第5章 人機(jī)的信息界面-

1.人機(jī)信息界面的形成2.視覺信息顯示設(shè)計3.聽覺信息傳示系統(tǒng)4.操縱裝置設(shè)計5.操縱與顯示相合性第五章人機(jī)的信息界面設(shè)計主要內(nèi)容第一節(jié)人機(jī)信息界面的形成

1.人機(jī)信息交換系統(tǒng)模型人是人機(jī)間信息、物質(zhì)及能量交換中的主動一方。人機(jī)信息界面包括環(huán)境信息、機(jī)器信息的顯示和機(jī)器接受信息的控制。信息性界面工具性界面環(huán)境性界面人機(jī)系統(tǒng)的人機(jī)界面是指系統(tǒng)中的人、機(jī)、環(huán)境之間相互作用的區(qū)域。人機(jī)界面有：圖5-1人機(jī)信息交換系統(tǒng)模型2.人機(jī)信息交換方式

顯示裝置是人機(jī)系統(tǒng)中，將機(jī)器的信息傳遞給人的一種關(guān)鍵部件，人們根據(jù)顯示信息來了解和掌握機(jī)器的運行情況，從而控制和操縱機(jī)器。按人接受信息的感覺通道不同，信息顯示裝置分為視覺顯示，聽覺顯示和觸覺顯示，其特征參閱下表。1.視覺、聽覺通道負(fù)荷過重的場合2.使用視覺、聽覺通道傳遞的信息有困難的場合3.簡單并要求快速傳遞的信息1.較短或無須延遲的信息2.簡單且要求快速傳遞的信息3.視覺通道負(fù)荷過重的場合4.所處環(huán)境不適合視覺傳遞的信息顯示方式傳遞的信息特征顯示方式傳遞的信息特征視覺顯示聽覺顯示觸覺顯示1.較復(fù)雜抽象信息或含有科學(xué)技術(shù)術(shù)語的信息、文字、圖表、公式等，2.傳遞的信息很長或要延遲者3.需用方位、距離等空間狀態(tài)說明的信息4.以后有被引用可能的信息5.所處環(huán)境不適合聽覺傳遞的信息6.適合聽覺傳遞，但聽覺負(fù)荷很重的場合7.不需要急迫傳遞的信息8.傳遞的信息常須同時顯示、監(jiān)控表5－1三種顯示方式傳遞的信息特征人機(jī)系統(tǒng)信息顯示器人通過機(jī)械的信息獲取效應(yīng)器官操縱控制器利用通過效應(yīng)器調(diào)整改變機(jī)器系統(tǒng)的工作狀態(tài)按人預(yù)定的目標(biāo)工作視覺信息顯示，聽覺信息顯示控制器輸出信息把人機(jī)器輸入信息的裝置轉(zhuǎn)換生產(chǎn)過程人通過操縱控制器完成指揮和控制對機(jī)器在人機(jī)信息交換中，人對機(jī)器的控制主要是通過肢體活動來實現(xiàn)的，通過依據(jù)人體的操作部位，主要可分為：手動、腳動兩大類控制器。第二節(jié)視覺信息顯示設(shè)計一、儀表顯示設(shè)計讀數(shù)用儀表按儀表功能分類檢查用儀表追蹤用儀表調(diào)節(jié)用儀表指針運動式用儀表按儀表結(jié)構(gòu)分類指針固定式用儀表數(shù)字式儀表其功能都是將系統(tǒng)的有關(guān)信息輸送給操作者。其性能直接影響系統(tǒng)的工作效率儀表是一種廣泛應(yīng)用的視覺顯示裝置，其種類很多。1）模擬式顯示2）數(shù)字式顯示應(yīng)用：計算器、電子表及列車運行的時間顯示屏幕。形象化直觀

用模擬量（刻度和指針）來顯示機(jī)器的有關(guān)參數(shù)和狀態(tài)。特點使人對模擬值在全量程范圍內(nèi)所處的位置一目了然，并能給出偏差量直接用數(shù)碼來顯示有關(guān)的參數(shù)或工作狀態(tài)。應(yīng)用：汽車上的油量表、氧氣瓶上的壓力表認(rèn)讀速度快、精度高只要對單一數(shù)字或符號辨認(rèn)識別就可以了，且不易產(chǎn)生視覺疲勞。特點認(rèn)讀過程簡單、直觀1.儀表形式

不宜單獨使用常以小開窗插入較大的儀表表盤中,用來指示儀表的高位數(shù)值。通常將多指針儀表改為單指針加小開窗式儀表，可增加讀數(shù)的位數(shù)，提高讀數(shù)的效率。圖5-2儀表形式與誤讀率的關(guān)系讀數(shù)效率與精確性不如數(shù)字式儀表高，但可以顯示被測參數(shù)的變化趨勢儀表結(jié)構(gòu)形式指針活動儀表指針固定式儀表數(shù)字式儀表其特點參閱表5-2以圓形儀表為例，其最佳直徑D與目視距離L、刻度顯示最大數(shù)I之間的關(guān)系參見下圖。2.表盤尺寸I/cm050701001502002503003500.50.91.83.66.0D/cmI/cmD/cmI/cmD/cmI/cmD/cmI/cmD/cm

2.53.65.47.28.910.712.5

2.56.49.612.916.119.322.538

2.56.412.919.325.732.238.645.01992.512.925.738.651.464.377.290.052.521.442.964.385.7107.2128.6150.0L/mI一定時，D隨L的增大而增大；L不變時，D隨I的增加而增大。3.刻度與標(biāo)數(shù)表盤上的刻度線、刻度線間距、文字和數(shù)字尺寸可依據(jù)視距按下表所列確定的，參閱下表。目標(biāo)距離/m0.5以下0.5～0.90.9～1.81.8～3.63.6～6.0文字（數(shù)字）高度/cm刻度線高度/cm短刻度線中刻度線長刻度線0.230.430.851.702.700.441.001.953.926.580.400.701.402.804.680.230.430.851.702.70表5－3目視距離與刻度線的最佳高度視距為L時：小刻度線的最小距離為L/600大刻度線的最小距離為L/50對人眼判讀儀表刻度：最小尺寸不宜小于0.6～1mm最大尺寸可取4～8mm；一般取1～2.5mm對于用放大鏡讀數(shù)刻度，若放大鏡的放大率為f,間距可?。↖/f）刻度線的寬度一般取間距的5％～15％；當(dāng)刻度線的寬度為間距的10％時，判讀誤差最小。狹長形字母數(shù)字的分辨率較高，其高度比常取

5：3或3：2刻度線的間的距離稱為刻度儀表的標(biāo)數(shù)，可參考下列原則進(jìn)行設(shè)計：

1.最小刻度不標(biāo)數(shù)，最大刻度必須標(biāo)數(shù)；2.指針運動式儀表標(biāo)數(shù)的數(shù)碼應(yīng)當(dāng)垂直，表面運動儀表數(shù)碼應(yīng)當(dāng)按圓形排列；3.儀表表面的空間足夠大：數(shù)碼標(biāo)在記號外測，以避免它被指針擋住儀表表面的空間有限：數(shù)碼標(biāo)在記號內(nèi)測，擴(kuò)大刻度間距指針處于儀表表面外測的儀表，數(shù)碼一律標(biāo)在刻度內(nèi)測，4.開窗式儀表窗口的大小至少應(yīng)能顯示被指示數(shù)字及其上下兩側(cè)的兩個數(shù)，以便觀察指示運功的方向和趨勢。5.對于表面運動的小開窗儀表，其數(shù)碼應(yīng)按順時針排列。當(dāng)窗口垂直時，安排在刻度的右側(cè)；當(dāng)窗口水平時，安排在刻度的下方并且都使字頭向上。6.圓形儀表不論是表面運動式還是指針運動式，數(shù)碼應(yīng)按順時針方向表示“正值”，逆時針方向表示“負(fù)值”。長條形儀表，應(yīng)使數(shù)碼按向上或向右順序增大。7.不做多圈使用的圓形儀表，最好在刻度全程的頭部和尾之間斷開，其首尾的間距以相當(dāng)與一個大刻度間距為宜?？潭扰c標(biāo)數(shù)的優(yōu)劣對比見圖圖5-4刻度與標(biāo)數(shù)的優(yōu)劣對比4.儀表指針指針的形狀和長度：應(yīng)以頭部尖、尾部平、中間等寬或狹長三角形為好。當(dāng)指針與刻度線的距離超過0.6cm時，距離越大，認(rèn)讀誤差越大；相反，從0.6cm開始，越接近0，認(rèn)讀誤差越??；當(dāng)間隔接近0.2cm,0.1cm時，認(rèn)讀誤差保持不變。指針與刻度線的間隔宜取0.1～0.2cm。指針的針尖應(yīng)與最小刻度線等寬，指針應(yīng)貼近表面，以減少認(rèn)讀的視差。指針的零位：應(yīng)設(shè)在時鐘12時或0時的位置上。指針不動，表面運動的儀表指針零位應(yīng)在時鐘12時位置；追蹤儀表應(yīng)處與9時或12時位置；圓形儀表可視需要安排或設(shè)在12時的位置上；警戒儀表的警戒區(qū)應(yīng)設(shè)在12時處，危險區(qū)和安全區(qū)則處于其兩側(cè)。5.儀表的色彩儀表色彩是否合適，將影響認(rèn)讀速度和誤讀率都有影響。由實驗獲得的儀表色彩與誤讀率關(guān)系可知：墨綠色和淡黃色儀表表面分別配上白色和黑色的刻度線時，其誤讀率最??；而黑色和灰黃色儀表表面配上白色刻度線時，其誤讀率最大，不宜采用。6.儀表面板形式及其布置圖5-5控制臺面板的形式及其布置多塊組合式三塊折式儀表的面板多為平坦的矩形，但考慮操作者的空間操作范圍，也可采用不同組合形式面板，如圖所示。其布置參閱表5-4操縱器、顯示器數(shù)量特別多時，為擴(kuò)大配置面積和操作空間操作操縱器、顯示器的配置以操作者為中心，依據(jù)操作姿勢、儀表的重要程度和使用頻度來進(jìn)行合理布置7.儀表板上的儀表位置設(shè)計原則如下：

1）按儀表的重要程度排列：常用的主要儀表盡可能排列在視野中心30范圍內(nèi)；一般性顯示儀表可安排在200～400視野內(nèi)對800以外的視野范圍，因其視覺認(rèn)讀率低，不宜放置顯示儀表

2）按適用順序排列：要與儀表在操作過程的使用順序一致，還要注意儀表之間的邏輯上的聯(lián)系。有聯(lián)系盡量靠近，以提高認(rèn)讀效率和降低誤讀率。

3）按功能進(jìn)行組合排列：把傳遞同一參數(shù)信息或與完成投影功能作用的一些儀表分組排列。

4）按最佳零點方向排列：眼睛水平運動認(rèn)讀的橫向排列儀表，零點方位處于時針9時的位置為最佳；眼睛垂直運動認(rèn)讀的縱向排列儀表，零點方位處于時針12時的位置為最佳；橫向排列成雙排時，零點方位可采用相對的方向。

5）按視覺特性排列：按視覺的自左至右、自上至下和順時針方向向圓周運動掃視的視覺習(xí)慣排列。最佳觀察率：左上方——右上方——左下方——右下方

6）按儀表與操縱的相合性排列：多個儀表對應(yīng)多種操縱期時，兩者的排列方式會影響操縱效率。因人大多數(shù)用右手，故儀表排列在操縱器的左面或上面，以免擋住視線。圖5-6零點標(biāo)志的最優(yōu)方位

眼睛水平運動認(rèn)讀的橫向排列儀表，零點方位處于時針9時的位置為最佳；

眼睛垂直運動認(rèn)讀的縱向排列儀表，零點方位處于時針12時的位置為最佳；橫向排列成雙排時，零點方位可采用相對的方向。圖5-7儀表不同排列方式的比較二、信號顯示設(shè)計視覺信號是指由信號燈產(chǎn)生的視覺信息，目前已經(jīng)廣泛用于飛機(jī)、車輛、航海、鐵路運輸及儀器儀表板上。信號燈的兩個作用其一是指示性的，即引起操作者的注意指示操作，具有傳遞新鮮的作用其二是顯示工作狀態(tài)，即反映某個指令、操作或某種運行過程的執(zhí)行情況。信號顯示的特點面積小視距遠(yuǎn)引人注目簡單明了但信息負(fù)荷有限，當(dāng)信號太多時，會形成雜亂現(xiàn)象和產(chǎn)生干擾。1.信號燈設(shè)計在大多數(shù)情況下，一種信號只用來指示一種狀態(tài)或情況。

信號燈是以燈光作為信息載體的，在設(shè)計上涉及光學(xué)原理和人的視覺特性，在實踐上是比較復(fù)雜的，這里僅從人機(jī)脫離工程學(xué)的角度出發(fā)，介紹信號燈設(shè)計所依據(jù)的主要原則。運行信號燈只指示某一機(jī)件正在運行警戒信號燈用來指示操作者須注意某種不安全的因素故障信號燈用來指示某一機(jī)器或部件出了故障要利用信號燈信號來很好地顯示信息，就應(yīng)按人機(jī)工程學(xué)的要求來設(shè)計信號燈。1)信號燈的視距設(shè)計信號燈應(yīng)清晰、醒目，保證必要的視距。例如：駕駛艙的信號燈要保證看清信號又不致眩目司機(jī)夜間對艙內(nèi)的觀察以免影響

因此，可選用空氣散射小、射程較遠(yuǎn)的長波紅光信號燈，或選用功率消耗較少的藍(lán)綠光信號燈。

遠(yuǎn)距離觀察的信號燈交通信號燈航標(biāo)燈應(yīng)保證在較大視離下也能看清，而且在日光亮度和惡劣氣候條件下清晰可辨在一定視距下能引起人注意的信號燈兩倍于背景的亮度，背景以灰暗無光為好，信號燈的高度太大會造成眩目而影響觀察其亮度1)信號燈的視距設(shè)計(參閱表5-6，表5-7)其他非絕對黑體的能見距離一般要比氣象能見距離近些。遠(yuǎn)距離通信用的信號燈考慮信號燈在各種氣象條件下的能見距離

物體達(dá)到某一距離時，人眼不能再分辨它的臨界距離能見距離是指能見距離空氣透明度物體本身大小亮度和顏色背景關(guān)系影響受作為標(biāo)準(zhǔn)測量條件的能見距離白晝?nèi)照杖搜劭辞宄粋€天空背景上黑色客體的能見距離，叫“氣象能見距離”，在氣象上條件下

見表5-5。表5-5能見距離與空氣透明度的關(guān)系大氣狀態(tài)透明系數(shù)能見距離/km空氣絕對純凈0.99200透明度非常好0.97150很透明0.96100透明度良好0.9250透明度中等0.8120空氣稍許混濁0.6610空氣混濁0.364空氣很混濁0.122薄霧0.151中霧2×10-4～8×10-100.5～0.2濃霧10-19～10-340.1～0.05極濃霧﹤10--34幾十～幾米表5-6是夜間發(fā)光客體的能見距離，可供設(shè)計信號燈時參考。燈類小煤油燈、大煤油燈，電燈微微發(fā)光、明亮的街燈的窗子、街燈火把、篝火能見距離/km

（3.5cd）（8.5cd）50cd100cd200cd500cd1000cd氣象能見度/km0.050.100.10

0.12

0.13

0.14

0.15

0.16

0.20.3

0.30.4

0.4

0.40.50.50.50.5

0.6

0.8

0.8

0.91.0

1.110.8

0.91.3

1.4

1.51.7

1.921.21.5

2.1

2.3

2.62.93.241.82.23.23.7

4.14.85.3102.53.45.4

6.47.09.910203.14.37.69.1111316504.25.310.413.3162226

表5-6全黑夜中燈光的能見距離2）信號燈的形狀、標(biāo)記設(shè)計，參閱表5-8

不同信號燈應(yīng)當(dāng)選用不同的顏色，當(dāng)信號燈很多時，不僅在顏色上，還要在形狀、標(biāo)記上加以區(qū)別，而形狀、標(biāo)記應(yīng)與其表示的意義有邏輯聯(lián)系，

如“→”表示指向，“×”表示禁止；

“！”表示警告；慢閃光表示慢速等。

為引起注意，可用強(qiáng)光和閃光信號，

閃光頻率為0.67～1.67HZ，

閃光方式可為明暗、明滅、似動（并列兩燈交替明滅）等。閃光信號較之固定光信號更能引起人注意。

閃光信號作用是：

引起觀察者的進(jìn)一步注意指示操作者立即采取行動反映不符合指令要求的信息用閃光的快慢指示機(jī)器或部件運動速度的快慢；用以指示警覺或危險信號閃光信號的強(qiáng)弱應(yīng)視具體情況而定表示重要信息或危險信號的閃光，其強(qiáng)度應(yīng)比其他信號強(qiáng)，因強(qiáng)光信號比弱光信號更易于引起注意，但光的強(qiáng)度不能大到刺眼和眩目。

閃光信號的閃爍頻率一般為0.67～1.67HZ，當(dāng)亮度對比較差時，閃光頻率可稍高。較優(yōu)先和較緊急的信息可使用較高的閃爍頻率（10～20HZ）。

不同背景的燈光信號對人的認(rèn)讀效果有較大影響，人們曾做過這樣的測試，如果背景燈光信號也為閃光，人將很難辨認(rèn)出作為警告用的閃光信號燈。表5-7不同背景下人對信號燈的辨認(rèn)信號燈背景燈光認(rèn)讀效果

閃光穩(wěn)光最佳

穩(wěn)光穩(wěn)光好

穩(wěn)光閃光好

閃光閃光差

表5-7為不同背景下人對燈光信號辨認(rèn)效果的影響。3)信號燈顏色的選擇信號燈的顏色不宜過多以防誤認(rèn)10種編碼顏色不易混淆的次序為：黃、紫、橙、淺藍(lán)、紅、淺黃、綠、紫紅、藍(lán)、黃粉。對單個信號燈，以藍(lán)綠色為最清晰；作為警戒、禁止、停頓或指示不安全情況的信號燈最好用紅色提請注意的信號燈用黃色表示正常運行的信號燈用綠色其他信號燈的顏色可按用途任選原則表5-8指示信號燈的顏色及其含義顏色含義說明舉例1.潤滑系統(tǒng)失壓紅危險或警告有危險或需要立即采取行動2.溫升已超（安全）極限3.有觸電危險黃注意情況有變化或即將發(fā)生變化1.溫升（或壓力）異常2.發(fā)生尚能承受的暫時過載1.冷卻通風(fēng)正常綠安全正?；蛟试S運行2.自動控制運行正常3.機(jī)器準(zhǔn)備啟動藍(lán)按需要指定用意除紅、黃、綠三色之1.遙控指示外的任何指定用意2.選擇開關(guān)為準(zhǔn)備位置白無特點作用任何用意，例如，你正在“執(zhí)行”用4)信號燈的布置重要信號燈與重要儀表一樣，必須布置在最佳視區(qū)視野中心30范圍內(nèi);一般信號燈在200范圍內(nèi);次要信號燈布置在離視野中心600～800

范圍外,但仍須在不必轉(zhuǎn)頭即能看到的范圍內(nèi);信號燈顯示與操縱或其他顯示有關(guān)時，應(yīng)與有關(guān)器件位置靠近，成組排列，而且信號燈的指示方向與操縱方向必須保持一致，例如:開關(guān)向上時上方信號燈亮等。原則5)重要信號燈的設(shè)計采用信號燈顯示特別重要的信號或危險信號時，可考慮同時采用聽覺、觸覺等多重顯示的方式，以引起特別的注意。

1）熒光屏的顯示特征在熒光屏上顯示視覺信息。特點：既能顯示圖形、符號、信號，又能顯示文字；既能作追蹤顯示，又能顯示多媒體的圖文動態(tài)畫面。因而得到迅速發(fā)展，在人-機(jī)信息交換中發(fā)揮著愈來愈重要的作用。

應(yīng)用：圖文電視屏幕、計算機(jī)高分辨率顯示器、示波器、彩超及雷達(dá)。

2.熒光屏設(shè)計熒光屏設(shè)計需要電子，信息等工廠技術(shù)和視覺生理、心理等多方面的知識，涉及的內(nèi)容很多，本節(jié)僅從人機(jī)工程學(xué)的角度介紹一些設(shè)計原則和應(yīng)用新技術(shù)。熒光屏圖文電視屏幕計算機(jī)的高分辨率（1600×1280像素點）顯示器示波器彩超及雷達(dá)隨著電子和信息技術(shù)的發(fā)展，在視覺信息顯示方面，新的視頻顯示裝置得以廣泛應(yīng)用2）目標(biāo)的亮度、呈現(xiàn)時間目標(biāo)是指在熒光屏上顯示的視覺信息載體。如一個圖形、文字、符號和信號等，在背景顏色的襯托下顯示出來。目標(biāo)亮度愈高，愈易覺察，但當(dāng)目標(biāo)亮度超過34cd/m2時，視敏度不再有較大的改善，目標(biāo)亮度不應(yīng)超過34cd/m2

。為了在屏面上突出目標(biāo)，屏面的亮度不宜調(diào)節(jié)到最亮，當(dāng)調(diào)節(jié)為最合適的亮度時工作效率最優(yōu)。當(dāng)目標(biāo)呈現(xiàn)時間在0.01～10s范圍內(nèi)時，目標(biāo)的視見度隨呈現(xiàn)時間的增大而提高。在呈現(xiàn)時間大于1s的情況下，視見度提高的速度減慢；當(dāng)呈現(xiàn)時間大于10s時，視見度只有很小的提高。目標(biāo)呈現(xiàn)時間為0.5s大體上可滿足視覺辨別的基本要求；呈現(xiàn)時間在2～3s，可認(rèn)為是做有利的數(shù)值。呈現(xiàn)時間再延長，則占用時間太多，對提高視見度無意義。周圍的燈光照度對余輝的視覺效果應(yīng)影響很大，周圍照度太高或太低都對它有不利的影響，而且以周圍照度為1lx時最優(yōu)。3）目標(biāo)的運動速度，參閱表5-9

目標(biāo)的運動狀態(tài)對視覺辨別有很大影響。

運動著的目標(biāo)比靜止目標(biāo)易于察覺，但難于看清楚。就視覺辨別效率來說，目標(biāo)運動速度愈大愈不利。視力大體上與目標(biāo)運動速度成反比，人對靜止目標(biāo)視力比運動目標(biāo)平均高一倍左右。當(dāng)目標(biāo)運動速度超過800/s時，已很難看清楚目標(biāo)，視覺工作效率劇烈下降。因此，設(shè)計時應(yīng)限制目標(biāo)的運動速度。

表5-9視敏度與目標(biāo)運動狀態(tài)的關(guān)系目標(biāo)運動速度/（（o）.s-1）靜止206090120150180視敏度/（’）-1（視角）2.041.951.841.781.630.900.944）目標(biāo)的形狀、大小和顏色對屏面上不同形狀目標(biāo)的辨認(rèn)效率不同，其一般的優(yōu)劣次序為：三角形、圓形、梯形、方形、長方形、橢圓形和十字形。當(dāng)干擾光點強(qiáng)度較大時，方形目標(biāo)優(yōu)于圓形目標(biāo)。目標(biāo)采用紅色（6310A*）或綠色（5210A）時，視覺辨別效率與白色目標(biāo)相似，但紅色目標(biāo)易引起視覺疲勞，故微型計算機(jī)的熒光屏上絕大多數(shù)都用綠色做為目標(biāo)。采用藍(lán)色（4670A）則辨別效率稍差。從視敏度的角度看，目標(biāo)愈大愈易察覺，目標(biāo)的能見度隨著目標(biāo)面積增大而提高，大體上呈線性關(guān)系?？墒悄繕?biāo)太大，占用空間越多，因而應(yīng)有一個適宜大小。熒光屏上字符的大小與視距的關(guān)系如表5-10所列。字符的高寬比可取2：1或1：1，其筆畫寬與字高之比可取1：8或1：10。一般常用字符的大?。ㄗ址闹睆交蚍叫巫址膶蔷€長）規(guī)格為0.76，1.5，3.8，4.6，5.1，7.6，10，12.2，20，25.4mm等。表5-10熒光屏字符大小與視距的關(guān)系

視距/m字符直徑/mm0.531.063.0105）目標(biāo)與背景的關(guān)系目標(biāo)的視見度受制于目標(biāo)背景的亮度對比值，即：

目標(biāo)的亮度－背景亮度亮度對比度=背景亮度

目標(biāo)的亮度必須達(dá)到亮度對比度高于能見的閾值，目標(biāo)才能被看見。在背景亮度為0.34～34cd/m2的情況下，亮度對比閾一般隨著背景亮度的增大而縮小，大體上呈線形關(guān)系；在背景亮度為68cd/m2

時，達(dá)到最大值的90%；以后背景亮度再增大，亮度對比閾只有很小的改變。68cd/m2可以視做背景（屏面）亮度的最優(yōu)值。屏面亮度與環(huán)境亮度相一致時，目標(biāo)察覺、識別和追蹤效率都達(dá)到最優(yōu)。當(dāng)環(huán)境亮度超過屏面亮度較多時，視覺工作效率受到明顯的不利影響。如果環(huán)境亮度與目標(biāo)亮度相同，顏色也相同時，視覺工作效率也受到不利的影響。6）屏面

屏面的大小與視距和要顯示目標(biāo)的大小有關(guān)。

一般視距的范圍為50～70cm，此時屏面的大小以在水平和垂直方向?qū)θ搜坌纬刹恍∮?0o

的視角為宜。當(dāng)視距為35.5～71cm時，雷達(dá)屏面直徑以12.7～17.8cm為最佳；對計算機(jī)而言，常用的屏面尺寸為14in**（對角線長），相當(dāng)于35.6cm，當(dāng)顯示的信息較多或較復(fù)雜時，屏面可增大至17in，20in。

對于機(jī)械產(chǎn)品CAD圖形的顯示，由于圖形的點、線、面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常用20in的高分辨率顯示器。對于計算機(jī)屏幕，除屏面大小外，屏幕顯示的分辨率和顏色對顯示信息也有較大的影響。計算機(jī)屏幕的分辨率以縱、橫坐標(biāo)的像素來區(qū)分，如640×480的分辨率表示屏面橫坐標(biāo)的像素為640線，縱坐標(biāo)為480線。計算機(jī)中常說的的高分辨率一般指1024×768以上的像素點。屏幕的分辨率愈高，顯示的信息清晰度愈好，愈容易被人認(rèn)讀。3.圖形符號設(shè)計現(xiàn)代信息顯示中廣泛使用了各種類型的圖形和符號指示。由于人在知覺圖形和符號信息時，辨認(rèn)的信號和辨認(rèn)的客體有形象上的直接聯(lián)系，其信息接受的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于抽象信號。由于圖形和符號具有形、意、色等多種刺激因素，傳遞的信息最大，抗干擾能力強(qiáng)，易于接收，故圖形和符號指示在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中具有重要意義。信息顯示中所采用的圖形和符號，是經(jīng)過對顯示內(nèi)容高度概括和抽象處理而形成的，使得圖形和符號與標(biāo)志客體間有著相似的特征，讓人便于識別辨認(rèn)。圖形和符號的辨認(rèn)速度和準(zhǔn)確性，與圖形和符號的特征數(shù)量有關(guān)，并不是符號的形狀愈簡單愈易辨認(rèn)。選用三類符號，在所傳遞的信息量大體相同時，考察其辨別效果。因此，為了提高圖形和符號的辨認(rèn)速度和準(zhǔn)確性，必須注意：設(shè)計的圖形和符號要反映客體的特征。只有高度概括、簡練、生動的形象表達(dá)出對客體的基本特征，才能適宜操作者辨認(rèn)。第一類為簡單的符號，只有必要的特征，僅按形狀（三角形、梯形等）辨認(rèn)第二類為中等符號，除了主要特征外還有輔助特征（外表和內(nèi)部的細(xì)節(jié)）第三類是復(fù)雜的符號，有若干個彼此混淆的輔助特征（一般是兩個）實驗結(jié)果表明，辨認(rèn)簡單符號和辨認(rèn)復(fù)雜符號一樣，比辨認(rèn)中等符號需要時間更長，準(zhǔn)確性更低（表5-11）。表5-11辨認(rèn)速度和準(zhǔn)確性與識別特征數(shù)量的關(guān)系符號辨認(rèn)速度和準(zhǔn)確性的指標(biāo)

簡單的中等的復(fù)雜的呈現(xiàn)的時間閾限/s0.034

0.053

0.169感覺-語言反應(yīng)潛伏期3.112.703.13認(rèn)錯率（占呈現(xiàn)總數(shù)的%）10.82.22.5

實驗結(jié)果表明，辨認(rèn)簡單符號和辨認(rèn)復(fù)雜符號一樣，比辨認(rèn)中等符號需要時間更長，準(zhǔn)確性更低。(1）紅（7.5R4.5/14）①停止：交通工具要求停車，設(shè)備要求緊急剎車；②禁止：表示不準(zhǔn)操作，不準(zhǔn)亂動，不準(zhǔn)通行；③高度危險：如高壓電、下水道口、劇毒物、交叉路口等；④防火：消防車和消防用具都以紅色為主色。（2）橙（2.5YR6.5/12）

用于危險標(biāo)志，涂于轉(zhuǎn)換開關(guān)的蓋子、機(jī)器罩蓋的內(nèi)表面，齒輪的側(cè)面等。橙色還用于航空、船舶的保安措施。（3）黃（2.5Y8/13）明視性好，能喚起注意，多用于警告信號。如鐵路維護(hù)工穿黃衣。生產(chǎn)、交通等方面使用顏色的含義如下：（4）綠（5G5.5/6）①安全：引導(dǎo)人們行走安全出口標(biāo)志用色；②衛(wèi)生：救護(hù)所、保護(hù)用具箱常采用此色；③表示設(shè)備安全運行。（5）藍(lán)（2.5PB5.5/6）

警惕色。如開關(guān)盒外表涂色，修理中的機(jī)器、升降設(shè)備、爐子、地窖、活門、梯子等的標(biāo)志色。（6）紫紅（2.5RP4.5/12）

表示放射性危險的顏色。（7）白（N9.5/）表示通道、整潔、準(zhǔn)備運行的標(biāo)志色。白色還用來標(biāo)志文字、符號、箭頭，以及作為紅、綠、藍(lán)的輔助色。（8）黑（N1.5/）用于標(biāo)志文字、符號、箭頭，以及作為白、橙的輔助色。表5-12管道顏色標(biāo)記類別色別色標(biāo)水青色2.5PB5.5/6汽深紅7.5R3/6空氣白色N9.5/煤氣黃色2.5Y8/12酸、堿橙、紫2.5P5/5油褐7.5YR5/6電氣淺橙2.5YR7/6真空灰N5/氧藍(lán)圖形符號的辨認(rèn)速度和準(zhǔn)確性，與圖形符號的特征數(shù)量有關(guān)，參閱表5-12在實際應(yīng)用各類圖形符號時，不得采用人們不能接受或過分抽象的圖形和符號，只能使用有利于人的知覺的圖形、符號，以便減少知覺時間，加強(qiáng)對符號的記憶和提高操作者的反映速度。圖形、符號設(shè)置的位置應(yīng)與所指示的操縱機(jī)構(gòu)相對應(yīng)。例如，轉(zhuǎn)動手柄的操縱機(jī)構(gòu)（手柄轉(zhuǎn)動在90o以上），應(yīng)在手柄軸線的上方標(biāo)出符號；對于普通單工位按鈕，可在按鈕軸線上方標(biāo)出機(jī)器開動狀態(tài)的符號。這樣操作者就能按圖形、符號所指示的內(nèi)容，準(zhǔn)確而迅速地操縱機(jī)器。第三節(jié)聽覺信息傳示系統(tǒng)信號簡單簡短時要求迅速傳遞信號時傳示后必要查對信號時信號只涉及過程或時間性事件時視覺負(fù)擔(dān)過或照明、震動等作業(yè)環(huán)節(jié)又不利于采用視覺信息傳遞時操作人員處于巡視狀態(tài)，并需要從干擾中辨別信號時等。一、聽覺信息傳示裝置聽覺信息傳示具有反應(yīng)快，傳示裝置可以配置在任何一方向上，用語言通話時應(yīng)答性良好等優(yōu)點。在信號簡單、簡短時；要求迅速傳遞信號時；傳示后無必要查對信號時；信號只涉及過程或時間性事件時；視覺負(fù)擔(dān)過重或照明、震動等作業(yè)環(huán)節(jié)又不利于采用視覺信息傳遞時；操作人員處于巡視狀態(tài)，并需要從干擾中辨別信號時等，利用示警信號（聲音）來傳達(dá)信息而被廣泛采用。特點：可快速有效的傳遞簡單和短促的信息，反應(yīng)快、方向不受限制。應(yīng)用：蜂鳴器、鈴、角笛和汽笛、警報器，其設(shè)計要點參閱表。聽覺信息傳示裝置種類：如鈴音響警報裝置蜂鳴器槍聲汽笛聲哨笛

它是音響裝置中聲壓級最低，頻率也較低的裝置。蜂鳴器發(fā)出的聲音柔和，不會使人緊張或驚恐，適用于較寧靜的環(huán)境，常配合信號燈一起使用，作為指示性聽覺傳示裝置，提請操作者注意，或指示操作者去完成某種操作，也可用做指示某種操作正在進(jìn)行。汽車駕駛員轉(zhuǎn)彎時，駕駛室的顯示儀表板上就有一個信號燈和蜂鳴器鳴笛，顯示汽車正在轉(zhuǎn)彎，直到轉(zhuǎn)彎結(jié)束。蜂鳴器還作報警器用。蜂鳴器

因鈴的用途不同，其聲壓級和頻率有較大差別，例如電話鈴聲的聲壓級和頻率只稍大于蜂鳴器，主要在寧靜的環(huán)境下讓人注意。而用做指示上下班的鈴聲和報警器的鈴聲，其聲壓級和頻率就較高，可在有較高強(qiáng)度噪聲的環(huán)境下使用。鈴

角笛的聲音有吼聲（聲壓級90～100dB、低頻）和尖叫聲（高聲強(qiáng)、高頻率）兩種。常用做高噪聲環(huán)境中的報警裝置。汽笛聲頻率高，聲強(qiáng)也高，較時候于緊急事態(tài)的音箱報警裝置

角笛汽笛

警報器的聲音強(qiáng)度很大，可傳播很遠(yuǎn)，頻率由低到高，發(fā)出的聲音富有調(diào)子上長和下降，可以抵抗其他噪聲的干擾，特別能引起人們的注意，并強(qiáng)制性地使人們接受。它主要用做危急事態(tài)的警報，如防空警報、救火警報等。

警報器

聽覺信息傳示裝置設(shè)計必須考慮人的聽覺特性，以及裝置使用目的和使用條件。

①為提高聽覺信號傳遞效率，在有噪聲的工作場所，須選用聲頻與噪聲頻率相差較遠(yuǎn)的聲音作為聽覺信號，以削弱噪聲對信號的掩蔽作用。

聽覺信號與噪聲強(qiáng)度的關(guān)系常以信號與噪聲的強(qiáng)度比值（信噪比）來描述，既：

信/噪=10lg信號強(qiáng)度/噪聲強(qiáng)度信噪比越小，聽覺信號的可辨性越差。所以應(yīng)根據(jù)不同的作業(yè)環(huán)境選擇適宜的信號強(qiáng)度，常用的視覺信號的主宰頻率和強(qiáng)度可參考表5-13。②使用兩個或兩個以上聽覺信號時，信號之間應(yīng)有明顯的差異；而對某一種信號在所有時間內(nèi)代表同樣的信息意義，以提高人的聽覺反應(yīng)速度。③應(yīng)使用間斷或變化信號，避免使用連續(xù)穩(wěn)態(tài)信號，以免人耳產(chǎn)生聽覺適應(yīng)性。④要求遠(yuǎn)傳或繞過障礙物的信號，應(yīng)選用大功率低頻信號，以提高傳示效果。⑤對危險信號，至少應(yīng)在兩個聲學(xué)參數(shù)（聲壓、頻率或持續(xù)時間）上與其他聲信號或噪聲相區(qū)別；而且危險信號的持續(xù)時間應(yīng)與危險存在時間一致。表5-13幾種常用聽覺信號的主宰頻率和強(qiáng)度①平均強(qiáng)度水平/dB分類聽覺信號距離3m處距離0.9m處主宰可聽頻率/Hz10cm鈴65～7775～831000大面積15cm鈴74～8384～94600高強(qiáng)度25cm鈴85～9095～100300喇叭90～100100～1105000汽笛100～110110～1217000重聲蜂鳴器50～6070200輕聲蜂鳴器60～7070～80400～1000小面積2.5cm鈴聲60701100低強(qiáng)度5cm處627210007.5cm處6373650鐘聲（諧音）6978500～10001大面積高強(qiáng)度聽覺升年時秒度在安靜場所用50～60dB強(qiáng)度，在露天工場用70～80dB，在噪聲工廠、機(jī)器廠或沖壓車間用90～100dB;

使用兩個或兩個以上聽覺信號時，信號之間應(yīng)有明顯的差異；而對某一種信號在所有時間內(nèi)應(yīng)代表同樣的信息意義，以提高人的聽覺反應(yīng)速度。應(yīng)使用間斷或變化信號，避免使用連續(xù)穩(wěn)態(tài)信號，以免人耳產(chǎn)生聽覺適應(yīng)性。要求遠(yuǎn)傳或繞過障礙物的信號，應(yīng)選用大功率低頻信號，以提高傳示效果。對危險信號，至少應(yīng)在兩個聲學(xué)參數(shù)（聲壓、頻率或持續(xù)時間）上與其他聲信號或噪聲相區(qū)別；而且危險信號的持續(xù)時間應(yīng)與危險存在時間一致。

二、言語傳示裝置

語言在人與機(jī)器之間傳遞信息，使其具有一定的表達(dá)能力，可以更為細(xì)致、明確地指導(dǎo)操作者的各種操作行為。特點無線電廣播、電視、電話、報話機(jī)和對話機(jī)及其他錄音、放音和電聲裝置應(yīng)用用言語作為信息載體，其優(yōu)點是可使傳遞和顯示信息含義準(zhǔn)確、接受迅速、信息量較大等；缺點是易受噪聲干擾。在設(shè)計言語傳示裝置時應(yīng)注意以下幾個問題：

1.

言語的清晰度用言語來傳遞信息，在現(xiàn)代通信和信息交換中占主導(dǎo)地位。對言語信號的要求是語言情緒。在工程心理學(xué)和傳聲技術(shù)上，用清晰度作為言語的平定指標(biāo)。言語清晰度是人耳對通過它的音語（音節(jié)、詞或語句）中正確聽到和理解的百分?jǐn)?shù)。言語清晰度可用標(biāo)準(zhǔn)的語句表通過聽覺顯示器來進(jìn)行測量，若聽對的語句或單詞占總數(shù)的20%，則該聽覺顯示器的言語清晰度就是20%。對于聽對和未聽對的記分方法有專門的規(guī)定，此處不作論述。傳遞和顯示言語信號的裝置稱為言語傳示裝置。如麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器表5-14言語的清晰度評價下表是言語清晰度（室內(nèi)）與主觀感覺的關(guān)系。由此可知，設(shè)計一個傳示裝置，其言語的清晰度必須在75%以上，才能正確傳示信息。

言語的清晰度/%人的主觀感覺 96言語聽覺完全滿意85～96很滿意75～85滿意65～75言語可以聽懂，但非常費勁65以下不滿意2.語言的強(qiáng)度言語傳示裝置輸出的語音，其強(qiáng)度直接影響言語清晰度。當(dāng)語音請度增至刺激閾限以上時，清晰度的分?jǐn)?shù)逐漸增加，直到差不多全部語音都被正確聽到的水平；強(qiáng)度再增加，清晰度的分?jǐn)?shù)仍保持不變，直到強(qiáng)度增至痛閾為止，如圖所示。不同研究者的結(jié)果表明，語音的平均感覺閾限為25～30dB（既測聽材料可有50%被聽清楚），而漢語的平均感覺閾值是27dB。由圖中可看出，當(dāng)言語強(qiáng)度達(dá)到130dB時，受話者將有不舒服的感覺；達(dá)到135dB時，受話者耳中即有發(fā)癢的感覺，再高便達(dá)到了痛閾，將有損耳朵的機(jī)能。因此言語傳示裝置的語音強(qiáng)度最好在60～80dB。

圖5-8語言的強(qiáng)度與清晰度的關(guān)系3.噪聲環(huán)境中的言語通信干擾噪聲的A計權(quán)語言干涉聲級認(rèn)為可以聽懂正常認(rèn)為在提高了的噪音下可聲級（LA）/dB/dB噪音下口語的距離/m以聽懂口語的距離/m43367

1448404853452.24.558501.32.563550.71.468600.40.873650.220.4578700.130.2583750.070.145-15言語通信與噪聲干擾之間的關(guān)系

為了保證在有噪聲干擾的作業(yè)環(huán)境中講話人與收聽人之間能進(jìn)行充分的語言通信，則須按正常噪聲和提高了的噪聲定出極限通信距離。充分的言語通信，是指通信雙方的言語清晰度達(dá)到75%以上。距聲源（講話人）的距離每增加一倍，言語聲級將下降6dB，這相當(dāng)于聲音在室外或室內(nèi)傳至5m遠(yuǎn)左右。在房間中感聲級的下降還受講話人與收聽人附近的吸聲物體的影響。在有混響的房間內(nèi)，當(dāng)混響時間超過1.5s時，言語清晰度將會降低。在噪聲環(huán)境中作業(yè)，當(dāng)為了保護(hù)人熱免受損害而使用護(hù)耳器，護(hù)耳器一般不會影響音語通信。因為它不僅降低了言語聲級，也降低了干擾噪聲。同不戴護(hù)耳器的人相比，戴護(hù)耳器的講話人在噪聲級較低時聲音較高，而在噪聲級較高時則聲音較低。對于使用言語傳示裝置（如電話）進(jìn)行通信時，對收聽人來說，對方的噪聲和傳遞過來的言語音質(zhì)（響度、由電話和聽筒產(chǎn)生的線路噪聲）可能會有起伏，進(jìn)盡管如此，表5-16所給出的關(guān)系仍然是有效的。表5-16在電話中言語通信與干擾噪聲的關(guān)系

收聽人所在環(huán)境的干擾噪聲

A計權(quán)聲級LA/dB語言干涉聲級Lail/dB言語通信的質(zhì)量5547滿意55～6547～57輕微噪聲65～8057～72困難8072不滿意須注意的是，當(dāng)收聽者處的干擾噪聲增強(qiáng)時，首先受到影響的是另一方語言的清晰度，這時收聽人根據(jù)經(jīng)驗會提高自己的聲音。對于揚(yáng)聲器和耳機(jī)這樣的言語傳示裝置，要保證通過揚(yáng)聲器傳送的語言信息有充分的語言通信功能，須使A計權(quán)語言聲級至少比干擾噪聲的聲級高3dB。三、聽覺傳示裝置的選擇1.音響傳示裝置的選擇在設(shè)計和選擇音響、報警裝置時，應(yīng)注意以下原則：①在背景噪聲的場合，要把音響裝置和報警裝置的頻率選擇在噪聲掩蔽效應(yīng)最小的范圍內(nèi)，使人們在噪聲中也能辨別出音響信號。②對于引起人們注意的音響顯示裝置，最好使用斷續(xù)的聲音信號；而對報警裝置最好采用變頻的方法，使音調(diào)有上升和下降的變化，更能引起人們注意。另外，警報裝置最好與信號燈一起作用，組成“視、聽”雙重報警信號。③要求音響信號傳播距離很遠(yuǎn)和穿越障礙物時，應(yīng)加大聲波的強(qiáng)度，使用較低的頻率。④在小范圍內(nèi)使用音響信號，應(yīng)注意音響信號裝置的多少。當(dāng)音響信號裝置太多時，會因幾個音響信號同時顯示而互相干擾、混淆，遮掩了需要的信息。在這種情況下可舍去一些次要的音響裝置，而保留較重要的，以減少彼此間的影響。2.言語傳示裝置的選擇原理言語傳示裝置比音響裝置表達(dá)更準(zhǔn)確，信息量更大，因此，在選擇時應(yīng)與音響裝置相區(qū)別，并注意下列原則：①須顯示的內(nèi)容較多時，用一個言語傳示裝置可代替多個音響裝置，且表達(dá)準(zhǔn)確，各信息內(nèi)容不易混淆。②言語傳示裝置所顯示的言語表達(dá)力強(qiáng)，較一般的視覺信號更有利于指導(dǎo)檢修和故障處理工作。同時語言信號還可以用來指導(dǎo)操作者進(jìn)行某種操作，有時可比視覺信號更為細(xì)致、明確。③在某些追蹤操縱中，言語傳示裝置的效率并不比視覺信號差。例如，飛機(jī)著陸導(dǎo)航的言語信號、船舶駕駛的言語信號等。④在一些非職業(yè)性的領(lǐng)域中，如娛樂、廣播、電視等，采用言語傳示裝置比音響裝置更符合人們的習(xí)慣。手動操縱裝置腳動操縱裝置類型轉(zhuǎn)換控制器手柄、選擇開關(guān)、選擇旋鈕等用來把系統(tǒng)從一個工作狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一工作狀態(tài)，或作緊急制動。靈活、可靠。調(diào)整控制器按鈕、手柄、操縱盤等使機(jī)器的工作狀態(tài)，穩(wěn)定地增加或減少、保持在規(guī)定的工作參數(shù)上。緊急停車控制器要求在最短的時間內(nèi)產(chǎn)生明顯的效果，有“一觸即發(fā)”的效果。按鍵、按鈕等開關(guān)控制器按鈕、踏板、手柄等一般只有兩個工作狀態(tài)的位置：接通或斷開。占地小、排列緊湊。控制操縱器的分類第四節(jié)

操縱裝置設(shè)計圖5-9

操縱裝置形態(tài)一、常用的操縱裝置各種操縱器的功能和使用情況見表5－17二、手控操縱裝置設(shè)計

1.觸覺功能和觸覺特性不太敏感、適應(yīng)迅速、有立體感；2.操縱手把的設(shè)計；設(shè)計合理的手把，應(yīng)考慮下述幾點：（1）手把的形狀應(yīng)與手的生理特點相適應(yīng)。要求：手握舒適、施力方便，不產(chǎn)生滑動，同時還需控制它的動作，因此，手柄和尺寸應(yīng)按手的結(jié)構(gòu)特征設(shè)計。圖5-10手的生理結(jié)構(gòu)及手把的形狀設(shè)計（2）手把的形狀便于觸覺對其進(jìn)行識別。圖5－11便于觸覺辨認(rèn)的手把形狀（3）尺寸應(yīng)符合人手尺度的需要。圖5－12各種不同手把的握持狀態(tài)3.適宜的用力范圍，參閱表5-19，表5-20

4.操縱器的適宜尺寸，與人體尺度的關(guān)系參閱表5-21，

圖5－13常用手控操縱器的尺寸三、腳控操縱器的設(shè)計

1.適宜的操縱力，參閱表5-222.腳控操縱器的尺寸3.腳踏板結(jié)構(gòu)形式的選擇。圖5－14不同類型腳踏板操縱效率的比較四、操縱裝置編碼與選擇1.操縱裝置編碼；1）形狀編碼，見圖；2）位置編碼；3）尺寸編碼；4）顏色編碼；5）符號編碼；2.操縱器的選擇；選擇依據(jù)參閱表5-23，表5-24，表5-25圖5－15形狀編碼形狀編碼●操縱器的形狀和它的功能最好有邏輯上的聯(lián)系，便于記憶；●應(yīng)能在不同目視或戴著手套的情況下，單靠觸覺也能分辨。特征編碼與識別使各操縱器都有自己的特征和代號，以便操縱者迅速識別而不致混淆。

大小編碼大操縱器的尺寸要比小操縱器的大20%以上，才有準(zhǔn)確操縱的把握。顏色編碼用于操縱器的顏色一般只有紅、橙、黃、綠、藍(lán)五種一般只能同形狀編碼和大小編碼合并使用，易受照度影響標(biāo)志編碼在操縱器上刻以適當(dāng)?shù)姆栆允緟^(qū)別，應(yīng)只靠觸覺就能清楚的辯識受人的習(xí)慣因素影響很大---相合性運動相合性操縱器與顯示器在運動方向上，要符合人的習(xí)慣定式。interface操作者感覺分析決策機(jī)器顯示裝置機(jī)器生產(chǎn)過程控制裝置控制手柄A

如順時針旋轉(zhuǎn)或自下而上，人自然認(rèn)為是增加的方向。操縱與顯示的相合性問題，是影響人機(jī)系統(tǒng)運行效率和可靠性的重要因素。因此，對于操縱與顯示的相合性設(shè)計，應(yīng)根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理和人的習(xí)慣定式等生理、心理特點，并遵循以下幾條原則:第五節(jié)操縱與顯示相合性設(shè)計空間相合性

操縱器與顯示器要在空間位置上要有邏輯一致性(76)(116)(129)(0)實驗1200次操縱器與顯示器空間相合性好：減少錯誤次數(shù)；縮短操作時間；提高操作質(zhì)量。abcdbadcabdcABCDABCDAABCDBDabcdC操縱-顯示比操縱器距離與顯示器移動量之比，即C/D靈敏度低的操縱器是指它的操縱位移量很大，但顯示器的移動量卻很??；靈敏度高的操縱器則是它的位移量小，但顯示量大。C／D比高，說明操縱—顯示系統(tǒng)靈敏度低，C／D比低，靈敏度高。對于最佳C／D比選擇往往是通過實驗得出的，而沒有一個理想的計算公式。靈敏度高微調(diào)時間靈敏度低粗調(diào)時間最佳C／D比7旋鈕最佳C／D比為0.20.8操縱桿最佳C／D比為2.54.0相合性在儀表監(jiān)控中的應(yīng)用●操縱器編碼盡可能與顯示器編碼相一致12345678123456781234567846123578操縱—顯示的編碼和編排相合的目的主要是減少信息加工的復(fù)雜性，從而提高工作效率。

最好的一種編碼方式是操縱鈕本身帶有燈光信號，按下哪個鈕，哪個鈕的燈就亮。2.操縱與顯示相合性原則

相合性設(shè)計應(yīng)遵循的原則，見圖圖5-18操縱器與顯示器方向相和性及操縱習(xí)慣模式3.操縱－顯示的編碼和編排相合性

重要的原則是見操縱－顯示的編碼應(yīng)盡可能一致，見圖.

圖5-19旋鈕與儀表的位置對應(yīng)關(guān)系一、視覺信息顯示設(shè)計主要考慮哪幾方面？二、聽覺信息顯示設(shè)計主要考慮哪幾方面？三、操縱裝置設(shè)計主要的有幾種？在設(shè)計中要考慮人的什么感觀？四、結(jié)合實例，設(shè)計或改造現(xiàn)有的操縱裝置？本節(jié)課的思考題旋鈕

供單手操縱的控制器，可做多圈運動，也可做小于360度的轉(zhuǎn)動和定位轉(zhuǎn)動類型適合于作360度以上的旋轉(zhuǎn)——圓柱、圓錐調(diào)節(jié)范圍不超過360——圓柱形或接近圓柱形的多邊形偏轉(zhuǎn)位置具有重要的信息意義——有明確的指示性旋轉(zhuǎn)式控制器因其功能、形狀和尺寸的不同，操縱力的大小亦不同，但每一個具體的控制器都有其適宜的用力。人的扭力大小與身體所處的位置和姿勢有很大的關(guān)系用力特征第六節(jié)

旋轉(zhuǎn)式操縱裝置手輪供單手或雙手操縱，按不同用途，其尺寸相差較大，手輪操縱力的差別也較大搖把

一般供單手超作，但操縱力要求較大時，需雙手操作，不同的搖把其尺寸差別較大十字把旋轉(zhuǎn)控制器中較大的一種，往往需雙手操作均可作自由連續(xù)旋轉(zhuǎn)，適合多圈操作的場合根據(jù)用途的不同，手輪和搖把的大小差別很大操作速度與其位置密切相關(guān)搖桿手轉(zhuǎn)把手旋轉(zhuǎn)式控制器因其功能、形狀和尺寸的不同，操縱力的大小亦不同，但每一個具體的控制器都有其適宜的用力。人的扭力大小與身體所處的位置和姿勢有很大的關(guān)系用力特征

手輪直徑200mm

直徑

200mm

054.4

036

922.740

3

適用力度/(N.m)低速轉(zhuǎn)動中速轉(zhuǎn)動高速轉(zhuǎn)動水平尾隨追蹤操作調(diào)節(jié)操作

操作方式手輪（457mm）搖把(R229mm)手輪（254mm）搖把(R127mm)小搖把

旋轉(zhuǎn)式控制器適宜的用力離地高度/mm離開水平的斜度/（）操縱器扭力與操縱器的直徑或半徑/mm0N?m

2.3N?m

4.6N?m10N?m9140(前方）手輪762032544062544064069140(側(cè)方）手輪761522542542549140(前方）手輪38114641911141911141911006-45手輪761522544062544062544061006-45手輪64191641911141911141911067+45手輪761521522542542544061067+45搖把641146411464114114旋轉(zhuǎn)式控制器的適宜用力不同直徑的手輪、搖把適宜扭力旋轉(zhuǎn)式控制器的外形是由其功能決定的，在此前提下，達(dá)到簡潔、美觀形體和位置設(shè)計旋轉(zhuǎn)式控制器的的大小應(yīng)根據(jù)使用手指和手的不同部位而定：手輪和搖把適合作多圈運動搖把的位置和安裝高度搖把的造型和尺寸汽車空調(diào)控制器手柄操縱桿都有一個執(zhí)握柄和杠桿，只是杠桿部的長度不同而已。設(shè)計時，重點是考慮執(zhí)握柄的形狀和尺寸。類型推鈕滑移式操縱器刀閘汽車空調(diào)控制器大指撥控制器第七節(jié)移動式操縱裝置操縱力大小與手柄的大小與手柄距地面的高度、操縱方向、使用的左右手不同的有關(guān)用力特征手柄◆手握舒適——防止手柄形狀絲毫不差地貼合于手的握持部分，尤其不能緊貼掌心◆施力方便——根據(jù)手捕部的執(zhí)握狀況和用力大小選擇手柄執(zhí)握部分的直徑和長度◆不產(chǎn)生滑移，同時還需控制它的動作◆當(dāng)操作力較大，空間位置較遠(yuǎn)時，只能增加杠桿的長度手柄踞地面的高度/mm適宜的操縱力/N右手左手向上向下向側(cè)方向上向下向側(cè)方500~650140704012012030650~105012012060100100401050~14008080606060401400~16009014040406030手柄的適宜用力移動式操縱器工作行程/mm操縱力/N開關(guān)桿20~3005~100調(diào)節(jié)桿（單手調(diào)節(jié)）100~40010~200杠桿鍵3~61~20撥動式開關(guān)10~402~8擺動式開關(guān)4~102~8手閘10~40020~60指撥滑塊開關(guān)5~251.5~20拉環(huán)10~40020~100拉手10~40020~60拉圈10~1005~20拉鈕5~1005~20操作桿◆長度與操縱頻率有很大關(guān)系◆執(zhí)握柄的直徑粗細(xì)和賓扁形手柄的厚度不宜太小，過小會引起肌肉的過度緊張，增大疲勞◆為節(jié)省手的運動、空間和操作的復(fù)雜形，可采用復(fù)合多功能操縱器工作行程和操縱力：手握舒適，施力方便，不產(chǎn)生滑動，同時控制其動作。形狀設(shè)計防止手柄絲毫不差的貼合受的握持部分，尤其不能緊貼掌心部分。手柄掌心部分肌肉最少；

指骨間肌和手指部分神經(jīng)末梢滿布的部位；

指球肌、大、小魚際肌是肌肉豐滿的部位，是手部的天然減振器。手握住手柄掌心部分應(yīng)有空隙，以減少壓力和摩擦力的作用。公稱尺寸LDD1d2L1L2R650161282540208651814103250251080221612406028129025181445703216100302218508040在確定手柄的尺寸時，主要依據(jù)手部的執(zhí)握狀態(tài)和用力大小，選擇手柄的直徑和長度，如下表所示：操縱桿的長度與操縱的頻率有關(guān)：形狀設(shè)計操縱桿執(zhí)握柄的尺寸操作桿最大轉(zhuǎn)動頻率/（m?min-1)操縱桿的長度/mm2630274027.56025.51002314018.524014580型式建議采用的尺寸/mm一般22~32（7.5)球形30~32扁平形厚度5復(fù)合多功能的操縱器：附設(shè)多種常用的開關(guān)。減少手的運動節(jié)省空間減少操作的復(fù)雜性操縱手柄的設(shè)計（以手動果汁機(jī)設(shè)計為例）1.結(jié)構(gòu)草圖2.泡沫模型3.木制模型，并用不同力度來測試手柄4圖紙5.完成結(jié)構(gòu)和造型設(shè)計用力較小一般只有10~20N。用力特征按鍵按鈕類型外形常為圓形和矩形，有的還帶有信號燈尺寸主要按成人手指端的尺寸和操作要求而定節(jié)省空間，便于操作，便于記憶，使用熟練后，不用視覺也能迅速操作形狀設(shè)計其尺寸形狀應(yīng)按手指的尺寸和指端弧形狀設(shè)計，操縱舒適，中凹為主優(yōu)。機(jī)械式機(jī)電式光電式液膜式按鍵形式第八節(jié)按壓式操縱器目前常用的按壓式操縱器各種按鈕液膜按鍵汽車空調(diào)控制器應(yīng)用人機(jī)工學(xué)的按壓式操縱器手掌握著的仿形狀按鈕仿拇指的形狀控制特征用力大，速度快和準(zhǔn)確性高的操作，宜用右腳；操作頻繁，容易疲勞，且不是很重要的操作，應(yīng)考慮雙腳交替進(jìn)行即使同一只腳，用腳掌和腳趾或腳跟去控制腳操縱器，其操縱、控制效果也有差異一般坐姿操作，只有少數(shù)操縱力較?。?lt;50N）-站姿,

快速動作應(yīng)減小到20N腳操縱器應(yīng)有一個啟動阻力，防止無意碰移和誤操作各形式的腳踏板操縱效率第九節(jié)腳動式操縱器腳踏板的操縱方式：腳踏操縱器的適宜用力：腳操縱器推薦用力值/N腳休息時腳踏板的承受力18~32懸掛的腳蹬45~68功率制動器直至68離合器和機(jī)械制動器直至68136飛機(jī)方向舵272可允許腳蹬力最大值2268創(chuàng)記錄的腳蹬力最大值4082蹬力較大時(227N)105度——135度蹬力較小時(

227N)105度——110度腳的前端操作時用力

60N用腳和腿同時操作時用力

1200N腳動式操縱器醫(yī)用腳踏板腳踏式點焊機(jī)上下壓柄把手手握式壓柄把手幼兒自學(xué)進(jìn)食餐具的設(shè)計游戲控制器特別注意手握的舒適度以及按鍵使用的靈活度這些按鍵都是經(jīng)過精心考慮的，把手的孤度參照人機(jī)參數(shù)來設(shè)計完肌肉的運動特征收縮與放松肌肉的部位力的大小男女手臂肌肉左370200右390220肱二頭肌左280130右290130手臂彎曲時的肌肉肌肉左280200右290210手臂伸直時的肌肉肌肉左210170右230180拇指肌肉左10080右12090背部肌肉（軀干屈伸肌肉）1220710操作中人的動作類型1.定位動作人體朝著所要求的目標(biāo)移動，并與目標(biāo)相一致的動作。2.反復(fù)動作連續(xù)不斷地重復(fù)相同的動作3.連續(xù)動作連續(xù)不斷地進(jìn)行控制。4.逐次動作各種基本動作按一定的順序，有次序地進(jìn)行的動作。5.靜態(tài)調(diào)整動作在一定時間內(nèi)，人體各部位保持在特定位置上的動作視覺