電子設(shè)備的人機功能要求

1、電子設(shè)備的人機功能要求人機工程學(xué)(Man-Machine Engineering, Human Engineering, Ergonomics)是研究人機環(huán)境系統(tǒng)中人、機、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)計正是根據(jù)人機工程學(xué)的原理，使人和設(shè)備的要素取長補短，使整個系統(tǒng)達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 人機系統(tǒng)模型在人和設(shè)備之間存在一個相互作用的作用面，所有人機信息交流都發(fā)生在這個作用面上，通常稱為人機界面，顯示系統(tǒng)是將機器工作的信息傳遞給人，實現(xiàn)機人信息傳遞。是人機系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、高效、宜人運

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)備的控制器動作，實現(xiàn)人機信息傳遞。并使信息傳遞方便、安全、省力、舒適和有效。人機界面的設(shè)計主要是指顯示、控制以及它們之間的關(guān)系的設(shè)計。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。另一個與視覺相關(guān)的因素是視野，當人的頭部固定不動時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)計中

3、，一般以視野是設(shè)計的主要依據(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準視線每側(cè)的范圍內(nèi)；單眼視野為標準視線每側(cè)94104。在垂直平面內(nèi)的視野是：最大視區(qū)為標準視線向上50，向下70。顏色辨識在標準視線向上30，向下40。實際上，人的自然視線低于標準視線。觀看展示物體的最佳視區(qū)在標準視線向下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。特別是當工作條件限制(比如空間狹小、照明不佳)時，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。聲波可用聲強級和頻率來表示。聲強級的單位為分貝(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)計的重要依據(jù)，它主要決定了人機系統(tǒng)的操作是否方便、 省力和舒適。因此各種工作臺的高度和機器設(shè)備的高度，如操縱臺、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，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，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應(yīng)的百分比表示。站立時，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大，當身體有支撐時可產(chǎn)生更大的控制力。腳伸直時的控制力大于彎曲時的控制力。坐著時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)動作時的控制力還應(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、噪聲和振動等。根據(jù)工作環(huán)境對人體的影響和人體對環(huán)境適應(yīng)程度，可分為四個區(qū)域。 （1）最舒適區(qū)這種環(huán)境指標最佳，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。如在實驗

6、室、計量室、精密設(shè)備操作室。 （2）舒適區(qū)這種環(huán)境對人健康無損害，而且不會感到刺激和疲勞，各項指標符合要求。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)境中某項指標超出舒適指標，長時間在這種環(huán)境中工作會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)計人機系統(tǒng)時，如不符合舒適區(qū)要求，則應(yīng)采取各種防護措施，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、揚聲器等，它多用于預(yù)警、告急，與視覺顯示并用，可以強化信息對感官的刺激。1.符號顯示器符號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。符號顯示器所用的編碼有：顏色編碼和圖形編碼。當環(huán)境有色光時，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位置、相對運動圖像和空間定向。如現(xiàn)在的計算機系統(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：度盤不動指針運動和度盤轉(zhuǎn)動指針不動；另一是用數(shù)字直接進行指示。4.指示燈顯示器指示燈顯示器常用于傳遞常規(guī)信息、報警、危險情況的警告或故障的通報。指示燈的顯示方式有三種：單色顯示、閃光顯示和動態(tài)顯示。動態(tài)顯示是用相鄰的信號燈快速交替地亮滅，產(chǎn)生動感，以示信號的變化情況。各種信號顏色所表示的含義如表10.1所示。表10.1信號顏色含義顏色含義顏色 含義紅色危險、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)有適宜的對比度，以提高信號的正確辨認率。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)、操縱的時間、體力、持久性；控制的目的、控制動作的精度、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）.當動作要求快而準確，不連續(xù)操作且控制力不超過90N

10、時，宜選用手動控制器；否則宜選用腳踩控制器。當采用腳踩控制器時，每只腳不宜同時控制兩個以上控制器；（2）.對于綜合顯示，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)計成組合式，可節(jié)約空間位置并縮短控制時間。（3）控制器的形狀和尺寸應(yīng)滿足動作和控制力的要求，控制活動范圍要盡可能小，但要保證運動的準確性。（4）作用不同的控制器在外形應(yīng)易于辨認，可在外形上區(qū)別或用顏色區(qū)別，對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；遠離屏幕的間接控制器

11、有鼠標器，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、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、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、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，可以提高辨認的準確性。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，以防止手指同時觸動兩個鍵。（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。單手操作時操縱力為20130N，雙手操縱力也不得超過250N?？焖?/p>