5操纵装置设计

南京理工大学设计艺术系段齐骏操纵装置设计DesignofControllerErgonomicsNanjingUniversityofScience&Technology@2005NanjingUniversityofScience&Technology.SchoolofMechanicEngineering.DepartmentofDesignArt21）旋转式操纵器2）移动式操纵器3）按压式操纵器通常分为手动装置和脚动装置手操纵装置按运动方式可以分为Hand-operatedcontroller5.1.1操纵装置的类型5.1操纵装置的类型及特征分析ErgonomicsNanjingUniversityofScience&Technology@2005NanjingUniversityofScience&Technology.SchoolofMechanicEngineering.DepartmentofDesignArt3操纵装置的设计要求操纵装置的形状、大小、位置、运动状态和操纵力等，都要符合人的生理、心理特性，以保持操作时的舒适和方便。ErgonomicsNanjingUniversityofScience&Technology@2005NanjingUniversityofScience&Technology.SchoolofMechanicEngineering.DepartmentofDesignArt45.1.2操纵装置的用力特征操纵力的大小在用力限度范围内操纵力随施力部位、着力的空间位置、施力的时间不同而变化操纵力的大小与操纵精度控制有关(p113)ErgonomicsNanjingUniversityofScience&Technology@2005NanjingUniversityofScience&Technology.SchoolofMechanicEngineering.DepartmentofDesignArt55.1.3操纵装置的用力和信息反馈操纵量的大小最好与操纵用力的大小成比例，这种比例关系称为操纵装置的用力级差或用力梯度。（P114）ErgonomicsNanjingUniversityofScience&Technology@2005NanjingUniversityofScience&Technology.SchoolofMechanicEngineering.DepartmentofDesignArt65.1.4操纵装置的特征编码与识别1.形状编码Shapecoding2.纹理编码Texturecoding3.大小编码Sizecoding4.位置编码Locationcoding5.操作方式编码operationalcoding6.颜色编码Colorcoding7.标志编码LabelcodingErgonomicsNanjingUniversityofScience&Technology@2005NanjingUniversityofScience&Technology.SchoolofMechanicEngineering.DepartmentofDesignArt71、旋钮knob2、手轮Hand-wheel3、摇把Crank4、十字把5.2旋转式操纵器按操纵部位不同，旋转式操纵器可分为：ErgonomicsNanjingUniversityofScience&Technology@2005NanjingUniversityofScience&Technology.SchoolofMechanicEngineering.DepartmentofDesignArt8旋钮旋钮为单手操纵的控制器。旋钮的形态与尺度应根据功能要求设计；大小应方便操作，还应考虑增加手的握执力。ErgonomicsNanjingUniversityofScience&Technology@2005NanjingUniversityofScience&Technology.SchoolofMechanicEngineering.DepartmentofDesignArt9手轮与摇把手轮或摇把的操作力与操作面有关。手轮与摇把均可作连续旋转，适合作多圈操作的场合。手轮或摇把的尺寸与操作位置与姿态有直接关系。ErgonomicsNanjingUniversityofScience&Technology@2005NanjingUniversityofScience&Technology.SchoolofMechanicEngineering.DepartmentofDesignArt105.3移动式操纵器移动式操纵器可分为手柄、操纵杆、推钮、滑移式操纵器和刀闸等。除推钮和滑移式操纵器外，其余的都有一个执握柄和杠杆。设计的重点是考虑执握柄的形状和尺寸，并按人手的生理结构特点设计。ErgonomicsNanjingUniversityofScience&Technology@2005NanjingUniversityofScience&Technology.SchoolofMechanicEngineering.DepartmentofDesignArt115.4按压式操纵器设计按外形和使用情况，分为：按钮和按键。一、按钮单工位和双工位按钮的尺寸主要按人手指端的尺寸和操作要求而定。二、按键键盘设计考虑因素：人手指按压键盘的力度、回弹时间及使用频度、手指移动距离等。按键的尺寸应按手指的尺寸和指端弧形设计。ErgonomicsNanjingUniversityofScience&Technology@2005NanjingUniversityofScience&Technology.SchoolofMechanicEngineering.DepartmentofDesignArt12作业：1分析旋钮、推钮和按钮的不同操作特征，设计/勾勒三种不同开关的形式，标注相应的尺寸，并说明设计思想。2以人机工程学的设计思想，比较以下开关面板的设计优劣：ErgonomicsNanjingUniversityofScience&Technology@2005NanjingUniversityofScience&Technology.SchoolofMechanicEngineering.DepartmentofDesignArt135.5脚动操纵器设计•脚操纵器的形式及操纵特征单曲柄式双曲柄式直动式脚操纵器主要包括脚踏板和脚踏钮两种。ErgonomicsNanjingUniversityofScience&Technology@2005NanjingUniversityofScience&Technology.SchoolofMechanicEngineering.DepartmentofDesignArt14•脚操纵器的适宜用力一般的脚操纵器都采用坐姿操作；脚蹬/脚踏板应设计起动阻力，以防误操作；腿的曲折角及脚的操作部位与脚蹬用力有关。ErgonomicsNanjingUniversityofScience&Technology@2005NanjingUniversityofScience&Technology.SchoolofMechanicEngineering.DepartmentofDesignArt15•脚操纵器设计脚踏板的形状有矩形、圆形；脚踏板与脚踏钮表面用材、纹理应考虑防滑；脚操纵器的空间位置直接影响施力与操纵。ErgonomicsNanjingUniversityofScience&Technology@2005NanjingUniversityofScience&Technology.SchoolofMechanicEngineering.DepartmentofDesignArt165.6操纵装置设计与选择的原则•操纵装置与动作节约原则操作动作依其效果和性质大致分为：控制性操作动作，如启动和停止。应从操纵装置的设计入手，设法缩短人的反应时间。调节性操作动作，如加速、减速、控制航向等。要求操纵装置动作平稳，并且长时间工作也不致使操作者疲劳。动作节约原则——R•M•Barnes(RalphM•Barnes)美国•操纵装置的选择原则人的操纵能力操纵装置本身ErgonomicsNanjingUniversityofScience&Technology@2005NanjingUniversityofScience&Technology.SchoolofMechanicEngineering.DepartmentofDesignArt17•操纵与显示相合性概念机器、设备的显示装置与操纵装置在很多情况下有联用关系，这种显示与操纵之间的联用关系称为“操纵-显示”的相合性。它是反映人机关系的一种方式，涉及人机间的信息传递、信息处理与控制指令的执行，以及人的习惯定式，其中“相合性”受人的习惯因素影响甚大。5.7操纵与显示相合性设计ErgonomicsNanjingUniversityofScience&Technology@2005NanjingUniversityofScience&Technology.SchoolofMechanicEngineering.DepartmentofDesignArt18•操纵-显示相合性的人机工程原理对于操纵与显示的相合性设计，应根据人机工程学原理和人的习惯定式等生理、心理特点，并遵循以下几条原则：(chapter10)1)运动相合性(movementcompatibility)操纵器和显示器运动方向的逻辑一致性是符合人感知的“习惯定式”;2)空间相合性(spatialcompatibility)操纵器和显示器的布置关系;3)操纵－显示比(inputsandoutputs)操纵器的调节有两种形式：粗调和精调最佳的Ｃ／Ｄ比选择还受到许多因素的影响ErgonomicsNanjingUniversityofScience&Technology@2005NanjingUniversityofScience&Technology.SchoolofMechanicEngineering.DepartmentofDesignArt19CompatibilityCompatibilityreferstotherelationshipofstimulusandresponsestohumanexpectations,andassuchisacentralconceptinhumanfactors.Amajorgoalinanydesignistomakethesystemcompatiblewithhumanexpectations.Theconceptofcompatibilityimpliesaprocessofinformationtransformation,orrecording.ErgonomicsNanjingUniversityofScience&Technology@2005NanjingUniversityofScience&Technology.SchoolofMechanicEngineering.DepartmentofDesignArt20Baddesign设计建议：将控制器放在被控制装置旁WherearethewindowcontrolsErgonomicsNanjingUniversityofScience&Technology@2005NanjingUniversityofScience&Technology.SchoolofMechanicEngineering.DepartmentofDesignArt21Baddesign设计建议：显示与控制放于同一层StovetopcontrolsErgonomicsNanjingUniversityofScience&Technology@2005NanjingUniversityofScience&