1、工程机械产品的人机过程设计,第一节 仪表显示设计,按仪表的显示功能可分为五种，即读数用仪表、检查用仪表、警戒用仪表、追踪用仪表和调节用仪表。 按显示形式可分为数字式和模拟式显示仪表两类。,一、人接受信息的特征,操作者应能根据任何显示仪表显示的信息迅速准确地得出结论。所以，仪表设计应把人接受信息时的视觉特性作为必要的因素考虑。与仪表显示有关的视觉特性有下列几方面： 人们视觉的水平运动比垂直运动快，而且眼睛沿垂直方向运动比沿水平方向运动容易引起疲劳。所以，水平式和垂直式显示仪表相比，水平式的认读效率高，认读差错字低。 人们的视线习惯从左到右或从上往下运动，环形观察时以沿顺时针方向较反时针方向快。所
2、以，各种形式的显示仪表和多个仪表的排列顺序，一般应遵循这一特点进行设计。 在偏离视觉中心相同距离的情况下，人眼对左上角的观察效率优于右上角，其次左下角，最差的为右下角。这是显示仪表板面合理布局的依据。 人对视野最佳范围内的目标，认读迅速而准确；对视野有效范围内的目标，不易引起视觉疲劳。因此，重要的显示仪表应布置在最佳视野范围之内，而视野最大范围内不应布置显示仪表，或只布置不经常认读的仪表。,视野与视距,视野指头部、眼球固定不动时所能看到的空间范围，可分为动视野、静视野和注视野。动视野是头部固定不动，自由转动眼球时的可见范围；静视野是头部固定不动时在眼球静止不动状态下的自然可见范围；而注视野是头
3、部固定不动，转动眼球而只盯视某中心时的可见范围。 正常人在各种工作时的视力范围比视野要小。因为视力范围是要求能迅速、清晰地看清目标细节的范围，只能是视野的一部分。例如，在垂直方向的视野中，立姿时视线方向在视轴以下10。；坐姿时视线方向在视轴以下15。；而当视角为30。一40。时，可以迅速而有效地扫视，称其为有效视力范围。所以，该范围是布置机器装置最适宜的范围。 视力范围与目标距离有关。经测试，目标在560mm处最为适宜，低于380mm时会发生目眩，而超过760mm时细节看不清。通常人观察显示器的视距为380一760mm。,视野,二、仪表显示设计的原则,仪表显示设计应以人接受气息的视觉特性为根据
4、，以保证操作者迅速准确的获得需要的信息。显示的精确程度应与人的视觉辨认特性和系统要求相适应，不宜过低，也不宜过高。 仪表显示信息的种类和数目不能过多，同样的参数应尽量采用同一种显示方式。显示的信息数量应限制在人的视觉通道容量所允许的范围内，使之处于最佳信息条件下。显示的格式应简单明了，显示的意义明确易懂，以利于操作者迅速接受信息，正确理解和判断信息。 仪表的指针、刻度、标记、字符等与刻度盘之间、在形状、颜色、亮度等方面要保持合适的对比关系，以使目标清晰可辨。一般的目标应有确定的形状、较强的亮度和鲜明的颜色。相对于目标而言，背景的亮度应低些，颜色应暗些。同时，也要考虑到与其它感觉器官配合。 仪表
5、显示应在空间关系、运动关系和概念上与系统中其它显示装置、操纵装置兼容。显示装置的编码应与相关操纵装置的编码一致,模拟式显示仪表,仪表刻度盘的大小对仪表的认读速度和准确性有很大影响，并直接影响认读效果。它与刻度盘上刻度标记的数量和观察距离有密切关系。一般认为仪表的尺寸越大，认读的速度和准确性越高，但事实并非如此。有关专家对圆形刻度盘的可读性进行了研究。结果表明，当刻度盘的直径为2535mm时，认读效果脯直径增大而提高；当刻度盘直径为3570mm时，认读效果趋于稳定；当刻度盘直径超过70mm时，认读效果反而下降。 读数设计 仪表指针 仪表色彩 信号灯设计,第二节 操作装置设计,为了采取最合理、最少
6、疲劳和最高效率的动作，必须考虑操作动作与人体机能的关系。(1)避免不必要的加速和减速 避免于密、腿和身体的加速及减速可降低消耗的时间和能员。对于手臂和服，适宜于回转运动，手臂作回转运动的效率较高，应尽量减少往复运动的操作动作。(2)使用两只手动作 使用两只手动作可以减少工作时间和节省每个单位工作量的人体能景消耗。(3)考虑运动习惯和运动速度 一般说来，手的上下运动速度比左右运动速度快，准确度也高；从上往下比从下往上快，水平面内的前后运动比左右运动快，旋转运动较直线运动快。另外，右手动作比左手动作快10时间，失误率低5，出力强5一10。右手向右运动较向左运动快，手朝向身体的运动比离开身体的运动快
7、，但后者准确度高。,一、操作器的功能,二、操作器的选择,三、按键的设计,按键的颜色应根据其功能决定：表示“停止”、“断电”或发生事故的按键应为红色；“起动”或“通电”的，应优先用绿色，不能用绿色时，允许用白灰或黑色键；按下为开，抬起为停或进级的，优先用黑色键，忌用红色键。,四、手控制器的形态语义,手控操作器的尺寸,控制器间距,五、操作与显示的结合,1)操纵器右移或右旋时，水平式代表的指针应右移，垂直式仪表的指针朝上移动。 2)操纵器朝上或朝前移动时，显示器指针必须朝上或向右移动。 3)操纵器右移或顺时计转动时，表示被控量增加，显示器应显示出增加。 4)如果采用指针固定式定式显示器，则操纵器右移
8、时，表盘应左移，而显示刻度应从左至右表示数值增加，以保让操纵器右移时读数增加的相应关系。 5)操纵器朝上、朝前和向右移动时，显示器应显示读数增加，或者开关进入“开”的位置，反之亦然。,控制与显示的运动方向,显示与控制,第四章 作业空间设计,人在操作机械时所需的操作活动空间，加上机器、设备及工具等所占空间的总和称为作业空间。对于一个大范围的作业场所来说，作业空间设计就是解决如何把机器、设备和工具等操作和使用对象按人的操作要求进行空间布置的问题。而针对人所操作的机械而言，作业空间设计就是解决合理地布置操纵器、显示器以及控制台、工作座椅的设计中人体尺度问题。,一、坐姿操作范围及作业面布置,图中2、5
9、曲线为左、右手最大操作范围；1、6曲线为左、右手正常操作范围。,二、立姿操作范围,图中范围1为最适合的抓握区，范围2为最有利的手动范围；范围3为最大抓握范围；范围4为最大可触及范围。,三、垂直作业面操纵器布置与操作特征,四、控制台尺寸及视野设计,控制台尺寸及视野设计,五、工作环境,作业者首先是在一定环境中进行作业的，保持工作环境中的物理、化学、生物学的条件对人体无害，同时保证其工作能力、是工作环境设计的要求。光环境是一切人机作业的前提，温度环境与噪声环境是所处环境中对作业效率影响最突出的两个因素。(1)工作场所的大小(总体布局、工作空间和与通行有关的工作空间)应适当。 (2)照明应为所需的活动提供最佳的视觉感受，应特别注意照明的亮度、颜色、光的分布、眩光、颜色和亮度的对比度及操作者的年龄。 (3)对环境和工作设备选择团色叭应考感到它们对亮度分布、视野的结构及质量以及对安全色的感受等因素的影响。,
