電子設(shè)備的人機(jī)功能要求

1、電子設(shè)備的人機(jī)功能要求人機(jī)工程學(xué)(Man-Machine Engineering, Human Engineering, Ergonomics)是研究人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)中人、機(jī)、環(huán)境之間的相互關(guān)系，為解決該系統(tǒng)中人的效能、健康問題提供理論與方法的學(xué)科。電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)正是根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的原理，使人和設(shè)備的要素取長補(bǔ)短，使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到最佳效率和最佳的總體功能。人的決策信息接收顯示器電子設(shè)備內(nèi)部過程控制控制器 人機(jī)系統(tǒng)模型在人和設(shè)備之間存在一個(gè)相互作用的作用面，所有人機(jī)信息交流都發(fā)生在這個(gè)作用面上，通常稱為人機(jī)界面，顯示系統(tǒng)是將機(jī)器工作的信息傳遞給人，實(shí)現(xiàn)機(jī)人信息傳遞。是人機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、高效、宜人運(yùn)

2、行的主要條件。人的感覺主要有視覺、聽覺、膚覺、味覺、嗅覺和平衡感等，人通過這些感覺的相應(yīng)器官接受來自機(jī)器發(fā)出的刺激而獲得信息。人接受到來自設(shè)備的信息，經(jīng)過大腦加工處理并做出決策，通過人的肢體使設(shè)備的控制器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)人機(jī)信息傳遞。并使信息傳遞方便、安全、省力、舒適和有效。人機(jī)界面的設(shè)計(jì)主要是指顯示、控制以及它們之間的關(guān)系的設(shè)計(jì)。10.3.1人體特征1. 視覺視覺是人感受信息的主要通道。人所獲得的全部信息80%是通過視覺感受的。視覺是由被視物體的光線刺激眼睛視網(wǎng)膜而產(chǎn)生的。另一個(gè)與視覺相關(guān)的因素是視野，當(dāng)人的頭部固定不動(dòng)時(shí)眼球所能看到的正前方空間范圍，稱視野。視野常以角度表示。在電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中

3、，一般以視野是設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。在水平面內(nèi)的視野是：雙眼視區(qū)大約在左右60以內(nèi)的區(qū)域；人最敏感的視力是在標(biāo)準(zhǔn)視線每側(cè)的范圍內(nèi)；單眼視野為標(biāo)準(zhǔn)視線每側(cè)94104。在垂直平面內(nèi)的視野是：最大視區(qū)為標(biāo)準(zhǔn)視線向上50，向下70。顏色辨識(shí)在標(biāo)準(zhǔn)視線向上30，向下40。實(shí)際上，人的自然視線低于標(biāo)準(zhǔn)視線。觀看展示物體的最佳視區(qū)在標(biāo)準(zhǔn)視線向下30區(qū)域內(nèi)。2. 聽覺聽覺是人獲得信息另一重要通道，其重要性僅次于視覺。特別是當(dāng)工作條件限制(比如空間狹小、照明不佳)時(shí)，有效利用聽覺獲取信息顯得尤為重要。聽覺是由聲波刺激人耳鼓膜傳遞到聽覺神經(jīng)而產(chǎn)生的。聲波可用聲強(qiáng)級(jí)和頻率來表示。聲強(qiáng)級(jí)的單位為分貝(dB)，頻率的單位是赫

4、茲(Hz)。 3人體尺寸和肢體的力量 （1）.人體尺寸人體尺寸是指成年男子或女子的平均人體尺寸，電子設(shè)備是由人來操作和使用的，所以它是電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，它主要決定了人機(jī)系統(tǒng)的操作是否方便、 省力和舒適。因此各種工作臺(tái)的高度和機(jī)器設(shè)備的高度，如操縱臺(tái)、儀表盤、操縱件的安裝高度以及用具的放置高度等，都要根據(jù)人的身高確定。（2）肢體力量肢體能夠產(chǎn)生的最大力量取決于姿式、著力部位和作用力的方向。站立時(shí)，在不同方向伸直的手臂能夠產(chǎn)生的最大拉力和最大推力。站立時(shí)，彎成不同角度的手臂能夠產(chǎn)生的最大拉力。其中以手在身前腰部位置的拉力最大，以此作為100%，其它位置的拉力以對(duì)應(yīng)的百分比表示。站立時(shí)，彎

5、曲的手臂拉力明顯比推力大。腳產(chǎn)生的控制力坐著比站著時(shí)大，當(dāng)身體有支撐時(shí)可產(chǎn)生更大的控制力。腳伸直時(shí)的控制力大于彎曲時(shí)的控制力。坐著時(shí)腳在不同位置能夠產(chǎn)生的控制力。 一般要求手產(chǎn)生的控制力不應(yīng)超過150，腳產(chǎn)生的控制力不應(yīng)超過250N，連續(xù)動(dòng)作時(shí)的控制力還應(yīng)小一些，否則容易引起疲勞。4. 環(huán)境因素對(duì)人體的影響環(huán)境因素是多方面的，從性質(zhì)上可分為物理因素、化學(xué)因素、生理因素、心理因素、生物因素等。比較重要的有溫度、濕度、噪聲和振動(dòng)等。根據(jù)工作環(huán)境對(duì)人體的影響和人體對(duì)環(huán)境適應(yīng)程度，可分為四個(gè)區(qū)域。 （1）最舒適區(qū)這種環(huán)境指標(biāo)最佳，完全符合人的生理、心理要求，在這種環(huán)境下長期工作效率高、不疲勞。如在實(shí)驗(yàn)

6、室、計(jì)量室、精密設(shè)備操作室。 （2）舒適區(qū)這種環(huán)境對(duì)人健康無損害，而且不會(huì)感到刺激和疲勞，各項(xiàng)指標(biāo)符合要求。如一般儀器儀表加工和裝配車間等。 （3）不舒適區(qū)這種環(huán)境中某項(xiàng)指標(biāo)超出舒適指標(biāo)，長時(shí)間在這種環(huán)境中工作會(huì)損害操作者的健康或?qū)е侣殬I(yè)病。如高噪聲、高溫、粉塵和有毒氣體環(huán)境。 （4）不能忍受區(qū) 人在這種環(huán)境中如無保護(hù)措施將操作者和有害環(huán)境隔開，人將難以生存。如水下作業(yè)、放射環(huán)境等。在設(shè)計(jì)人機(jī)系統(tǒng)時(shí)，如不符合舒適區(qū)要求，則應(yīng)采取各種防護(hù)措施，以保證操作者能在舒適的環(huán)境下工作。10.3.2顯示器 顯示器是電子設(shè)備將信息傳給操作者的裝置。常用的視覺顯示器按顯示的形式有：符號(hào)顯示器、圖像顯示器、數(shù)字

7、指示器、指示燈顯示和多媒體顯示器。按使用方法分：定量顯示、定性顯示、檢查顯示、定準(zhǔn)顯示、跟蹤顯示和空間定向。聽覺顯示器主要有：鈴、蜂鳴器、喇叭、揚(yáng)聲器等，它多用于預(yù)警、告急，與視覺顯示并用，可以強(qiáng)化信息對(duì)感官的刺激。1.符號(hào)顯示器符號(hào)顯示器所顯示的是編碼形式的信息，通常用于顯示速度、壓力或流量等工作狀態(tài)的定性、定量顯示。符號(hào)顯示器所用的編碼有：顏色編碼和圖形編碼。當(dāng)環(huán)境有色光時(shí)，就不能用顏色編碼，而應(yīng)采用圖形編碼。2.圖像顯示器圖像顯示器能夠清楚地顯示物體的相對(duì)位置、相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像和空間定向。如現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)多采用這種顯示器。3.數(shù)字指示器數(shù)字指示器可用以定量視讀指示，也可以定性、調(diào)整和跟蹤指

8、示。數(shù)字顯示器可分為兩類：一是通過度盤、指針用刻度指示，它有兩種形式：度盤不動(dòng)指針運(yùn)動(dòng)和度盤轉(zhuǎn)動(dòng)指針不動(dòng)；另一是用數(shù)字直接進(jìn)行指示。4.指示燈顯示器指示燈顯示器常用于傳遞常規(guī)信息、報(bào)警、危險(xiǎn)情況的警告或故障的通報(bào)。指示燈的顯示方式有三種：?jiǎn)紊@示、閃光顯示和動(dòng)態(tài)顯示。動(dòng)態(tài)顯示是用相鄰的信號(hào)燈快速交替地亮滅，產(chǎn)生動(dòng)感，以示信號(hào)的變化情況。各種信號(hào)顏色所表示的含義如表10.1所示。表10.1信號(hào)顏色含義顏色含義顏色 含義紅色危險(xiǎn)、緊急、高壓、故障白色日常操作情況綠色電源接通，工作正常藍(lán)色 備用黃色中間情況，電源處于備用狀態(tài)指示燈與周圍的照明之間應(yīng)有適宜的對(duì)比度，以提高信號(hào)的正確辨認(rèn)率。燈的顏色種類

9、應(yīng)盡量少，并避免選用易混淆的顏色。5.多媒體顯示器多媒體顯示器主要功能是將主機(jī)發(fā)出的信息接收過來，經(jīng)過一系列的放大、變換，集聲音、影像、動(dòng)畫、圖像、文字于一體，充分體現(xiàn)多媒體技術(shù)。隨著技術(shù)的發(fā)展和一些新材料、新工藝的應(yīng)用，近年來出現(xiàn)了上投影顯示器、頭盔顯示器、電視眼鏡等。10.3.3控制器控制器是操作者將自己的決定和動(dòng)作傳給電子設(shè)備的裝置。1選擇控制器的一般原則控制器的選擇與很多因素有關(guān)，如人體的特性、操縱的狀態(tài)、操縱的時(shí)間、體力、持久性；控制的目的、控制動(dòng)作的精度、速度、范圍、力的大小，操作者所需的信息來源，控制空間的限制。具體如下：（1）.當(dāng)動(dòng)作要求快而準(zhǔn)確，不連續(xù)操作且控制力不超過90N

10、時(shí)，宜選用手動(dòng)控制器；否則宜選用腳踩控制器。當(dāng)采用腳踩控制器時(shí)，每只腳不宜同時(shí)控制兩個(gè)以上控制器；（2）.對(duì)于綜合顯示，可用一只多位開關(guān)來控制(如檢查各路工作狀態(tài)的表頭)。將有關(guān)的控制器設(shè)計(jì)成組合式，可節(jié)約空間位置并縮短控制時(shí)間。（3）控制器的形狀和尺寸應(yīng)滿足動(dòng)作和控制力的要求，控制活動(dòng)范圍要盡可能小，但要保證運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性。（4）作用不同的控制器在外形應(yīng)易于辨認(rèn)，可在外形上區(qū)別或用顏色區(qū)別，對(duì)處于眼睛看不見位置的控制器，應(yīng)利用形狀、尺寸和位置加以區(qū)別。2控制器的種類：電子設(shè)備常用的控制器有按鈕、開關(guān)、旋鈕、操縱桿、駕駛盤和屏幕控制器等。屏幕表面上直接控制器有光筆、觸摸屏等；遠(yuǎn)離屏幕的間接控制器

11、有鼠標(biāo)器，跟蹤球、控制桿、圖形板和觸摸板等。各類控制器的使用情況比較見表10.3。表10.3各類控制器的使用情況比較種類占用空間編碼視覺位置辨認(rèn)觸覺位置辨別一排控制器的操作合并控制使用功能按鈕、按鍵小好尚可差好好啟動(dòng)、輸入數(shù)據(jù)旋鈕小中好好尚可差好連續(xù)、不連續(xù)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)中好好好差較好不連續(xù)調(diào)節(jié)鈕子開關(guān)小較好好好好好啟動(dòng)、不連續(xù)調(diào)節(jié)手搖曲柄中大較好尚可尚可差差定量、連續(xù)調(diào)節(jié)操縱桿中大好好較好好好定量、連續(xù)調(diào)節(jié)手輪大較好較好較好差好定量、連續(xù)調(diào)節(jié)鑰匙、旋塞小中好好好較好較好啟動(dòng)、不連續(xù)調(diào)節(jié)屏幕控制器中好好好差好定量、連續(xù)調(diào)節(jié)（1）旋鈕旋鈕從外形來看，可認(rèn)為是以形狀編碼作信息傳遞的觸覺控制器。（2）按鍵按鍵占用空間少，易于集中操作，速度快。利用鍵的不同顏色或在鍵上刻字，或?qū)⒅甘緹襞c鍵結(jié)合，可以提高辨認(rèn)的準(zhǔn)確性。鍵大小應(yīng)符合手指的特性，最好做成凹弧形，鍵與鍵之間應(yīng)有一定的距離，以防止手指同時(shí)觸動(dòng)兩個(gè)鍵。（3）手輪、曲柄、操縱桿、鑰匙 手輪和曲柄都是可連續(xù)旋轉(zhuǎn)的手動(dòng)操縱器。它們的回轉(zhuǎn)直徑由用途決定，通常直徑為80520mm，手輪上握把的直徑為2050mm。單手操作時(shí)操縱力為20130N，雙手操縱力也不得超過250N?？焖?/p>