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1、控制器的类型及选择一、控制器的类型1按操纵方式划分1）手动控制器2）脚动控制器2按控制器的功能划分1）开关控制器。2）转换控制器。3）调整控制器。4）制动控制器。3其他控制器1按功能选择二、控制器的选择各种控制装置的使用功能控制装置名称使用功能启动不连续调节定量调节连续控制输入数据按钮O钮子开关OO旋钮选择开关O旋钮OOO踏钮O踏板OO曲柄OO手轮OO操纵杆OO键盘O各种控制装置的使用情况比较使用情况按钮旋钮跨钮旋转旋纽开关纽子开关手摇把操纵杆子轮踏板需要的空间小小-中较小中小中-大 中-大大大编码好好差好较好较好好较好差视觉辨别位置可好差好好可好较好差触觉辨别位置差可可好好可较好较好较好一排
2、类似控制装置的检查差好差好好差好差差一排控制装置的操作好差差差好差好差差合并控制好好差较好好差好好差不同工作情况下选择控制装置的建议工作情况建议使用的控制器操纵力较小情况2个分开的装置按钮、踏钮、拨动开关、摇动开关4个分开的装置按钮、拨动开关、旋钮、选择开关424个分开的装置同心成层旋钮、键盘、拨动开关、旋转选择开关25个以上分开的装置键盘小区域的连续装置旋钮较大区域的连续装置曲柄操纵力较大情况2个分开的装置扳手、杠杆、大按钮、踏钮324个分开的装置扳手、杠杆小区域连续性装置手轮、踏板、杠杆大区域连续性装置大曲柄用于追踪的控制装置选择追踪信号的运动形式适宜的控制器类型方案比较圆形圆形转动最好直
3、线圆形转动好直线直线移动中等圆形直线移动一般一、控制器信息的反馈一、控制器信息的反馈1）光显示。2）振动变化。3）音响显示。4）操纵阻力。不同控制器所要求的最小阻力控制器类型所需最小阻力手动按钮2.8扳动开关2.8旋转选择开关3.3旋纽01.7摇柄922手轮22手柄9脚动按钮5.6(如果脚停留在控制器上)17.8(如果脚不停留在控制器上)脚踏板44.5(如果脚停留在控制器上)17.8(如果脚不停留在控制器上)操纵阻力的变化习惯1.当控制器向右方移动时,圆形的或水平的显示器的指针也应向左移动.在直方向显示器,指针应向上移动.2.当控制器向上或向前运动时,指针应向上或向右运动.3.右手转或顺时针转
4、意味着增加,所以显示器也应该显示增加.4.Hoyos推荐对于圆盘移动式显示器,当控制器向右移动时,刻度应向右移动,但是刻度从左到右应是增加的,这样向右转可以使读数增大.5.当控制器向上,向前,或向右移动时,显示器的读数应增大,或开关应当在开的位置,为了使读数减少,或关掉开关,控制器的手柄应向内,或向左,或向下移动。二、控制运动方向与系统的关系二、控制运动方向与系统的关系操纵控制与系统反应的对应方向操作准确性与控制器操纵方向及系统反应方向关系系统反应方向控制器操作方向操作错误数占实验总数的百分数单手操作双手操作从下往上向上5.07.0向前（离开自己）7.58.8向侧面（向左和向右）11.715.
5、3向后（向自己）11.318.5向下13.319.8控制器的编码1.形状编码.2.大小编码.3.位置编码.4.颜色编码.5.标号编码.6.安置.7.结构和材料.三、控制器编码三、控制器编码1形状编码1）形状编码要尽量简单易识别。实验证明，简单的形状要比复杂形状识别的准确性高，易记忆，识别速度快。2）形状编码的形态设计要尽量与其使用功能的特点相吻合，以使人容易识别控制器的功能和用途。3）控制器的形状编码的手感要好，不会引起人的不舒适；当戴手套操作时，也应能较好地分辨和使用。美国空军常用的控制器形状编码海军雷达系统中常用的控制钮常用的旋钮控制器连续旋转钮（控制范围超过360o），见图（a）（b）；
6、部分旋转钮（控制范围不超过360o），见（c）；定位指示旋钮（控制范围有固定的边界限范围有固定的边界限制）见图（d）。（a）（b）（c）Mirror-imagecontrols2大小编码3位置编码4色彩编码5符号编码控制器上的编码（汽车门）四、操作控制系统的安全因素四、操作控制系统的安全因素l操作误差的种类1）置换差错。2）调节错误。3）逆转错误。4）无意的操作错误。2操作误差的相关因素1）手套2）鞋3）工作服工作服装的作用：保证人的生命得以正常维持。为生产劳动提供最大的方便，有利于提高工作效率。保障操作系统安全。3控制器的选择原则1）快速而精确度高的操作一般采用手控或指控装置，用力的操作则采
7、用手臂及下肢控制；2）手控制器应安排在肘和肩高度之间且容易接触到的位置，并且易于看见；3）紧急制动的控制器要尽量与其他控制器有明显区分，避免混淆；4）控制器的类型及方式应尽可能适合人的操作特性，避免操作失误。控制器的设计原则一.习惯问题1.当控制器向右方移动时,圆形的或水平的显示器的指针也应向左移动.在直方向显示器,指针应向上移动.2.当控制器向上或向前运动时,指针应向上或向右运动.3.右手转或顺时针转意味着增加,所以显示器也应该显示增加.4.Hoyos推荐对于圆盘移动式显示器,当控制器向右移动时,刻度应向右移动,但是刻度从左到右应是增加的,这样向右转可以使读数增大.5.当控制器向上,向前,或
8、向右移动时,显示器的读数应增大,或开关应当在开的位置,为了使读数减少,或关掉开关,控制器的手柄应向内,或向左,或向下移动,.二.控制比问题三.控制器与显示器的一致性问题四.控制器之间的距离相邻控制器之间的距离(单位:毫米)控制器操作方式最小距离最佳距离按钮一个指头2050肘节开关一个指头2550主开关一个手50100两个手75125手轮两个手75125旋钮一只手2550踏板用同一只脚50100控制器设计的其他原则1.控制器的设计应考虑人的四肢的骨胳及其功能.手指和手应该用来作快速的准确的运动,手臂和脚应该用来做需要力量的操作.2.手操作的控制器应该易于达到和抓起,在肘高和肩高之间,眼睛完全可以
9、看到.3.控制器之间的距离应考虑到人的生理特性,用指头操作的旋钮或开关之间的距离最小应为1.5厘米.需要用整个手操作的控制器之间的距离应当不小于50厘米.4.按钮,反向开关,旋钮适合于只需要很少运动,很小力,高精度的操作,可以是连续性的,也可以是间断性的操作.5.长杠杆,曲柄,吊车,手轮,踏板等适合于用力,运行距离较远,精度较低的控制.手工具設計的原則保持手腕正直避免對肌肉軟性組織壓迫避免手指重複動作安全上的顧慮考慮不同性別及不同慣用手各种控制器的设计一.用手或手指操作的按钮直径12-15毫米单独的紧急开关30-40毫米移动距离3-10毫米操作阻力2.5-5N用手指操作的按钮的表面应该是稍微地
10、凹进的,而用手操作的按钮的表面应该是象摩菇状的.这后者的尺寸应为:直径60(毫米)移动距离10毫米操作阻力10N二.肘节开关三.旋钮四.曲柄五.手轮六.踏板典型控制器设计典型控制器设计一、手操纵小型控制器设计二、方向盘的设计三、操纵杆设计四、脚和腿操纵的控制器设计Designofspecifichand-operatedcontrolsCranksandhandwheels手的运动特征：在垂直面内手的运动速度比在水平面内为快，准确度也高；手从上往下运动比从下往上运动为快；在水平面内，手的前后运动比左右运动快，作旋转运动比作直线运动的速度快。对一般人来说，右手运动比左手快，且右手向右运动比向左运
11、动为快；手向接近身体方向运动比离开身体方向这两个运动时，速度最慢；顺时针方向运动比逆时针方向运动为快；单手操作的精确度高，速度快。一、手操纵小型控制器设计一、手操纵小型控制器设计1旋钮设计2按钮设计1）按钮直径2）按钮阻力3）移动距离3开关设计扳动开关、旋转式选择开关二、方向盘的设计二、方向盘的设计方向盘平面间的夹角a、方向盘的直径D、方向盘的构造1a、D的取值范围对于卡车及公共汽车，为了得到司机舒适位置，a角可取为15o30o,D值可取为400mm左右。这也是一般车辆的取值范围。对于大型载重车辆，需要较大的操作力矩，为了施力的需要，可将方向盘的a值取到接近0o，直径D可取450500mm。对
12、于小卧车，小卡车等因司机座椅较低，方向盘的操纵力2方向盘的构造方向盘的椭圆形截面轮辐两条轮辐的方向盘方向盘与车轮可调节方向盘3安全设施安全气囊三、操纵杆设计三、操纵杆设计1）短操纵手柄的扳动角度2）挡位转换操纵杆3）强力操纵分为立位用和座位用的两种。四、脚和腿操纵的控制器设计 脚动优于手动时才选用。如：1）需要连续进行操作，而用手操作又不方便的场合；2）无论是连续性控制还是间歇性控制，其操纵力超过510kg的情况下；3）手的控制工作量太大，不足以完成控制任务时。脚动控制器主要有脚踏板，脚踏钮和脚动开关等。当操纵力超过515kg，或操纵力小于5kg，但需要连续操作时，宜选用脚踏板。对于操纵力较小
13、，且不需连续控制时，宜选用脚踏钮或脚踏开关。1脚踏板的设计刹车反应时间脚动控制器的选用1）需要连续进行操作，而用手操作又不方便的场合；2）无论是连续性控制还是间歇性控制，其操纵力超过510kg的情况下；3）手的控制工作量太大，不足以完成控制任务时。脚动控制器主要有脚踏板，脚踏钮和脚动开关等。当操纵力超过515kg，或操纵力小于5kg，但需要连续操作时，宜选用脚踏板。对于操纵力较小，且不需连续控制时，宜选用脚踏钮或脚踏开关。1）调节踏板2）踏板开关设计3）自行车蹬设计2膝控开关设计3.人计算机界面屏幕显示屏幕显示与纸上阅读屏幕显示与视觉疲劳屏幕显示的信息量和方式键盘设计中排键高于桌面的高度:30
14、毫米键盘前面(接近人的方向)的高度低于20毫米倾斜5-15度两键之间的距离17-19毫米击键所需要的力量0.4-0.8N键垂直移动距离3-5毫米键盘设计中排键高于桌面的高度:30毫米键盘前面(接近人的方向)的高度低于20毫米倾斜5-15度两键之间的距离17-19毫米击键所需要的力量0.4-0.8N键垂直移动距离3-5毫米Multi-touch technology DataentrydevicesChordversussequentialkeyboardKeyboardfeel显示器与控制器布局显示装置与控制装置设计的原则显示器布局控制器布局控制器布局显示装置与控制装置设计的原则1时间顺序原则
15、数值输入旋钮的排序2功能顺序设计3使用频率原则4重要性原则5运动方向性原则控制器的运动方向规则显示器布局一、显示器位置与反应速度的关系等反应时间曲线结论：最快的反应区域在视中心上下8o，右45o左10o的范围内，这个区域明显地偏向右方，在此，视中心区域也是视力最好，最清晰，因而认读效率最高的区域。随着反应速度下降，等反应时间曲线的扩大，上述偏右的现象逐渐减弱，但始终有一定约有偏量，可见仪表布置靠右比靠左有利；在对角线上，右下角135o方向的视区优于其它三个（45o、225o、315o）方向的视区。二、刻度盘指针式仪表群的布局二、刻度盘指针式仪表群的布局1.仪表群的排列Jonsgard仪表阵19
16、53年约翰斯加尔（Johnsgard）将16支仪表排成四种情况，（a）图为所有仪表指针一律向左，（b）图为仪表分为左右两组，每组内两表指针相对，（c）图分为上下两组，每组内表针相对，（d）图分为四种，每组表针指向中心。不论哪一种排法，都是将表针的指向排成一个有规律的图案，一旦发现有破坏这个图案者，必为异常显示。实验结果表明，（a）图最好，（c）图优于（b）图，（d）图的效果最差，Dashevsky仪表阵1964年达谢夫斯基（Dashevsky）进一步作了排表实验，见图8-5，他将表的指针延续画到板上，发现画延伸线的比不画延伸线的误差率减少85%，比约翰斯加尔的排法误读率可减少92%，这种排法提高了功效的原因是由于指针延伸线强化了图案的规律性特征。2.动态显示控制器布局控制器布局一、控制器的位置设计二、控制器的间隔设计三、防止误操作设计一、控制器的位置设计一、控制器的位置设计不同控制器的操作域1965年，夏普（Sharp）和霍恩希恩（Hornseth）将旋钮、板动开关和按钮三种控制器分别布置在三个距操作者760mm的控制板上，作操纵实验，得到区域图，从图上可看出，板动开关的适应操作区域最
