安全人機工程學6課件

第四節(jié)

控制器的設計

控制器是操作者用以控制機器運行狀態(tài)的裝置或部件，是聯(lián)系人和機的重要部件之一生產中的許多事故是因控制器的設計未能充分考慮人的因素所致費茨（P．M．Fitts）和瓊斯（R．E．Jones）1947年在分析飛行駕駛中出現(xiàn)的460個操作失誤中，發(fā)現(xiàn)其中68％的錯誤是由于控制器設計不當引起的。這足以說明控制器設計的重要性2006.3第1頁第四節(jié)控制器的設計控制器是操作者用以控制機器運行狀一、控制器的類型與選擇

1、按操縱的動力裝置分，有三類：⑴手控裝置如按鈕、開關、旋鈕、曲柄、杠桿及手輪。⑵腳控裝置如腳踏板、腳踏鈕、膝控制器等。⑶其它如聲控、光控。2、按控制器的功能分，有四類：⑴開關控制器用于簡單的開或關，啟動或停止的操縱控制。常用的有按鈕、踏板、手柄等。⑵轉換控制裝置用于系統(tǒng)當中不同狀態(tài)之間的轉換操縱控制。如手柄、選擇開關、轉換開關、操縱盤。

⑶調整控制裝置用于調整系統(tǒng)中工作參數(shù)定量增加或減少的操縱控制。如旋鈕、手輪、操縱盤等。

⑷緊急停車控制裝置用于緊急狀態(tài)下啟動或停止的操縱控制。如制動閘、操縱桿、手柄。

2006.3第2頁一、控制器的類型與選擇2006.3第2頁二、控制器設計的一般原則1、控制器設計的一般要求⑴控制器設計要適應人體運動的特征，考慮操作者的人體尺寸和體力。(表5-16、17)⑵控制器操縱方向應與預期的功能方向和機器設備的被控制方向一致。⑶控制器要利于辨認和記憶。⑷盡量利用控制器的結構特點進行控制（如彈簧等）或借助操作者體位的重力（如腳踏開關）進行控制。⑸盡量設計多功能控制器，并把顯示器與之有機結合，如帶指示燈按鈕等。2006.3第3頁二、控制器設計的一般原則2006.3第3頁表5－16常用操縱機構所允許的最大用力操縱結構的形式允許的最大用力（N）輕型按鈕5重型按鈕30腳踏按鈕20～90輕型轉換開關4.5重型轉換開關20前后動作的杠桿150左右動作的杠桿130手輪150方向盤1502006.3第4頁表5－16常用操縱機構所允許的最大用力操縱結構的形式允操

作

特

征最大用力（N）用手操縱的轉動機構<10用手和前臂操縱的轉動機構19～38用手和上肢操縱的轉動機構78～98用手以最高速度旋轉的機構8.8～19在精確安裝時的轉動工作19～29

表5－17平穩(wěn)轉動控制器的最大用力

2006.3第5頁操作特征最大用力（N）用手操縱的轉動機構<10用手和2、設計控制器時應考慮的因素⑴控制信息的反饋來自人體自身反饋信息的部位：眼睛觀察手腳的位移；手、臂、肩或腳、腿、臀感受的位移或壓力信息。來自機反饋的信息：儀表顯示、音響顯示、振動變化及操縱阻力四種形式。1）光顯示。即在控制器上裝有燈光顯示，如圖1所示。將按鈕做成透明體，內設小燈，當按鈕到位時，按鈕即發(fā)光。這樣不僅可以表明操作控制器的到位，還可以顯示按鈕的位置狀態(tài)，提示操作者注意。還可以在控制按鈕以外的相應位置上用不同色光的聯(lián)動裝置來表示操作控制器到位的情況。2006.3第6頁2、設計控制器時應考慮的因素2006.3第6頁

2）振動變化?？梢苑从吃诳刂破魃?，也可反映在體覺上（如機動車輛）。振動也常常轉化為噪聲的形式傳遞給操作者。3）音響顯示。在控制器上設置到位音響裝置（如“卡嗒”聲），這種音響常由控制器定位機構中自動發(fā)出也可以裝設專門的聯(lián)動音響裝置。

2006.3第7頁

2）振動變化。可以反映在控制器上，也可反映在體覺上（如機動4）操縱阻力主要有靜摩擦力、彈性力、粘滯力、慣性力四種形式。其特點見表5-18。阻力大小與控制器的類型、位置、移動的距離、操作頻率、力的方向等有關。表5-19列出了不同控制器的最小阻力。2006.3第8頁4）操縱阻力主要有靜摩擦力、彈性力、粘滯力、慣性力四種形式。類型舉例特性優(yōu)點缺點用途摩擦力閘刀開始時阻力大，開關滑動時阻力即下降因阻力大可減少意外動作控制準確度低宜作連續(xù)控制彈力彈簧阻力隨控制器移動距離加長而增大控制準確度高;控制器能自動歸回空位控制器移到中間位置要定位時，需設定位裝置可作連續(xù)控制粘滯力活塞阻力與控制器移動速度相對應控制準確度高;運動速度均勻;穩(wěn)定性好造價高宜作連續(xù)控制慣性力搖把阻力由多級結構的慣性產生，一般較大允許平滑移動;因需較大作用力故減少了意外移動的可能操作疲勞;移動準確性差可用于不精確控制表5－18摩擦、彈性、粘滯性、慣性等控制器的阻力特性

2006.3第9頁類型舉例特性優(yōu)點缺點用途摩擦力閘刀開始時阻力大，開關滑動時阻控制器類型所需最小阻力（N）手動按鈕2.8扳動開關2.8旋轉選擇開關3.3旋鈕0~1.7搖柄9~22手輪22手柄9腳動按鈕5.6（如果腳停留在控制器上）17.8（如果腳不停留在控制器上）腳踏板44.5（如果腳停留在控制器上）17.8（如果腳不停留在控制器上）表5－19不同控制器所要求的最小阻力

2006.3第10頁控制器類型所需最小阻力（N）手動按鈕2.8扳動開關2⑵

控制器的運動由于控制器的主要目的是控制系統(tǒng)的變化，因此，應盡量使控制器的操作方向與系統(tǒng)過程的變化方向相一致，這樣可以使控制器的操作形象化，又可使控制器的操作和系統(tǒng)的變化之間產生一定的邏輯關系，有利于操作人員記憶和辨認，提高操作效率。下圖給出幾種操縱控制器與系統(tǒng)反應的對應方向的關系。2006.3第11頁⑵控制器的運動2006.3第11頁

操縱控制與系統(tǒng)反應的對應方向

2006.3第12頁操縱控制與系統(tǒng)反應的對應方向2006.3第12頁⑶

控制器上手或腳的使用部位的尺寸和結構手或腳操作的控制器尺寸，首先取決于控制器上手或腳使用部位的尺寸，其次需根據(jù)操作時是否戴手套，或作業(yè)時鞋的形式來決定放寬的尺寸。顯然對不同的控制器，由于壓或握的用力方式不同，操縱件尺寸和形狀也不同。手或腳使用的部位還決定于控制器的重量分配。必須在保證空位時操縱者可以離開控制器自由活動，工作位時，不會因負擔控制器的重量而引起疲勞。如果是手用工具，又不是利用重力工作的，就應盡量使工作的重心落在手握的部位上，以免手腕肌肉承擔較大的靜力負荷而引起疲勞。

2006.3第13頁⑶控制器上手或腳的使用部位的尺寸和結構2006.3第

握把部位不宜太光滑或太粗糙，若過于光滑，操縱時不易抓穩(wěn)或握住，特別是手上有油或水的情況下更加不利，易發(fā)生失手事故，或因長時間過大的靜力負荷而使手疲勞，故一般選用無光澤的軟紋皮包層為宜。手柄的形狀應盡量使手腕保持自然狀態(tài)，使手與小臂處于一條直線上，如果使手腕向某一方向彎曲，就會使骨骼肌產生靜力疲勞。因此設計原則是“寧肯彎曲手柄也不要使手臂彎曲”。對手動工具也是這樣，更需要使握力充分發(fā)揮出來。影響握力的主要因素是手柄直徑，手柄直徑為50mm時歐洲人握力最大，對亞洲人而言手柄直徑可取40～50mm之間。2006.3第14頁握把部位不宜太光滑或太粗糙，若過于光滑，操縱時不易抓穩(wěn)或握

由于腳對動作和壓力的敏感度均較低，因此腳用按鈕或踏板應有足夠大的行程，以減小誤踏時產生誤動作的可能。腳用按鈕還應有足夠大的接觸平面，以便于尋找和踩穩(wěn)。腳踏板應有增加摩擦力的網紋。將控制器進行合理編碼，使每個控制器都有自己的特征，以便于操作者確認不誤，是減少差錯的有效措施之一。控制器編碼一般有6種方式：形狀、位置、大小、操作方法、色彩和文字符號編碼?？筛鶕?jù)需要，采用一種或幾種方式的編碼組合。

2006.3第15頁由于腳對動作和壓力的敏感度均較低，因此腳用按鈕或踏板應有足形狀編碼

圖5－20給出了常用旋鈕的形狀編碼實例。2006.3第16頁形狀編碼2006.3第16頁連續(xù)旋轉鈕（控制范圍超過360o）

2006.3第17頁連續(xù)旋轉鈕（控制范圍超過360o）2006.3第17部分旋轉鈕（控制范圍不超過360o）

定位指示旋鈕（控制范圍有固定的邊界限范圍有固定的邊界限制）2006.3第18頁部分旋轉鈕（控制范圍不超過360o）定位指示旋鈕（控制范圍

下圖（左）是美國空軍常用的操縱桿的形狀編碼。下圖（右）為海軍雷達系統(tǒng)中常用的控制鈕。2006.3第19頁

下圖（左）是美國空軍常用的操縱桿的形狀編碼。2006.3第②

大小編碼

以相同形狀而不同大小來區(qū)別控制器的功能和用途，這種形式的編碼應用范圍較小，通常在同一系統(tǒng)中只能設計大、中、小三種規(guī)格。由于大小編碼的視覺和觸覺感知度小的原因，常與其他形式編碼一起使用。③

位置編碼在人機操縱系統(tǒng)中，利用控制器相對于人的不同位置進行編碼。汽車上的離合器、制動器和加速器的踏板，就是以位置編碼的。通常，位置編碼的控制器數(shù)量不多，并須與人的操作順序和操作習慣相一致，這樣可以使人不用眼看，就可能正確地進行操作。2006.3第20頁②大小編碼2006.3第20頁④

操作方法編碼

⑤

色彩編碼

利用不同顏色來區(qū)別控制器的功能。色彩編碼一般不單獨使用，常與形狀編碼、大小編碼等合并使用。由于色彩只能靠視覺辨認，有時也配以不同的色光照明，以增加視認度。同時色彩編碼的色相種類不宜過多，顏色過多，會降低對控制器的視認度。⑥

文字、符號編碼2006.3第21頁④操作方法編碼2006.3第21頁

三、控制器的設計

1、手動控制器設計

⑴

旋鈕功能

⑵

按鈕設計

①

按鈕直徑

②

按鈕阻力

③

移動距離

2006.3第22頁三、控制器的設計1、手動控制器設計2006.3第2⑶

扳動開關

2006.3第23頁⑶扳動開關2006.3第23頁⑷

杠桿

2006.3第24頁⑷杠桿2006.3第24頁⑸

轉輪、手柄和曲柄2006.3第25頁⑸轉輪、手柄和曲柄2006.3第25頁補充內容----方向盤的設計

方向盤的要用于機動車輛的轉向。方向盤設計中的主要問題有：方向盤平面間的夾角a、方向盤的直徑D和方向盤的構造三個問題，夾角的大小取決于不同車型駕駛員的位置，直徑的大小取決于司機施力的舒適性限度。

1．a、D的取值范圍

對于卡車及公共汽車，為了得到司機舒適位置，a角可取為15o～30o,D值可取為400mm左右。這也是一般車輛的取值范圍。

對于大型載重車輛，需要較大的操作力矩，為了施力的需要，可將方向盤的a值取到接近0o，直徑D可取450～500mm。

對于小臥車，小卡車等因司機座椅較低，方向盤的操縱力也較小，a可取45o～60o,D值取為350～400mm。

以上所述就是各種方向盤與駕駛員之間的舒適相對位置，這是設計時要注意的。

2006.3第26頁補充內容----方向盤的設計

方向盤的要用于機動車輛的2．方向盤的構造

手握輪緣截面為圓形，直徑在19～28mm之間。輪輻截面為橢圓形，如圖1所示。重型車輛的駕駛盤為便于用力常在輪緣下部作出波浪形，其節(jié)距為19mm左右。圖2為兩條輪幅的方向盤形狀。

圖1

方向盤的橢圓形截面輪輻

圖2兩條輪輻的方向盤2006.3第27頁2．方向盤的構造

手握輪緣截面為圓形，直徑在19～28

汽車方向盤最大轉角為120o

，這樣可以保證在急轉彎時，駕駛員能雙手握住方向盤而不必倒手。汽車方向盤與車輪轉動角度的比值可取1.5～3.0，如圖3所示（方向盤與車輪）。

2006.3第28頁

汽車方向盤最大轉角為120o，這樣可以保證在急轉彎時，駕為駕駛中省力，同時也為車輛自動保持直線前進，轉向機構應設有自動歸復到保持直線前進位置的復位裝置。

有些小型車輛設計了可調整方向盤角度的結構，方向盤立柱的傾角可調，一般可調范圍在15o以內。調整方向盤的角度，一是為了應不同體形駕駛員的舒適度需要；二是為了使方向盤不遮擋觀察儀表的視線，如圖4（可調節(jié)方向盤）。2006.3第29頁為駕駛中省力，同時也為車輛自動保持直線前進，轉向機構應設有自3．安全設施

發(fā)生撞車事故時方向盤對司機最為危險，方向盤的安全設計：

①輪緣外層應用軟體材料，駕駛部位的儀表及臺面及臺面均應較軟的包敷材料；

②立柱應低于手輪平面，以免撞車時插到司機的胸部，對于高速汽車需要低得多些；

③高級轎車在方向盤中央設置了一個空氣袋，平時折合在立柱頂端的一個圓盆中，一旦汽車發(fā)生碰撞使汽車驟然停止時氣袋就會自動充氣，以保護司機的面部和胸部，如圖5。同時還應保證快速排氣，及時排氣，以免造成司機窒息。

2006.3第30頁3．安全設施

發(fā)生撞車事故時方向盤對司機最為危險，方向2、腳動控制器的設計

腳動控制器按功能和運動機構分為直動式、往復式和回轉式三種（見下圖）2006.3第31頁2、腳動控制器的設計腳動控制器按功能和運動機構分為直動式、往腳踏板的設計

腳踏板有兩種：一種是調節(jié)用腳踏板，如汽車的制動踏板等，這種踏板應使之隨移動距離而增加阻力以便產生增量的反饋，如圖1；另一種是開關踏板，如汽車起動馬達腳踏按鈕等。2006.3第32頁腳踏板的設計

2006.3第32頁圖1

剎車反應時間2006.3第33頁圖1剎車反應時間2006.3第33頁1）調節(jié)踏板

調節(jié)踏板有以鞋跟為轉軸的（見圖1）和腳懸空的兩種。

以鞋跟為轉軸的踏板典型例子如汽車的油門踏板等，踏板下的舒適角不大于20o，一般控制在15o左右，每腳與人的中線叉開10o～15o為宜（見圖2）。

圖1以鞋跟為轉軸的踏板

圖2腳的舒適叉開角度

2006.3第34頁1）調節(jié)踏板

調節(jié)踏板有以鞋跟為轉軸的（見圖1

2）踏板開關設計

腳踏開關多用于定位操縱，要很好地安排它的位置，使操作者在不影響穩(wěn)定性的情況下即能使用，還要避免發(fā)生誤踏的危險。給出了踏板開關的形狀和尺寸，踏板的轉角不宜超過10o,轉角太大需將腳抬離地面才能操作，操作者單腳承重，很不安全。

如果要求雙腳均能踏動，或操作者連續(xù)不斷改換位置時也能踏動，最好采用踏動標桿，踏動標桿距地面不應超過15cm，但伸長度不要大于15cm。2006.3第35頁

2）踏板開關設計

腳踏開關多用于定位操縱，要

踏板開關操縱

2006.3第36頁踏板開關操縱2006.3第36頁四、控制器的選擇機器設備的不同運行狀態(tài)決定了控制器的功能。如系統(tǒng)工作狀態(tài)的啟閉，選擇按鈕開關就比較方便；系統(tǒng)的定量調節(jié)，宜選用旋鈕和手輪的形式；計算機的數(shù)據(jù)輸人則必須使用鍵盤等等。表l列出各種控制器適用不同功能的情況，表2為各種控制器的使用情況比較。（見教材185頁表5-22，23）

2006.3第37頁四、控制器的選擇2006.3第37頁控制裝置名稱使用功能啟動不連續(xù)調節(jié)定量調節(jié)連續(xù)控制輸入數(shù)據(jù)按鈕O

鈕子開關OO

旋鈕選擇開關

O

旋鈕

OOO

踏鈕O

踏板

OO曲柄

OO手輪

OO操縱桿

OO鍵盤

O表l各種控制裝置的使用功能

控制裝置名稱使用功能不連續(xù)調節(jié)定量調節(jié)連續(xù)控制輸入數(shù)據(jù)按鈕O使用情況按鈕旋鈕旋轉旋紐開關紐子開關手搖把操縱桿子輪踏板需要的空間小小-中中小中-大中-大大大編碼小好

好較好較好好較好差視覺辨別位置可好好

好可好較好差觸覺辨別位置差可

好好可較好較好較好一排類似控制裝置的檢查差好

好好

差好差差一排控制裝置的操作好差差好差好差差合并控制好好較好好差好好差表2各種控制裝置的使用情況比較

2006.3第39頁使用情況按鈕旋鈕旋轉旋紐開關紐子開關手搖把操縱桿子輪踏板需要

在操作過程中，只有在用腳動控制器優(yōu)于用手動控制器時才選用。一般在下列情況時考慮選用：

1）需要連續(xù)進行操作，而用手操作又不方便的場合；

2）無論是連續(xù)性控制還是間歇性控制，其操縱力超過50～100N的情況下；

3）手的控制工作量太大，不足以完成控制任務時。

腳動控制器主要有腳踏板，腳踏鈕和腳動開關等。當操縱力超過50～150N，或操縱力小于50N，但需要連續(xù)操作時，宜選用腳踏板。對于操縱力較小，且不需連續(xù)控制時，宜選用腳踏鈕或腳踏開關。2006.3第40頁2006.3第40頁五、顯示器和控制器配置設計

1、運動兼容性2006.3第41頁五、顯示器和控制器配置設計1、運動兼容性2006.3第2、空間兼容性

2006.3第42頁2、空間兼容性2006.3第42頁3、控制—顯示比設計

2006.3第43頁3、控制—顯示比設計2006.3第43頁2006.3第44頁2006.3第44頁第五節(jié)

作業(yè)環(huán)境設計

一、溫度環(huán)境1、高溫作業(yè)環(huán)境⑴

生產工藝和技術措施

合理設計生產工藝過程

屏蔽熱源降低濕度增加氣流速度2006.3第45頁第五節(jié)作業(yè)環(huán)境設計一、溫度環(huán)境2006.3第45⑵

保健措施合理供給飲料和補充營養(yǎng)合理使用勞保用品進行職業(yè)適應性檢查⑶生產組織措施合理安排作業(yè)負荷合理安排休息場所職業(yè)適應

2006.3第46頁⑵保健措施2006.3第46頁2、低溫作業(yè)環(huán)境⑴做好采暖和保暖工作⑵提高作業(yè)負荷⑶個體保護⑷采用熱輻射取暖

2006.3第47頁2、低溫作業(yè)環(huán)境2006.3第47頁補充--溫度環(huán)境的綜合評價

溫度環(huán)境對人體產生影響的時候，僅用溫度指標是不充分的。因為人在進入作業(yè)場所時必然受到溫度、濕度、風速和熟輻射等多種因素的綜合影響，這種綜合感就是有效溫度。

1．有效溫度

當有效溫度高時，人的判斷力減退，當有效溫度超過32oC時，作業(yè)者讀取誤差增加，到35oC左右時，誤差就會增加4倍以上。

2006.3第48頁補充--溫度環(huán)境的綜合評價

溫度環(huán)境對人體產生影響的時

有效溫度的變化與下列組合條件有關：

(1)空氣溫度與周圍物體表面的溫度；

(2)空氣溫度與相對濕度；

(3)空氣溫度與空氣流動的速度。

我國采暖通風和空調設計規(guī)范(TJl9-1975)中規(guī)定的工作場所的有關參數(shù)，見表1，不同作業(yè)種類的有效溫度見表2。2006.3第49頁

有效溫度的變化與下列組合條件有關：

(1)空氣溫度與表1

工作場所的允許風速室內溫度濕度基數(shù)允許風速（米/秒）溫度（oC）濕度（%）1840～600.22040～600.252240～600.32440～600.42640～600.5表2

不同作業(yè)的有效溫度作業(yè)種類腦力作業(yè)輕作業(yè)體力作業(yè)舒適溫度（oC）15.5～18.312.7～18.310～16.9不適溫度（oC）23.723.921.1～23.92006.3第50頁表1工作場所的允許風速室內溫度濕度基數(shù)允許風速溫度（oC2．作業(yè)場所的適宜溫度及濕度

生產作業(yè)場所的氣溫，一年四季不同。夏天炎熱，冬天寒冷，這是一種自然現(xiàn)象。為了給操作人員創(chuàng)造舒適的工作場所，以提高生產效率和排除潛在事故，就必須采用人工的辦法，對工作場所的溫度環(huán)境進行調節(jié)。如要得到使人舒服的溫度，則必須通過人為的調節(jié)，使熱能產生與熱能的散發(fā)保持平衡。當然，這個適宜的溫度還隨工作的種類和強度的不同而有所變化(見表3)，以保證安全的高效率的生產活動。2006.3第51頁2．作業(yè)場所的適宜溫度及濕度

生產作業(yè)場所的氣作業(yè)的種類溫度（oC）濕度（%）組裝電氣產品22.240～45一般印刷25～26.750棉紡織作業(yè)26.770～85毛精紡作業(yè)26.775～80尼龍織造26.750～60人造絲織造26.750～65膠片貯藏21.1～23.940～65啤酒釀造(瓶裝啤酒)45～7275以上火柴干燥21.1～23.940洗滌物品干燥79.4～81.225～40表3適宜作業(yè)的溫度和溫度2006.3第52頁作業(yè)的種類溫度（oC）濕度（%）組裝電氣產品22.240～4二、光環(huán)境

1、

照度標準

照度標準是照明設計和管理的重要依據(jù)。我國的照度標準是采用間接法制定的，即從保證一定的視覺功能來選擇最低照度值，同時進行大量的調查、實測，并且考慮了我國當前的電力生產和消費水平。而直接法則主要是根據(jù)勞動生產率及單位產品成本來選擇照度標準。表5—24是利用自然光時的照度標準，表5—25是利用人工采光時的照度標準，表5—26列出了我國工廠的照度標準。

2006.3第53頁二、光環(huán)境1、照度標準2006.3第53頁視覺工作分級視覺工作特征室內天然光照度（lx）采光系數(shù)標準值×100工作精確度識別物件細節(jié)尺寸d（mm）ⅠⅡⅢⅣⅤ特別精細工作很精細工作精細工作一般工作粗糙倉庫工作d≤0.150.15<d≤0.30.3<d≤1.01.0<d≤5.05.0<d250150100502553210.5表5—24天然采光標準值

2006.3第54頁視覺工作分級視覺工作特征室內天然光照度（lx）采光系數(shù)標準值識別對象的最小尺寸或工作特征d（mm）視覺工作分類識別對象與背景的亮度對比最低照度（lx）等級混合照明單獨使用，一般照明d≤0.15Ⅰ甲乙大小15001000――0.15<d≤0.3Ⅱ甲乙大小7505002001500.3<d≤0.6Ⅲ甲乙大小5003001501000.6<d≤1.10Ⅳ甲乙大小300200100751<d≤2Ⅴ―150502<d≤5Ⅵ――30d>5Ⅶ――20一般觀察生產過程Ⅷ――10大件存儲Ⅸ――5有自行發(fā)光材料的車間Ⅹ――30表5-25生產車間工作面上的照度標準值（人工照明）

2006.3第55頁識別對象的最小尺寸或工作特征d（mm）視覺工作分類識別對象與作業(yè)種類作業(yè)舉例綜合照明只用一般照明局部照明一般照明超精密超精密機械操作、超精密檢查、半導體微型件裝配、精密雕刻5000～1000100～50―精密精密機械操作、金屬檢驗、排字、電視機等小型產品裝配、暗色布檢查、裁縫100～30080～40―汽車裝配修理、暗色物紡織、精密油漆作業(yè)――200～100普通機械加工、鑄工造型、明色布檢查、裁縫、控制盤300～10060～30―金屬熱處理、造紙、化工、噴漆、明色物紡織――100～50粗粗木工、鈑金、印刷100～5040～20―金屬冶煉、鑄造、化工爐――50～20表5－26工廠的照度標準（lx）

2006.3第56頁作業(yè)種類作業(yè)舉例綜合照明只用局部照明2、

照明設計⑴照明方式

一般照明局部照明綜合照明特殊照明⑵光源選擇室內采用自然光照明是最理想的選擇人工光源時，應注意其光譜成分，使其盡可能接近自然光

2006.3第57頁2、照明設計2006.3第57頁⑶

避免眩光

限制光源亮度

合理分布光源

改變光源或工作面的位置

合理的照度

⑷

照度均勻度

⑸

亮度分布

⑹照明的穩(wěn)定性

2006.3第58頁⑶避免眩光2006.3第58頁三、色彩環(huán)境

1、色彩調節(jié)選擇適當?shù)纳?，利用色彩的效果，構成良好的色彩環(huán)境，稱為色彩調節(jié)。工作場所具有良好的色彩環(huán)境可以得到以下效果：①增加明亮程度，提高照明效果；②標志明確，識別迅速，便于管理；③注意力集中，減少差錯和事故，提高工作質量；④舒適愉快，減少疲勞；⑤環(huán)境整潔，層次分明，明朗美觀。

2006.3第59頁三、色彩環(huán)境1、色彩調節(jié)2006.3第59頁（1）工作房間的色彩調節(jié)

工作房間配色盡可能不要色調單一，否則會加速視覺疲勞或引起單調感。工作房間配色的明度不應太高和相差懸殊，否則也會因為視覺適應性而促使視覺疲勞。工作房間配色的飽和度也不應太高，不然較強的刺激不僅會分散注意力，而且也容易加速視覺疲勞。進行色彩調節(jié)要根據(jù)工作房間的性質和用途選擇色彩。當工作間溫度比較高及工作間比較狹小時，應選配冷色調；若工作房間的溫度比較低且工作間比較大時應選配暖色調等。2006.3第60頁（1）工作房間的色彩調節(jié)2006.3第60頁⑵機器設備和工作面的色彩調節(jié)機器設備主要包括主機、輔機和動力設備，以及控制、顯示和操縱裝置，其配色應主要考慮：①色彩與設備的功能相適應；②設備配色與環(huán)境色彩相協(xié)調；③危險與示警部位的配色要醒目；④操縱裝置的配色要重點突出，避免誤操作；⑤

顯示裝置要與背景有一定對比，以引人注意，同時也有利于視覺認讀。

2006.3第61頁⑵機器設備和工作面的色彩調節(jié)2006.3第61頁2、安全標志和技術標志的色彩應用1）安全色與安全標志用色彩傳遞安全和技術信息，早已為世界各國所采用。國家標準（GB2893—82）安全色規(guī)定了傳遞安全信息的顏色（不包括燈光、熒光顏色和航海、內河航運所用顏色），目的是使人們能夠迅速發(fā)現(xiàn)或分辨安全標志和提醒人們注意，以防事故發(fā)生。安全色是指表達安全信息含義的顏色。該標準中規(guī)定紅、藍、黃、綠4種顏色為安全色，其含義和用途見表5—30。

2006.3第62頁2、安全標志和技術標志的色彩應用2006.3第62頁顏色含義用途舉例

紅色

禁止、停止禁止標志停止信號：機器、車輛的緊急停止手柄或按鈕以及禁止人們觸動的部位紅色也表示防火藍色指令必須遵守的規(guī)定指令標志：如必須配戴個人防護用具，道路上指引車輛和行人行駛方向的指令

黃色

警告注意警告標志警戒標志：如廠內危險機器和坑池邊周圍警戒線行車道中線機械上齒輪箱安全帽

綠色提示安全狀態(tài)通行提示標志車間內的安全通道行人和車輛通行標志消防設備和其它安全防護設備的位置表5—30安全色的含義及用途（GB2893-1982）

2006.3第63頁顏色含義用途舉例

禁止標志紅2006.3第64頁2006.3第64頁2006.3第65頁2006.3第65頁2）色彩在技術標志中的應用色彩還常用作運行技術信息的載體，如紅色表示緊急、禁止、停止、事故或操作錯誤等；黃色用作示警信號；綠色表示工作正常、允許進行等；藍色表示整機工作正常；白色表示電源接通、預熱或準備運行等。色彩也應用于技術標志中，表示材料、設備設施或包裝物等。表5—32是某些管道的色彩標志。2006.3第66頁2）色彩在技術標志中的應用2006.3第66頁

種類色彩標準色水氣空氣氧煤氣酸或堿油電氣真空青深紅白藍黃灰紫深橙淺橙灰2.5PB5/62.5R3/6N9.5—2.5Y8/122.5P5/57.5YR5/62.5YR9/6—表5-32一些管道色彩標志

2006.3第67頁水青2.5PB5/6表5-32一些管道色彩標志2006.四、有害環(huán)境

1、有害環(huán)境的衛(wèi)生標準

我國于1979年頒布了《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》（TJ36-1979），該標準規(guī)定車間空氣中有毒氣體、蒸氣及粉塵等共120種有毒物質的最高允許濃度。其中一般作業(yè)環(huán)境可能接觸的部分有毒物體的最高允許濃度見表5-33、表5-34。

2006.3第68頁四、有害環(huán)境1、有害環(huán)境的衛(wèi)生標準2006.3第62、有害環(huán)境的防治途徑

⑴對空氣污染的防治①選擇無硫或低硫燃料，或采取預處理法去硫。②排煙凈化。從排煙中除去ＳiＯ2和ＮＯX。③控制交通廢氣。④減少毒源。⑤降低作業(yè)場所毒物濃度，如加強通風，實行濕式鑿巖等。⑥

實現(xiàn)設備、管道或加工環(huán)節(jié)的密閉化，防止跑、冒、滴、漏，使毒源與操作者隔開。2006.3第69頁2、有害環(huán)境的防治途徑2006.3第69頁⑦改革工藝，使生產過程機械化，自動化。⑧對于廢氣、廢水、廢渣在排放要先行處理或回收，最好能綜合利用，變廢為寶。⑨加強個體防護。⑩包裝及容器要有一定強度，經得起運輸過程中正常的沖撞、振動、擠壓和摩擦，以防毒物外泄，封口要嚴，且不易松脫。廠房要合理布局，加強綠化。⑵防塵途徑上面介紹的改進工藝、加強通風、密封操作，水式作業(yè)等都是防塵的有效方法，不另贅述。此外，還可設置高效除塵、除毒裝置以及實行遙控操作。

2006.3第70頁⑦改革工藝，使生產過程機械化，自動化。2006.3第五、振動與噪聲環(huán)境

１、

振動的評價及控制

(1)振動的評價標準化

2006.3第71頁五、振動與噪聲環(huán)境１、振動的評價及控制2006.3第圖5—41全身振動容許界限和振動方向（a）—全身振動方向（b）—允許界限曲線

2006.3第72頁圖5—41全身振動容許界限和振動方向2006.3第7(2)振動的控制在很多情況下，振動是不能全部消除或避免的，對振動的防護主要是如何減少和避免振動對作業(yè)者的損害。采取的主要措施有：①改進作業(yè)工具，對工具的重量、振動頻率、振動幅度進行改進和限制；②人員輪流作業(yè)；③采用合理的防護用品，采用防振墊等，減少對作業(yè)者的損害；定期體檢，做好振動病的早期防治工作。

2006.3第73頁(2)振動的控制2006.3第73頁2、噪聲的控制（1）控制聲源①降低機械噪聲②降低空氣動力性噪聲（2）控制噪聲的傳播①

全面考慮工廠的總體布局②

調整聲源指向③

利用天然地形④

采用吸聲材料和吸聲結構⑤采用隔聲和聲屏裝置2006.3第74頁2、噪聲的控制2006.3第74頁（3）加強個體防護（4）通過調整班次，增加休息次數(shù)，輪換作業(yè)等也是很好的防護方法。（5）廣泛進行安全教育，使職工了解噪聲的危害和防治的意義，并了解和掌握如何防止噪聲的方法。（6）音樂調節(jié)

2006.3第75頁（3）加強個體防護2006.3第75頁六、其它環(huán)境

1、

電離輻射作業(yè)環(huán)境

2、非電離輻射作業(yè)環(huán)境

2006.3第76頁六、其它環(huán)境1、電離輻射作業(yè)環(huán)境2006.3第76第六節(jié)安全防護裝置設計一、安全防護裝置的作用與分類

1、安全防護裝置的作用

⑴防止機械設備因超限運行而發(fā)生事故

⑵通過自動監(jiān)測與診斷系統(tǒng)排除故障或中斷危險

⑶防止因人為的誤操作而引發(fā)的事故

⑷防止操作者誤入危險區(qū)而發(fā)生的事故

2006.3第77頁第六節(jié)安全防護裝置設計一、安全防護裝置的作用與分類2002、安全防護裝置的分類

⑴當操作者處于危險區(qū)或設備處于不安全狀態(tài)時，安全防護裝置能直接起安全保護作用，此時可分為以下幾類：①隔離防護裝置②聯(lián)鎖控制防護裝置③超限保險裝置④緊急制動裝置⑤報警裝置⑵當操作者一旦進入危險區(qū)，則安全防護裝置可以控制機械不能啟動或自動停止過程，或將人從危險區(qū)排出，或控制人體不能進入危險區(qū)，此類安全防護裝置稱為安全防護控制裝置，它對人身安全起間接防護作用。這種裝置有：雙手按鈕式開關、光電式安全防護裝置等。

2006.3第78頁2、安全防護裝置的分類2006.3第78頁二、安全防護裝置的設計原則1、以保護人身安全為出發(fā)點進行設計的原則。2、安全防護裝置必須安全可靠的原則。3、安全防護裝置與機械裝備配套設計的原則。4、簡單、經濟、方便的原則。2006.3第79頁二、安全防護裝置的設計原則1、以保護人身安全為出發(fā)點進行設計三、典型安全防護裝置的設計

1、隔離防護安全裝置的設計要解決人機系統(tǒng)的安全問題，首先考慮的是人的安全。隔離防護安全裝置就是專為保護人身安全而設置的。該裝置有裝在機械設備上的防護罩，還有置于機械周圍一定距離的防護屏或防護柵欄，它們都是用來防止人進入危險區(qū)與外露的高速運動或傳動的零件或帶電導體等接觸受傷害，或飛濺出來的切屑、工件、刀具等外來物傷人。

2006.3第80頁三、典型安全防護裝置的設計1、隔離防護安全裝置的設計200⑴防護罩防護罩的作用，一是使人體不能進入危險區(qū)，二是阻擋高速飛向人體的外來物。為此，防護罩的設計應滿足如下基本要求：①

有足夠的強度和剛度，結構和布局合理，而且應牢固地固定在設備或基礎上。②

不允許防護罩給生產場所帶來新的危險，其本身表面應光滑，不得有毛刺或尖銳棱角。防護罩不應影響操作者的視線和正常作業(yè)，防護罩與運轉零部件之間應留有足夠的間隙，以免相互接觸，干擾運動或碰壞零件；應便于設備的檢查、保養(yǎng)、維修。

2006.3第81頁⑴防護罩2006.3第81頁⑵防護屏防護屏是設置在離機械一定距離的地面上，根據(jù)需要可以移動。它主要適用于不需要人進行操作的機械，如用于隔離機械手或工業(yè)機器人的活動區(qū)域。防護屏一般用金屬材料制成，并應有足夠的強度，可以采用柵欄結構、網狀結構或孔板結構，常見的有圍欄、防護屏、欄桿等。在設計防護屏時，其柵欄的橫向或豎向間距、網眼或網孔的最大尺寸和防護屏高度，以防護屏放置的最小安全距離必須符合國空標準（GB8179—1987表１）。防護屏除可以防止機械傷害外，還可以防止由于灼燙、腐蝕、觸電等造成的傷害。

2006.3第82頁⑵防護屏2006.3第82頁2、聯(lián)鎖防護安全裝置的設計

聯(lián)鎖防護安全裝置的特點主要體現(xiàn)在“聯(lián)鎖”二字上，它表示既有聯(lián)系，又相互制約（互鎖）的兩種運動或兩種操縱動作的協(xié)調動作，實現(xiàn)安全控制。聯(lián)鎖裝置可以通過機械的、電氣的或液壓、氣動的方法使機械的操縱機構相互聯(lián)鎖或操縱機構與電源開關直接聯(lián)鎖。用來防止同時接通兩個或兩個以上相互干擾的運動，如車床上刀架的縱向與橫向運動不允許同時接通，機床的啟動或制動不允許同時發(fā)生；防止幾個運動同時傳動某一個執(zhí)行部件，如車床中的絲杠與光杠不能同時傳動刀架；防止顛倒順序動作，如機床上工件未夾緊，主軸不能起動；防止誤操作功能相反的按鈕或手柄。它是各類機械用的最多、最理想的一種安全裝置。2006.3第83頁2、聯(lián)鎖防護安全裝置的設計2006.3第83頁⑴機械式聯(lián)鎖裝置

手柄與腳踏板聯(lián)鎖裝置１-手柄２-腳踏板３-插銷４-啟動桿

它表示壓力機開始工作時，只有先把手柄按下，將插入啟動桿上的銷子撥出，腳踏板才能踏下，這時才能啟動壓力機進行工作。這樣使操作者的手在壓力機滑塊下降前自然地離開危險區(qū)，防止腳誤踩腳踏板而發(fā)生沖手事故。

2006.3第84頁⑴機械式聯(lián)鎖裝置手柄與腳踏板聯(lián)鎖裝置它表示壓力機開始⑵電氣聯(lián)鎖線路①順序聯(lián)鎖②按鈕控制的正反轉聯(lián)鎖線路③欠電壓、欠電流聯(lián)鎖保護⑶液壓（或氣動）聯(lián)鎖回路2006.3第85頁⑵電氣聯(lián)鎖線路2006.3第85頁3、超限保險安全裝置的設計

⑴超載安全裝置

⑵越位安全裝置⑶超壓安全裝置４、制動裝置5、報警裝置６、防觸電安全裝置2006.3第86頁3、超限保險安全裝置的設計2006.3第86頁第四節(jié)

控制器的設計

控制器是操作者用以控制機器運行狀態(tài)的裝置或部件，是聯(lián)系人和機的重要部件之一生產中的許多事故是因控制器的設計未能充分考慮人的因素所致費茨（P．M．Fitts）和瓊斯（R．E．Jones）1947年在分析飛行駕駛中出現(xiàn)的460個操作失誤中，發(fā)現(xiàn)其中68％的錯誤是由于控制器設計不當引起的。這足以說明控制器設計的重要性2006.3第87頁第四節(jié)控制器的設計控制器是操作者用以控制機器運行狀一、控制器的類型與選擇

1、按操縱的動力裝置分，有三類：⑴手控裝置如按鈕、開關、旋鈕、曲柄、杠桿及手輪。⑵腳控裝置如腳踏板、腳踏鈕、膝控制器等。⑶其它如聲控、光控。2、按控制器的功能分，有四類：⑴開關控制器用于簡單的開或關，啟動或停止的操縱控制。常用的有按鈕、踏板、手柄等。⑵轉換控制裝置用于系統(tǒng)當中不同狀態(tài)之間的轉換操縱控制。如手柄、選擇開關、轉換開關、操縱盤。

⑶調整控制裝置用于調整系統(tǒng)中工作參數(shù)定量增加或減少的操縱控制。如旋鈕、手輪、操縱盤等。

⑷緊急停車控制裝置用于緊急狀態(tài)下啟動或停止的操縱控制。如制動閘、操縱桿、手柄。

2006.3第88頁一、控制器的類型與選擇2006.3第2頁二、控制器設計的一般原則1、控制器設計的一般要求⑴控制器設計要適應人體運動的特征，考慮操作者的人體尺寸和體力。(表5-16、17)⑵控制器操縱方向應與預期的功能方向和機器設備的被控制方向一致。⑶控制器要利于辨認和記憶。⑷盡量利用控制器的結構特點進行控制（如彈簧等）或借助操作者體位的重力（如腳踏開關）進行控制。⑸盡量設計多功能控制器，并把顯示器與之有機結合，如帶指示燈按鈕等。2006.3第89頁二、控制器設計的一般原則2006.3第3頁表5－16常用操縱機構所允許的最大用力操縱結構的形式允許的最大用力（N）輕型按鈕5重型按鈕30腳踏按鈕20～90輕型轉換開關4.5重型轉換開關20前后動作的杠桿150左右動作的杠桿130手輪150方向盤1502006.3第90頁表5－16常用操縱機構所允許的最大用力操縱結構的形式允操

作

特

征最大用力（N）用手操縱的轉動機構<10用手和前臂操縱的轉動機構19～38用手和上肢操縱的轉動機構78～98用手以最高速度旋轉的機構8.8～19在精確安裝時的轉動工作19～29

表5－17平穩(wěn)轉動控制器的最大用力

2006.3第91頁操作特征最大用力（N）用手操縱的轉動機構<10用手和2、設計控制器時應考慮的因素⑴控制信息的反饋來自人體自身反饋信息的部位：眼睛觀察手腳的位移；手、臂、肩或腳、腿、臀感受的位移或壓力信息。來自機反饋的信息：儀表顯示、音響顯示、振動變化及操縱阻力四種形式。1）光顯示。即在控制器上裝有燈光顯示，如圖1所示。將按鈕做成透明體，內設小燈，當按鈕到位時，按鈕即發(fā)光。這樣不僅可以表明操作控制器的到位，還可以顯示按鈕的位置狀態(tài)，提示操作者注意。還可以在控制按鈕以外的相應位置上用不同色光的聯(lián)動裝置來表示操作控制器到位的情況。2006.3第92頁2、設計控制器時應考慮的因素2006.3第6頁

2）振動變化?？梢苑从吃诳刂破魃希部煞从吃隗w覺上（如機動車輛）。振動也常常轉化為噪聲的形式傳遞給操作者。3）音響顯示。在控制器上設置到位音響裝置（如“卡嗒”聲），這種音響常由控制器定位機構中自動發(fā)出也可以裝設專門的聯(lián)動音響裝置。

2006.3第93頁

2）振動變化?？梢苑从吃诳刂破魃?，也可反映在體覺上（如機動4）操縱阻力主要有靜摩擦力、彈性力、粘滯力、慣性力四種形式。其特點見表5-18。阻力大小與控制器的類型、位置、移動的距離、操作頻率、力的方向等有關。表5-19列出了不同控制器的最小阻力。2006.3第94頁4）操縱阻力主要有靜摩擦力、彈性力、粘滯力、慣性力四種形式。類型舉例特性優(yōu)點缺點用途摩擦力閘刀開始時阻力大，開關滑動時阻力即下降因阻力大可減少意外動作控制準確度低宜作連續(xù)控制彈力彈簧阻力隨控制器移動距離加長而增大控制準確度高;控制器能自動歸回空位控制器移到中間位置要定位時，需設定位裝置可作連續(xù)控制粘滯力活塞阻力與控制器移動速度相對應控制準確度高;運動速度均勻;穩(wěn)定性好造價高宜作連續(xù)控制慣性力搖把阻力由多級結構的慣性產生，一般較大允許平滑移動;因需較大作用力故減少了意外移動的可能操作疲勞;移動準確性差可用于不精確控制表5－18摩擦、彈性、粘滯性、慣性等控制器的阻力特性

2006.3第95頁類型舉例特性優(yōu)點缺點用途摩擦力閘刀開始時阻力大，開關滑動時阻控制器類型所需最小阻力（N）手動按鈕2.8扳動開關2.8旋轉選擇開關3.3旋鈕0~1.7搖柄9~22手輪22手柄9腳動按鈕5.6（如果腳停留在控制器上）17.8（如果腳不停留在控制器上）腳踏板44.5（如果腳停留在控制器上）17.8（如果腳不停留在控制器上）表5－19不同控制器所要求的最小阻力

2006.3第96頁控制器類型所需最小阻力（N）手動按鈕2.8扳動開關2⑵

控制器的運動由于控制器的主要目的是控制系統(tǒng)的變化，因此，應盡量使控制器的操作方向與系統(tǒng)過程的變化方向相一致，這樣可以使控制器的操作形象化，又可使控制器的操作和系統(tǒng)的變化之間產生一定的邏輯關系，有利于操作人員記憶和辨認，提高操作效率。下圖給出幾種操縱控制器與系統(tǒng)反應的對應方向的關系。2006.3第97頁⑵控制器的運動2006.3第11頁

操縱控制與系統(tǒng)反應的對應方向

2006.3第98頁操縱控制與系統(tǒng)反應的對應方向2006.3第12頁⑶

控制器上手或腳的使用部位的尺寸和結構手或腳操作的控制器尺寸，首先取決于控制器上手或腳使用部位的尺寸，其次需根據(jù)操作時是否戴手套，或作業(yè)時鞋的形式來決定放寬的尺寸。顯然對不同的控制器，由于壓或握的用力方式不同，操縱件尺寸和形狀也不同。手或腳使用的部位還決定于控制器的重量分配。必須在保證空位時操縱者可以離開控制器自由活動，工作位時，不會因負擔控制器的重量而引起疲勞。如果是手用工具，又不是利用重力工作的，就應盡量使工作的重心落在手握的部位上，以免手腕肌肉承擔較大的靜力負荷而引起疲勞。

2006.3第99頁⑶控制器上手或腳的使用部位的尺寸和結構2006.3第

握把部位不宜太光滑或太粗糙，若過于光滑，操縱時不易抓穩(wěn)或握住，特別是手上有油或水的情況下更加不利，易發(fā)生失手事故，或因長時間過大的靜力負荷而使手疲勞，故一般選用無光澤的軟紋皮包層為宜。手柄的形狀應盡量使手腕保持自然狀態(tài)，使手與小臂處于一條直線上，如果使手腕向某一方向彎曲，就會使骨骼肌產生靜力疲勞。因此設計原則是“寧肯彎曲手柄也不要使手臂彎曲”。對手動工具也是這樣，更需要使握力充分發(fā)揮出來。影響握力的主要因素是手柄直徑，手柄直徑為50mm時歐洲人握力最大，對亞洲人而言手柄直徑可取40～50mm之間。2006.3第100頁握把部位不宜太光滑或太粗糙，若過于光滑，操縱時不易抓穩(wěn)或握

由于腳對動作和壓力的敏感度均較低，因此腳用按鈕或踏板應有足夠大的行程，以減小誤踏時產生誤動作的可能。腳用按鈕還應有足夠大的接觸平面，以便于尋找和踩穩(wěn)。腳踏板應有增加摩擦力的網紋。將控制器進行合理編碼，使每個控制器都有自己的特征，以便于操作者確認不誤，是減少差錯的有效措施之一。控制器編碼一般有6種方式：形狀、位置、大小、操作方法、色彩和文字符號編碼。可根據(jù)需要，采用一種或幾種方式的編碼組合。

2006.3第101頁由于腳對動作和壓力的敏感度均較低，因此腳用按鈕或踏板應有足形狀編碼

圖5－20給出了常用旋鈕的形狀編碼實例。2006.3第102頁形狀編碼2006.3第16頁連續(xù)旋轉鈕（控制范圍超過360o）

2006.3第103頁連續(xù)旋轉鈕（控制范圍超過360o）2006.3第17部分旋轉鈕（控制范圍不超過360o）

定位指示旋鈕（控制范圍有固定的邊界限范圍有固定的邊界限制）2006.3第104頁部分旋轉鈕（控制范圍不超過360o）定位指示旋鈕（控制范圍

下圖（左）是美國空軍常用的操縱桿的形狀編碼。下圖（右）為海軍雷達系統(tǒng)中常用的控制鈕。2006.3第105頁

下圖（左）是美國空軍常用的操縱桿的形狀編碼。2006.3第②

大小編碼

以相同形狀而不同大小來區(qū)別控制器的功能和用途，這種形式的編碼應用范圍較小，通常在同一系統(tǒng)中只能設計大、中、小三種規(guī)格。由于大小編碼的視覺和觸覺感知度小的原因，常與其他形式編碼一起使用。③

位置編碼在人機操縱系統(tǒng)中，利用控制器相對于人的不同位置進行編碼。汽車上的離合器、制動器和加速器的踏板，就是以位置編碼的。通常，位置編碼的控制器數(shù)量不多，并須與人的操作順序和操作習慣相一致，這樣可以使人不用眼看，就可能正確地進行操作。2006.3第106頁②大小編碼2006.3第20頁④

操作方法編碼

⑤

色彩編碼

利用不同顏色來區(qū)別控制器的功能。色彩編碼一般不單獨使用，常與形狀編碼、大小編碼等合并使用。由于色彩只能靠視覺辨認，有時也配以不同的色光照明，以增加視認度。同時色彩編碼的色相種類不宜過多，顏色過多，會降低對控制器的視認度。⑥

文字、符號編碼2006.3第107頁④操作方法編碼2006.3第21頁

三、控制器的設計

1、手動控制器設計

⑴

旋鈕功能

⑵

按鈕設計

①

按鈕直徑

②

按鈕阻力

③

移動距離

2006.3第108頁三、控制器的設計1、手動控制器設計2006.3第2⑶

扳動開關

2006.3第109頁⑶扳動開關2006.3第23頁⑷

杠桿

2006.3第110頁⑷杠桿2006.3第24頁⑸

轉輪、手柄和曲柄2006.3第111頁⑸轉輪、手柄和曲柄2006.3第25頁補充內容----方向盤的設計

方向盤的要用于機動車輛的轉向。方向盤設計中的主要問題有：方向盤平面間的夾角a、方向盤的直徑D和方向盤的構造三個問題，夾角的大小取決于不同車型駕駛員的位置，直徑的大小取決于司機施力的舒適性限度。

1．a、D的取值范圍

對于卡車及公共汽車，為了得到司機舒適位置，a角可取為15o～30o,D值可取為400mm左右。這也是一般車輛的取值范圍。

對于大型載重車輛，需要較大的操作力矩，為了施力的需要，可將方向盤的a值取到接近0o，直徑D可取450～500mm。

對于小臥車，小卡車等因司機座椅較低，方向盤的操縱力也較小，a可取45o～60o,D值取為350～400mm。

以上所述就是各種方向盤與駕駛員之間的舒適相對位置，這是設計時要注意的。

2006.3第112頁補充內容----方向盤的設計

方向盤的要用于機動車輛的2．方向盤的構造

手握輪緣截面為圓形，直徑在19～28mm之間。輪輻截面為橢圓形，如圖1所示。重型車輛的駕駛盤為便于用力常在輪緣下部作出波浪形，其節(jié)距為19mm左右。圖2為兩條輪幅的方向盤形狀。

圖1

方向盤的橢圓形截面輪輻

圖2兩條輪輻的方向盤2006.3第113頁2．方向盤的構造

手握輪緣截面為圓形，直徑在19～28

汽車方向盤最大轉角為120o

，這樣可以保證在急轉彎時，駕駛員能雙手握住方向盤而不必倒手。汽車方向盤與車輪轉動角度的比值可取1.5～3.0，如圖3所示（方向盤與車輪）。

2006.3第114頁

汽車方向盤最大轉角為120o，這樣可以保證在急轉彎時，駕為駕駛中省力，同時也為車輛自動保持直線前進，轉向機構應設有自動歸復到保持直線前進位置的復位裝置。

有些小型車輛設計了可調整方向盤角度的結構，方向盤立柱的傾角可調，一般可調范圍在15o以內。調整方向盤的角度，一是為了應不同體形駕駛員的舒適度需要；二是為了使方向盤不遮擋觀察儀表的視線，如圖4（可調節(jié)方向盤）。2006.3第115頁為駕駛中省力，同時也為車輛自動保持直線前進，轉向機構應設有自3．安全設施

發(fā)生撞車事故時方向盤對司機最為危險，方向盤的安全設計：

①輪緣外層應用軟體材料，駕駛部位的儀表及臺面及臺面均應較軟的包敷材料；

②立柱應低于手輪平面，以免撞車時插到司機的胸部，對于高速汽車需要低得多些；

③高級轎車在方向盤中央設置了一個空氣袋，平時折合在立柱頂端的一個圓盆中，一旦汽車發(fā)生碰撞使汽車驟然停止時氣袋就會自動充氣，以保護司機的面部和胸部，如圖5。同時還應保證快速排氣，及時排氣，以免造成司機窒息。

2006.3第116頁3．安全設施

發(fā)生撞車事故時方向盤對司機最為危險，方向2、腳動控制器的設計

腳動控制器按功能和運動機構分為直動式、往復式和回轉式三種（見下圖）2006.3第117頁2、腳動控制器的設計腳動控制器按功能和運動機構分為直動式、往腳踏板的設計

腳踏板有兩種：一種是調節(jié)用腳踏板，如汽車的制動踏板等，這種踏板應使之隨移動距離而增加阻力以便產生增量的反饋，如圖1；另一種是開關踏板，如汽車起動馬達腳踏按鈕等。2006.3第118頁腳踏板的設計

2006.3第32頁圖1

剎車反應時間2006.3第119頁圖1剎車反應時間2006.3第33頁1）調節(jié)踏板

調節(jié)踏板有以鞋跟為轉軸的（見圖1）和腳懸空的兩種。

以鞋跟為轉軸的踏板典型例子如汽車的油門踏板等，踏板下的舒適角不大于20o，一般控制在15o左右，每腳與人的中線叉開10o～15o為宜（見圖2）。

圖1以鞋跟為轉軸的踏板

圖2腳的舒適叉開角度

2006.3第120頁1）調節(jié)踏板

調節(jié)踏板有以鞋跟為轉軸的（見圖1

2）踏板開關設計

腳踏開關多用于定位操縱，要很好地安排它的位置，使操作者在不影響穩(wěn)定性的情況下即能使用，還要避免發(fā)生誤踏的危險。給出了踏板開關的形狀和尺寸，踏板的轉角不宜超過10o,轉角太大需將腳抬離地面才能操作，操作者單腳承重，很不安全。

如果要求雙腳均能踏動，或操作者連續(xù)不斷改換位置時也能踏動，最好采用踏動標桿，踏動標桿距地面不應超過15cm，但伸長度不要大于15cm。2006.3第121頁

2）踏板開關設計

腳踏開關多用于定位操縱，要

踏板開關操縱

2006.3第122頁踏板開關操縱2006.3第36頁四、控制器的選擇機器設備的不同運行狀態(tài)決定了控制器的功能。如系統(tǒng)工作狀態(tài)的啟閉，選擇按鈕開關就比較方便；系統(tǒng)的定量調節(jié)，宜選用旋鈕和手輪的形式；計算機的數(shù)據(jù)輸人則必須使用鍵盤等等。表l列出各種控制器適用不同功能的情況，表2為各種控制器的使用情況比較。（見教材185頁表5-22，23）

2006.3第123頁四、控制器的選擇2006.3第37頁控制裝置名稱使用功能啟動不連續(xù)調節(jié)定量調節(jié)連續(xù)控制輸入數(shù)據(jù)按鈕O

鈕子開關OO

旋鈕選擇開關

O

旋鈕

OOO

踏鈕O

踏板

OO曲柄

OO手輪

OO操縱桿

OO鍵盤

O表l各種控制裝置的使用功能

控制裝置名稱使用功能不連續(xù)調節(jié)定量調節(jié)連續(xù)控制輸入數(shù)據(jù)按鈕O使用情況按鈕旋鈕旋轉旋紐開關紐子開關手搖把操縱桿子輪踏板需要的空間小小-中中小中-大中-大大大編碼小好

好較好較好好較好差視覺辨別位置可好好

好可好較好差觸覺辨別位置差可

好好可較好較好較好一排類似控制裝置的檢查差好

好好

差好差差一排控制裝置的操作好差差好差好差差合并控制好好較好好差好好差表2各種控制裝置的使用情況比較

2006.3第125頁使用情況按鈕旋鈕旋轉旋紐開關紐子開關手搖把操縱桿子輪踏板需要

在操作過程中，只有在用腳動控制器優(yōu)于用手動控制器時才選用。一般在下列情況時考慮選用：

1）需要連續(xù)進行操作，而用手操作又不方便的場合；

2）無論是連續(xù)性控制還是間歇性控制，其操縱力超過50～100N的情況下；

3）手的控制工作量太大，不足以完成控制任務時。

腳動控制器主要有腳踏板，腳踏鈕和腳動開關等。當操縱力超過50～150N，或操縱力小于50N，但需要連續(xù)操作時，宜選用腳踏板。對于操縱力較小，且不需連續(xù)控制時，宜選用腳踏鈕或腳踏開關。2006.3第126頁2006.3第40頁五、顯示器和控制器配置設計

1、運動兼容性2006.3第127頁五、顯示器和控制器配置設計1、運動兼容性2006.3第2、空間兼容性

2006.3第128頁2、空間兼容性2006.3第42頁3、控制—顯示比設計

2006.3第129頁3、控制—顯示比設計2006.3第43頁2006.3第130頁2006.3第44頁第五節(jié)

作業(yè)環(huán)境設計

一、溫度環(huán)境1、高溫作業(yè)環(huán)境⑴

生產工藝和技術措施

合理設計生產工藝過程

屏蔽熱源降低濕度增加氣流速度2006.3第131頁第五節(jié)作業(yè)環(huán)境設計一、溫度環(huán)境2006.3第45⑵

保健措施合理供給飲料和補充營養(yǎng)合理使用勞保用品進行職業(yè)適應性檢查⑶生產組織措施合理安排作業(yè)負荷合理安排休息場所職業(yè)適應

2006.3第132頁⑵保健措施2006.3第46頁2、低溫作業(yè)環(huán)境⑴做好采暖和保暖工作⑵提高作業(yè)負荷⑶個體保護⑷采用熱輻射取暖

2006.3第133頁2、低溫作業(yè)環(huán)境2006.3第47頁補充--溫度環(huán)境的綜合評價

溫度環(huán)境對人體產生影響的時候，僅用溫度指標是不充分的。因為人在進入作業(yè)場所時必然受到溫度、濕度、風速和熟輻射等多種因素的綜合影響，這種綜合感就是有效溫度。

1．有效溫度

當有效溫度高時，人的判斷力減退，當有效溫度超過32oC時，作業(yè)者讀取誤差增加，到35oC左右時，誤差就會增加4倍以上。

2006.3第134頁補充--溫度環(huán)境的綜合評價

溫度環(huán)境對人體產生影響的時

有效溫度的變化與下列組合條件有關：

(1)空氣溫度與周圍物體表面的溫度；

(2)空氣溫度與相對濕度；

(3)空氣溫度與空氣流動的速度。

我國采暖通風和空調設計規(guī)范(TJl9-1975)中規(guī)定的工作場所的有關參數(shù)，見表1，不同作業(yè)種類的有效溫度見表2。2006.3第135頁

有效溫度的變化與下列組合條件有關：

(1)空氣溫度與表1

工作場所的允許風速室內溫度濕度基數(shù)允許風速（米/秒）溫度（oC）濕度（%）1840～600.22040～600.252240～600.32440～600.42640～600.5表2

不同作業(yè)的有效溫度作業(yè)種類腦力作業(yè)輕作業(yè)體力作業(yè)舒適溫度（oC）15.5～18.312.7～18.310～16.9不適溫度（oC）23.723.921.1～23.92006.3第136頁表1工作場所的允許風速室內溫度濕度基數(shù)允許風速溫度（oC2．作業(yè)場所的適宜溫度及濕度

生產作業(yè)場所的氣溫，一年四季不同。夏天炎熱，冬天寒冷，這是一種自然現(xiàn)象。為了給操作人員創(chuàng)造舒適的工作場所，以提高生產效率和排除潛在事故，就必須采用人工的辦法，對工作場所的溫度環(huán)境進行調節(jié)。如要得到使人舒服的溫度，則必須通過人為的調節(jié)，使熱能產生與熱能的散發(fā)保持平衡。當然，這個適宜的溫度還隨工作的種類和強度的不同而有所變化(見表3)，以保證安全的高效率的生產活動。2006.3第137頁2．作業(yè)場所的適宜溫度及濕度

生產作業(yè)場所的氣作業(yè)的種類溫度（oC）濕度（%）組裝電氣產品22.240～45一般印刷25～26.750棉紡織作業(yè)26.770～85毛精紡作業(yè)26.775～80尼龍織造26.750～60人造絲織造26.750～65膠片貯藏21.1～23.940～65啤酒釀造(瓶裝啤酒)45～7275以上火柴干燥21.1～23.940洗滌物品干燥79.4～81.225～40表3適宜作業(yè)的溫度和溫度2006.3第138頁作業(yè)的種類溫度（oC）濕度（%）組裝電氣產品22.240～4二、光環(huán)境

1、

照度標準

照度標準是照明設計和管理的重要依據(jù)。我國的照度標準是采用間接法制定的，即從保證一定的視覺功能來選擇最低照度值，同時進行大量的調查、實測，并且考慮了我國當前的電力生產和消費水平。而直接法則主要是根據(jù)勞動生產率及單位產品成本來選擇照度標準。表5—24是利用自然光時的照度標準，表5—25是利用人工采光時的照度標準，表5—26列出了我國工廠的