨別速度和準(zhǔn)確性；以提高辨別速度和準(zhǔn)確性； 不得使用過分抽象或人們難以接受的圖形

14、不得使用過分抽象或人們難以接受的圖形 盡量用圖形符號代替文字說明，以減少判讀時間，盡量用圖形符號代替文字說明，以減少判讀時間， 使用簡便；使用簡便； 盡量使用國際通用的標(biāo)志符號；盡量使用國際通用的標(biāo)志符號； 與顯示器和控制器有關(guān)的標(biāo)志符號，要合理區(qū)分和與顯示器和控制器有關(guān)的標(biāo)志符號，要合理區(qū)分和 布置，符合操作者的心理和動作特征；布置，符合操作者的心理和動作特征； 避免環(huán)境背景產(chǎn)生視覺干擾。避免環(huán)境背景產(chǎn)生視覺干擾。 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 四、標(biāo)志符號設(shè)計四、標(biāo)志符號設(shè)計 n標(biāo)志符號的知覺因素標(biāo)志符號的知覺因素 設(shè)計標(biāo)志符號要符合人的知覺特：設(shè)計標(biāo)志符號要符合人的知覺特： 1.

15、形與基分明，如圖14-8a所示 2.邊界明顯，如圖14-8b所示 3.封閉 ，如圖14-8c所示 4.簡明 ，如圖14-8d所示 5.完整 ，如圖14-8e所示 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 四、標(biāo)志符號設(shè)計四、標(biāo)志符號設(shè)計 n標(biāo)志符號的應(yīng)用標(biāo)志符號的應(yīng)用 圖形和符號在產(chǎn)品上的應(yīng)用，有利于操作者迅速觀察和辨認(rèn)， 提高操作著操作的準(zhǔn)確性和工作效率。 圖14-9為汽車上使用的圖形符號為汽車上使用的圖形符號 圖形符號的國際標(biāo)準(zhǔn)化，將使其成為一種世界性語言，因此圖形符號的國際標(biāo)準(zhǔn)化，將使其成為一種世界性語言，因此 工業(yè)產(chǎn)品必須突破各國之間的文化障礙。工業(yè)產(chǎn)品必須突破各國之間的文化障礙。 圖圖1

16、4-10為電子產(chǎn)品上使用的部分圖形符號為電子產(chǎn)品上使用的部分圖形符號 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 四、標(biāo)志符號設(shè)計四、標(biāo)志符號設(shè)計 n標(biāo)志符號的文字信息標(biāo)志符號的文字信息 簡短而明確簡短而明確 使用短句子使用短句子 使用主動句使用主動句 使用肯定句使用肯定句 使用易懂文字使用易懂文字 按時序組句按時序組句 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 五、聽覺顯示設(shè)計五、聽覺顯示設(shè)計 n利用示警信號（聲音）來傳達(dá)信息。利用示警信號（聲音）來傳達(dá)信息。 n特點：可快速有效的傳遞簡單和短促的信息，特點：可快速有效的傳遞簡單和短促的信息， 反應(yīng)快、方向不受限制。反應(yīng)快、方向不受限制。 n應(yīng)用：蜂鳴

17、器、鈴、角笛和汽笛、警報器應(yīng)用：蜂鳴器、鈴、角笛和汽笛、警報器 n分類：分類： n音響及報警裝置音響及報警裝置 n言語顯示器言語顯示器 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 (一一) 音響及報警裝置音響及報警裝置 n蜂鳴器蜂鳴器 n鈴鈴 n角笛和汽笛角笛和汽笛 n警報器警報器 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 (二二) 言語顯示裝置言語顯示裝置 n特點：更為細(xì)致、明確地指導(dǎo)操作者的各種操作特點：更為細(xì)致、明確地指導(dǎo)操作者的各種操作 行為。行為。 n應(yīng)用：無線電廣播、電視、電話、報話機、對話應(yīng)用：無線電廣播、電視、電話、報話機、對話 器、錄音、放音的電聲裝置。器、錄音、放音的電聲裝置。 n設(shè)

18、計應(yīng)注意以下幾點：設(shè)計應(yīng)注意以下幾點： 1. 語言清晰度語言清晰度 2. 語言的強度，見圖語言的強度，見圖14-11 3. 噪聲對言語傳示的影響噪聲對言語傳示的影響 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 (三三) 聽覺顯示裝置的選擇原則聽覺顯示裝置的選擇原則 n音響顯示選擇原則音響顯示選擇原則 1）頻率選擇在噪聲掩蔽效應(yīng)最小的范圍內(nèi)。）頻率選擇在噪聲掩蔽效應(yīng)最小的范圍內(nèi)。 2）使用斷續(xù)的或變化的信號，更能引起人的注）使用斷續(xù)的或變化的信號，更能引起人的注 意。最好組成視、聽雙重報警信號。意。最好組成視、聽雙重報警信號。 3）傳播距離遠(yuǎn)和穿越障礙物時，應(yīng)加大聲波強）傳播距離遠(yuǎn)和穿越障礙物時，應(yīng)加

19、大聲波強 度，使用較低的頻率。度，使用較低的頻率。 4）注意音響裝置的多少，避免各信號間的相互）注意音響裝置的多少，避免各信號間的相互 干擾。干擾。 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 (三三) 聽覺顯示裝置的選擇原則聽覺顯示裝置的選擇原則 n言語顯示裝置的選擇原則：言語顯示裝置的選擇原則： 1）顯示內(nèi)容較多時，采用一個言語顯示裝）顯示內(nèi)容較多時，采用一個言語顯示裝 置即可。置即可。 2）更適于指導(dǎo)檢修和故障處理工作，引導(dǎo)）更適于指導(dǎo)檢修和故障處理工作，引導(dǎo) 操作者操作。操作者操作。 3）適用于追蹤操作中。）適用于追蹤操作中。 4）在非職業(yè)性的領(lǐng)域中，言語顯示裝置更）在非職業(yè)性的領(lǐng)域中，言語

20、顯示裝置更 符合人們習(xí)慣。符合人們習(xí)慣。 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 第三節(jié)第三節(jié) 控制器設(shè)計控制器設(shè)計 控制器是人用以將信息傳遞給機器，控制器是人用以將信息傳遞給機器， 或運用人的力量來開動機器，使之執(zhí)行或運用人的力量來開動機器，使之執(zhí)行 控制功能，實現(xiàn)調(diào)整、改變機器運行狀控制功能，實現(xiàn)調(diào)整、改變機器運行狀 態(tài)的裝置。態(tài)的裝置。 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 一、控制器的分類一、控制器的分類 n按操縱控制器的身體部位的不同按操縱控制器的身體部位的不同 手動控制器手動控制器 腳動控制器腳動控制器 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 n按功能可分為按功能可分為 n開關(guān)類開關(guān)類

21、 n轉(zhuǎn)換類轉(zhuǎn)換類 n調(diào)節(jié)類調(diào)節(jié)類 n緊急開關(guān)類緊急開關(guān)類 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 n按控制器運動類別分為：按控制器運動類別分為： 旋轉(zhuǎn)控制器旋轉(zhuǎn)控制器 擺動控制器擺動控制器 按壓控制器按壓控制器 滑動控制器滑動控制器 牽拉控制器牽拉控制器 常用控制器的特征如表常用控制器的特征如表14-10所示。所示。 曲柄 手輪 旋塞旋鈕 鑰匙 開關(guān)桿 調(diào)節(jié)桿 杠桿電鍵撥動開關(guān)擺動開關(guān) 腳踏板 按鈕按鍵 鍵盤 手閘 指撥滑 塊（形 狀傳遞） 指撥滑 塊（摩 擦傳遞）拉環(huán) 拉手拉圈 拉鈕 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 二、控制器的設(shè)計要求二、控制器的設(shè)計要求 （一）控制器的編碼（一）控制器

22、的編碼 1.形狀編碼形狀編碼 2.位置編碼位置編碼 3.大小編碼大小編碼 4.顏色編碼顏色編碼 5.標(biāo)記編碼標(biāo)記編碼 6.操作方法編碼操作方法編碼 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 1、形狀編碼、形狀編碼 通過不同的形狀和表紋，便于操作者辨認(rèn)。通過不同的形狀和表紋，便于操作者辨認(rèn)。 n 形狀要與功能有邏輯關(guān)系，如圖形狀要與功能有邏輯關(guān)系，如圖14-13 n不用視覺不用視覺14-14，憑觸覺準(zhǔn)確分辨，憑觸覺準(zhǔn)確分辨 n戴手套情況下戴手套情況下14-15 ，憑觸覺準(zhǔn)確分辨，憑觸覺準(zhǔn)確分辨 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 2、位置編碼、位置編碼 通過位置安排來識別控制器（視覺通過位置安排來

23、識別控制器（視覺/盲視定位）盲視定位） n按功能組合排列按功能組合排列 n控制、顯示器具有相對應(yīng)的位置控制、顯示器具有相對應(yīng)的位置 n同種類型在相同位置，各區(qū)之間用位置、形同種類型在相同位置，各區(qū)之間用位置、形 狀、顏色、標(biāo)記區(qū)分狀、顏色、標(biāo)記區(qū)分 n重要控制器放在最佳控制范圍內(nèi)重要控制器放在最佳控制范圍內(nèi) 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 3、大小編碼、大小編碼 通過尺寸大小來識別控制器。憑觸覺識別能力低，故通過尺寸大小來識別控制器。憑觸覺識別能力低，故 與形狀組合使用與形狀組合使用 4、顏色編碼、顏色編碼 不宜超過不宜超過1010種顏色，與形狀、位置、大小組合使用。種顏色，與形狀、位置

24、、大小組合使用。 5、標(biāo)記編碼、標(biāo)記編碼 通過標(biāo)注圖文符號或文字來識別控制器通過標(biāo)注圖文符號或文字來識別控制器 6、操作方法編碼、操作方法編碼 不同操作方法產(chǎn)生的運動視覺差異來識別。很少單獨不同操作方法產(chǎn)生的運動視覺差異來識別。很少單獨 使用使用 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 (二) 控制器的外形結(jié)構(gòu)設(shè)計 n大?。号c使用目的和方法密切相關(guān)。圖大小：與使用目的和方法密切相關(guān)。圖14-16是手操縱控制器方式是手操縱控制器方式 n形狀：便于使用，有利于對控制器的施力。形狀：便于使用，有利于對控制器的施力。 n對于手動控制器，其形狀設(shè)計應(yīng)考慮手的生理特點，如圖對于手動控制器，其形狀設(shè)計應(yīng)考慮手

25、的生理特點，如圖14-17 所示。所示。 n形狀的設(shè)計，應(yīng)使在使用過程中，手腕盡量保持挺直狀態(tài)，避免形狀的設(shè)計，應(yīng)使在使用過程中，手腕盡量保持挺直狀態(tài)，避免 彎曲。彎曲。 n指尖按壓面指尖按壓面凹形（按鍵的表面最佳形狀？）凹形（按鍵的表面最佳形狀？） n手掌按壓面手掌按壓面凸形凸形 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 (三) 設(shè)計適當(dāng)?shù)目刂破鞯淖枇Γ涸O(shè)計適當(dāng)?shù)目刂破鞯淖枇Γ?n提高準(zhǔn)確、平穩(wěn)性、速度提高準(zhǔn)確、平穩(wěn)性、速度 n提供反饋信息，判斷是否執(zhí)行提供反饋信息，判斷是否執(zhí)行 n防止偶發(fā)啟動防止偶發(fā)啟動 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 阻力類型阻力類型特特 性性使使 用用 舉舉 例例

26、摩摩 擦擦 力力 運動開始時阻力最大，此后顯著降低，可用以運動開始時阻力最大，此后顯著降低，可用以 減少控制器的偶發(fā)啟動。但控制準(zhǔn)確度低，不減少控制器的偶發(fā)啟動。但控制準(zhǔn)確度低，不 能提供控制反饋信息能提供控制反饋信息 開關(guān)、閘刀等開關(guān)、閘刀等 彈性阻力彈性阻力 阻力與控制器位移距離成正比，可作為有用的阻力與控制器位移距離成正比，可作為有用的 反饋源?？刂茰?zhǔn)確度高，放手時，控制器可自反饋源?？刂茰?zhǔn)確度高，放手時，控制器可自 動返回零位，特別適用于瞬時觸發(fā)或緊急停車動返回零位，特別適用于瞬時觸發(fā)或緊急停車 等操作，可用以減少控制器的偶發(fā)啟動等操作，可用以減少控制器的偶發(fā)啟動 鍵盤等鍵盤等 粘滯阻

27、力粘滯阻力 阻力與控制運動的速度成正比?？刂茰?zhǔn)確度高、阻力與控制運動的速度成正比?？刂茰?zhǔn)確度高、 運動速度均勻，能幫助穩(wěn)定的控制，防止控制運動速度均勻，能幫助穩(wěn)定的控制，防止控制 器的偶發(fā)啟動器的偶發(fā)啟動 活塞等活塞等 慣慣 性性 阻力與控制運動的加速度成正比例，能幫助穩(wěn)阻力與控制運動的加速度成正比例，能幫助穩(wěn) 定的控制，防止控制器的偶發(fā)啟動。但慣性可定的控制，防止控制器的偶發(fā)啟動。但慣性可 阻止控制運動的速度和方向的快速變化，易引阻止控制運動的速度和方向的快速變化，易引 起控制器調(diào)節(jié)過度，也易引起操作者疲勞起控制器調(diào)節(jié)過度，也易引起操作者疲勞 調(diào)節(jié)旋鈕等調(diào)節(jié)旋鈕等 表表14-11 控制器的阻

28、力特性控制器的阻力特性 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 表表14-12 控制器的最小操作阻力控制器的最小操作阻力 控制器類型控制器類型最小阻力最小阻力/N/N 手動按鈕手動按鈕2 28 8 腳動按鈕腳動按鈕 5.65.6（腳停留在控制器上）（腳停留在控制器上） 17.817.8（腳不停留在控制器上）（腳不停留在控制器上） 扳動開關(guān)扳動開關(guān)2.82.8 旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)3.33.3 旋旋 鈕鈕0 01.71.7 曲曲 柄柄9 92222 手手 輪輪 22 22 手手 柄柄9 9 腳腳 踏踏 板板 417.8417.8（腳不停留在控制在控制器上）（腳不停留在控制在控制器上） 4.54

29、.5（腳停留在控制器上）（腳停留在控制器上） 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 (四四) 避免控制器的偶發(fā)啟動避免控制器的偶發(fā)啟動 （1 1）安裝在陷入控制板的凹槽內(nèi)；）安裝在陷入控制板的凹槽內(nèi)； （2 2）加保護(hù)罩；）加保護(hù)罩； （3 3）安裝在不易被碰撞的位置；）安裝在不易被碰撞的位置； （4 4）運動方向向著最不可能發(fā)生意外用力的方向；）運動方向向著最不可能發(fā)生意外用力的方向； （5 5）操作者必須連續(xù)做兩種操作運動，才能使控制器）操作者必須連續(xù)做兩種操作運動，才能使控制器 被啟動，而后一種操作運動與前一種操作運動的方向被啟動，而后一種操作運動與前一種操作運動的方向 不同，以此將控制

30、器鎖定在位置上；不同，以此將控制器鎖定在位置上； （6 6）一組控制器必須按正確的順序操作時才能被啟動，）一組控制器必須按正確的順序操作時才能被啟動， 使控制器彼此之間具有連鎖作用。如配電柜上的油開使控制器彼此之間具有連鎖作用。如配電柜上的油開 關(guān)和刀閘開關(guān)的操作順序連鎖；關(guān)和刀閘開關(guān)的操作順序連鎖； （7 7）適當(dāng)增大控制器的操作阻力。）適當(dāng)增大控制器的操作阻力。 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 三、主要控制器的設(shè)計三、主要控制器的設(shè)計 控制器的設(shè)計要充分滿足操作者在產(chǎn)品使用控制器的設(shè)計要充分滿足操作者在產(chǎn)品使用 過程中能安全、準(zhǔn)確、迅速、舒適地操作。因而過程中能安全、準(zhǔn)確、迅速、舒適

31、地操作。因而 設(shè)計時應(yīng)充分考慮操作者的體形、生理、心理特設(shè)計時應(yīng)充分考慮操作者的體形、生理、心理特 征以及人的能力限度，使控制器的形狀、大小等征以及人的能力限度，使控制器的形狀、大小等 符合人因工程的要求。符合人因工程的要求。 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 (一一) 手動控制器的設(shè)計手動控制器的設(shè)計 n旋鈕 ，如圖14-18 n按鈕按鈕 ，如圖14-19 n外表面形狀：圓柱、方、橢圓、其他外表面形狀：圓柱、方、橢圓、其他 n用途：代碼鈕、功能鈕、間隔鈕用途：代碼鈕、功能鈕、間隔鈕 n接觸情況：接觸式、非接觸式接觸情況：接觸式、非接觸式 n扳動開關(guān) ，如圖14-20 n控制桿 ，如圖14

32、-21 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 (二) 腳動控制器的設(shè)計 n腳踏板，如圖14-22、14-23、14-24 n腳踏鈕，如圖14-25 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 第四節(jié)第四節(jié) 控制控制顯示組合設(shè)計顯示組合設(shè)計 對于顯示器和控制器的設(shè)計，不僅應(yīng)使各自對于顯示器和控制器的設(shè)計，不僅應(yīng)使各自 的性能最優(yōu)，而且應(yīng)使它們彼此之間的配合最的性能最優(yōu)，而且應(yīng)使它們彼此之間的配合最 優(yōu)。這種控制器與顯示裝置之間的配合稱為控優(yōu)。這種控制器與顯示裝置之間的配合稱為控 制制顯示相合性。控制器與顯示器相合性好，可顯示相合性?？刂破髋c顯示器相合性好，可 減少信息加工和操作的復(fù)雜性；縮短人的反應(yīng)減

33、少信息加工和操作的復(fù)雜性；縮短人的反應(yīng) 時間，提高人的操作速度，尤其是在緊急情況時間，提高人的操作速度，尤其是在緊急情況 下，要求操作者非常迅速地進(jìn)行操作時可減少下，要求操作者非常迅速地進(jìn)行操作時可減少 人為差錯，避免事故的發(fā)生。人為差錯，避免事故的發(fā)生。 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 一、控制一、控制顯示比顯示比 n控制器與顯示器位移大小的比例關(guān)系，即是控制器與顯示器位移大小的比例關(guān)系，即是 指控制器的位移量與之相對應(yīng)的顯示器位移指控制器的位移量與之相對應(yīng)的顯示器位移 量之比量之比(C/D)，可用來表示系統(tǒng)的靈敏度，可用來表示系統(tǒng)的靈敏度， 如圖如圖14-26所示所示 n控制控制顯示

34、系統(tǒng)具有精調(diào)和粗調(diào)兩種功能。顯示系統(tǒng)具有精調(diào)和粗調(diào)兩種功能。 C/D比的選擇應(yīng)考慮精調(diào)和粗調(diào)的時間，最比的選擇應(yīng)考慮精調(diào)和粗調(diào)的時間，最 佳的佳的C/D比則是兩種調(diào)節(jié)時間曲線相交處。比則是兩種調(diào)節(jié)時間曲線相交處。 這樣可以使總的調(diào)節(jié)時間降到最低，如圖這樣可以使總的調(diào)節(jié)時間降到最低，如圖14- 27所示。所示。 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 二、控制、控制顯示的空間相合性顯示的空間相合性 n空間相合性：在空間位置關(guān)系上的配合一致性空間相合性：在空間位置關(guān)系上的配合一致性 n空間相合性直接影響系統(tǒng)的效率?？臻g相合性直接影響系統(tǒng)的效率。 n恰帕尼斯恰帕尼斯(Chapanis)等人于等人于19

35、59年曾用煤氣爐的年曾用煤氣爐的 四個灶眼作為顯示器，煤氣開關(guān)作為控制器，研究四個灶眼作為顯示器，煤氣開關(guān)作為控制器，研究 了控制器與顯示器的空間相合性。共試驗了四種不了控制器與顯示器的空間相合性。共試驗了四種不 同的位置配置關(guān)系，如圖同的位置配置關(guān)系，如圖14-28所示。所示。 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 三、控制三、控制顯示的運動相合性顯示的運動相合性 n運動相合性：在運動方向上的一致性運動相合性：在運動方向上的一致性 n控制器的運動方向與顯示器或執(zhí)行系統(tǒng)的運動控制器的運動方向與顯示器或執(zhí)行系統(tǒng)的運動 方向在邏輯上一致，符合人的習(xí)慣定勢，即控方向在邏輯上一致，符合人的習(xí)慣定勢，即

36、控 制制顯示的運動相合性好，對于提高操作質(zhì)量、顯示的運動相合性好，對于提高操作質(zhì)量、 減輕人的疲勞，尤其是對于防止人緊急情況下減輕人的疲勞，尤其是對于防止人緊急情況下 的誤操作，具有重要的意義。圖的誤操作，具有重要的意義。圖14-29是控制是控制 器與顯示器運動相合性的示例。器與顯示器運動相合性的示例。 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 第五節(jié)第五節(jié) 累積損傷疾病與工具的設(shè)計累積損傷疾病與工具的設(shè)計 一、累積損傷疾病及其原因一、累積損傷疾病及其原因 1. 受力受力 2. 重復(fù)重復(fù) 3. 姿勢姿勢 4. 休息休息 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 二、與手有關(guān)的累積損傷疾病二、與手有關(guān)的

37、累積損傷疾病 n人手是由骨、動脈、神經(jīng)、韌帶和肌腱等組成人手是由骨、動脈、神經(jīng)、韌帶和肌腱等組成 的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，如圖的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，如圖14-30所示。手部的動作狀所示。手部的動作狀 態(tài)見圖態(tài)見圖14-31。當(dāng)使用設(shè)計不當(dāng)?shù)氖治帐焦ぞ?。?dāng)使用設(shè)計不當(dāng)?shù)氖治帐焦ぞ?時，會導(dǎo)致多種累積損傷疾病，如腱鞘炎、腕時，會導(dǎo)致多種累積損傷疾病，如腱鞘炎、腕 道綜合癥、腱炎、滑囊炎、滑膜炎、痛性腱鞘道綜合癥、腱炎、滑囊炎、滑膜炎、痛性腱鞘 炎、狹窄性腱鞘炎和網(wǎng)球肘等。炎、狹窄性腱鞘炎和網(wǎng)球肘等。 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 三、手握式工具設(shè)計原則三、手握式工具設(shè)計原則 n避免靜肌負(fù)荷，如圖避免靜肌負(fù)荷，如圖14-32所示所示 n保持手腕伸直保持手腕伸直 ，如圖，如圖14-33所示所示 n使組織壓迫最小使組織壓迫最小 ，如圖，如圖14-34所示所示 n減小手指的重復(fù)活動減小手指的重復(fù)活動 ，如圖，如圖13-35所示所示 人因工程課件-第14章人機界面設(shè) 計 復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題 1什么是人機界面？人機界面設(shè)計的內(nèi)容與依據(jù)是什么？什么是人機界面？人機界面設(shè)計的內(nèi)容與依據(jù)是什么？ 2顯示器有哪幾種形式？并簡述各自的應(yīng)用特點。顯示器有哪幾種形式？并簡述各自的應(yīng)用特點。 3在設(shè)計言語顯示裝置