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江苏信息职业技术学院艺术设计系控制器的设计控制器的类型控制器设计的原则控制器的设计案例分析设计实例江苏信息职业技术学院艺术设计系控制器的类型按人体操作部位分生物力控制器手动控制器脚动控制器按钮、推拉开关、手柄、扳动开关、转轮、曲柄等踏板、踏钮等江苏信息职业技术学院艺术设计系控制器的类型按功能分类开关控制器用简单的开或关就能实现启动或停止的操纵控制。常用有按钮、踏板、手柄等控制器。转换控制器用于把系统从一个工作状态转到另一个工作状态的操纵控制。常用的有手柄、选择开关、选择旋钮、操纵盘等控制器。调整控制器用于使系统的工作参数稳定地增加或减少。常用有手柄、按钮、操纵盘和旋钮等。紧急停车控制器用于要求在最短时间内产生制动效果,启动要十分灵敏,具有“一触即发”的特点。所用的控制器与开关控制器基本相同,但此类控制器,无论是在仪表盘上还是在控制台上,都不宜与开关控制器布置在一起,以免紧急操作时发生混乱。江苏信息职业技术学院艺术设计系控制器的类型按运动方式分旋转控制器如曲柄、手轮、旋塞、旋钮、钥匙等。摆动控制器如开关杆、调节杆、杠杆键,拨动式开关、摆动开关、踏板等。按压控制器如钢丝脱扣、按钮、按键、键盘等。滑动控制器如手闸、指拨滑块等。牵拉控制器如拉环、拉手、拉圈、拉钮等。江苏信息职业技术学院艺术设计系扳动开关的类型和功能江苏信息职业技术学院艺术设计系旋钮开关的类型和功能江苏信息职业技术学院艺术设计系同心层旋钮开关的类型和功能江苏信息职业技术学院艺术设计系按键的类型和功能江苏信息职业技术学院艺术设计系杠杆控制器转轮、手柄、曲柄江苏信息职业技术学院艺术设计系脚踏控制器:种类江苏信息职业技术学院艺术设计系脚踏控制器:各种脚踏板的功率比较江苏信息职业技术学院艺术设计系脚踏控制器:脚踏板的位置江苏信息职业技术学院艺术设计系控制器的设计控制器的类型控制器设计的原则控制器的设计案例分析设计实例江苏信息职业技术学院艺术设计系控制器设计的5原则1应根据人体测量数据、生物力学及人体运动特征进行设计。对操作力、操纵速度、安装位置、排列布置应按第5百分位能力来设计,使适合于大多数人使用。江苏信息职业技术学院艺术设计系2.控制器的运动方向应与预期的功能和产品的被控方向相一致。即:显示和控制的相合性。控制器向上或顺时针方向转动从功能角度:应表示向上或加强从被控角度,应表示机器设备向上或向右转动江苏信息职业技术学院艺术设计系3.应尽量利用控制器的结构特点(弹簧、杠杆原理),或利用操作者身体部位的重力进行控制。江苏信息职业技术学院艺术设计系4.应尽量设计和选用多功能控制器,以节省控制面板空间,并减少手的运动和加强视觉与触觉辩认。例如:多功能鼠标江苏信息职业技术学院艺术设计系控制器的布置原则常用和重要的至于手脚活动最灵敏,之别程度高,反应速度快,用力最恰当的位置上;尽可能减少需要视觉导向的控制操作;一般垂直布置比水平布置识别率高;对引起设备状态翻转、或清零的控制器,不宜安排在常用控制操作的轨迹上,以免引起误操作。江苏信息职业技术学院艺术设计系控制器的设计控制器的类型控制器设计的原则控制器的设计案例分析设计实例江苏信息职业技术学院艺术设计系一、手脚操纵力坐姿站姿江苏信息职业技术学院艺术设计系手操纵力---握力v一般人的右手握力约380N,左手握力约350N。v但是,一般青年男子右手瞬时最大握力有560N,左手有430N。v握力与手的姿势和持续时间有关,当持续一段时间后,握力显著下降,如保持lmin后,右手平均握力约280N,左手约250N。图握力江苏信息职业技术学院艺术设计系手操纵力---拉力和推力在站姿手臂水平向前自然伸直的情况下,男子平均瞬时拉力为703N,女子平均瞬时拉力为386N。当手作前后运动时,拉力(向后)要比较推力(向前)大[图(a)]。瞬时最大拉力可达1100N,连续操作的拉力最大约300N。当手作左右方向运动,则推力大于拉力,最大的推力约400N[图(b)]。推力和拉力江苏信息职业技术学院艺术设计系手操纵力---扭力双臂作扭转的三种不同操作姿势,直立操作时平均扭力男子为389±130N,女子为204±80N。屈身操作时平均扭力男子为555±249N,女子为272±141N;弯腰操作时平均扭力男子为962±342N,女子为425±200N。扭力江苏信息职业技术学院艺术设计系脚操纵力脚出力的大小,与人的姿势、脚位置和方向有关。下肢伸直时的脚力大于弯曲时的脚力。坐姿有靠背支撑时,脚出力最大。立姿时脚的出力比坐姿时的出力大。一般坐姿时,右腿最大蹬力平均可达2620N,左腿为2410N。据测定,膝部伸展角度在130°-150°或160°-180°之间时,腿的蹬力为最大。脚操纵力江苏信息职业技术学院艺术设计系手掌的活动江苏信息职业技术学院艺术设计系二、手把的形状应与手的生理特点相适应江苏信息职业技术学院艺术设计系手把的形状便于触觉对其进行识别江苏信息职业技术学院艺术设计系三、手动控制器的造型尺度①旋钮:按操纵力要求的旋钮设计尺寸江苏信息职业技术学院艺术设计系②按键:按键是用手指按压进行操作的。一般按键突出盘面高度为5-12mm,升降行程为3-6mm,键与键的间隙不小于0.6mm。按键设计一般应避免图江苏信息职业技术学院艺术设计系③操纵杆操纵杆是手握住进行操作的。江苏信息职业技术学院艺术设计系四、控制器的编码设计①形状编码将控制器按控制功能及其联想制成各具特色的形状,即称为形状编码。形状编码的主要目的是,便于操作者在盲定位操作(眼睛不看)时能进行有效的区分和准确定位。②位置编码按控制器安装位置及分区布局的不同来进行区分,称为位置编码。控制器的位置编码按照一定的规律进行标准化布局设计,对于快速准确地操作具有重要意义。江苏信息职业技术学院艺术设计系四、控制器的编码设计③大小编码根据控制器的功能要素将控制器的形状作长度、面积、体积等因素的区分称大小编码。一般来说,较大的长度比较小的长度给人的感知信息要更准确些。④颜色编码控制器的颜色编码一般不能单独使用,要与形状等编码合并使用。颜色只能靠视觉辨认,并且只有在比较好的照明条件下才不致被误认,所以使用范围受到限制。用于控制器编码的颜色一般只是红、黄、橙、蓝、绿五种。⑤标号编码在控制器上或其侧旁,用文字或某种符号标明其功能。但它需要一定的空间和较好的照明条件,并要求标号简明易辨。江苏信息职业技术学院艺术设计系控制器的设计控制器的类型控制器设计的原则控制器的设计案例分析设计实例江苏信息职业技术学院艺术设计系手握式产品设计案例分析-----鼠标的人机设计鼠标的人机工学设计,主要就是鼠标的造型设计,而研究这个问题,首先需要研究在操作鼠标时有关的人体结构及其自然状态。江苏信息职业技术学院艺术设计系与操作鼠标有关的人体结构包括:前臂、手腕、手掌、手指前臂:尺骨和挠骨交错完成手腕旋转手腕:腕骨转动使手可仰俯手掌:由两组肌群组成,一是拇指屈肌和外展肌组成的肌群,一个是小指屈肌和展肌组成的肌群,这两个肌群之间的有一个沟壑,对于不同的人这条沟的深度和宽度是不同的。而在这条沟内部,则是人手主要神经和血管所走的地方。手指:结构结构比较简单,每个手指包括三个指节,并在一定范围可作横向展开。江苏信息职业技术学院艺术设计系与操作鼠标有关的人体结构与操作鼠标有关的人体结构包括:前臂、手腕、手掌、手指前臂江苏信息职业技术学院艺术设计系与操作鼠标有关的人体结构与操作鼠标有关的人体结构包括:前臂、手腕、手掌、手指手腕经试验证明,当人的手腕呈”仰起“状态时,则”仰起“的夹角在15~30度之间是最舒服状态,超过这个范围,则前臂肌肉处于拉紧状态,而且也会导致血液的流动不畅。受其影响,上臂的三头肌及三角肌也都会同时受到力牵拉的作用,人的肩关节也会一直处于强直状态。江苏信息职业技术学院艺术设计系与操作鼠标有关的人体结构与操作鼠标有关的人体结构包括:前臂、手腕、手掌、手指手掌最自然的状态就是半握拳状态,而鼠标的造型设计,实际上就是要尽量贴合这个形态,包括三个方面:1)要使鼠标外壳贴紧人手掌的两个主要肌群拇指肌群和小指肌群,贴不紧会有握不住的感觉;但又不要有压迫,受压迫会导致手掌处于疲劳状态,(握持感)(不压迫)2)鼠标外壳紧贴掌弓而又不压迫它,也就是鼠标外壳要贴紧手掌中间的那条“沟”,如果不贴紧,那么手心会有“悬空”的感觉,而如果压迫了它,因为下面是手主要动脉和神经的必经之地,时间长了以后会导致手缺氧。3)鼠标最高点应在手心而非其后的掌浅动脉弓(否则会造成有压迫感)在手掌心稍靠后的部位,刚好是供应五个手指血液和营养的掌浅动脉弓的位置。如果动脉受压过久,时间长了会产生麻木酸痛的感觉,并使手指缺氧产生疲劳感如果手长期处于强迫状态,手指的灵活度也将受到很大的影响。江苏信息职业技术学院艺术设计系与操作鼠标有关的人体结构与操作鼠标有关的人体结构包括:前臂、手腕、手掌、手指4手指:五指均不悬空且呈150度左右自然伸展状态,指肚处于微动开头江苏信息职业技术学院艺术设计系亚洲人和欧洲人的手型江苏信息职业技术学院艺术设计系控制器的设计控制器的类型控制器设计的原则控制器的设计案例分析设计实例江苏信息职业技术学院艺术设计系江苏信息职业技术学院艺术设计系汽车报警器江苏信息职业技术学院艺术设计系江苏信息职业技术学院艺术设计系江苏信息职业技术学院艺术设计系江苏信息职业技术学院艺术设计系
本文标题:控制器设计(人机工学)
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