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1、第八章 显示器和控制器设计,第一节 显示器概述,人机界面三要素基本模型,显示器分为视觉显示（仪表，信号，标记和符号，示波屏，地图，图表，说明书）、听觉显示（铃，蜂鸣器，喇叭，汽笛，哨子）和触觉显示等，三种显示方式传递的信息特征见表8-1。,表8-1 三种显示方式传递的信息特征,第二节 仪表显示,一、仪表的类型及特点 1.数字式显示 直接用数码来显示有关的参数或工作状态。特点：认读过程简单、直观，只要对单一数字或符号辨认识别就可以了。认读速度快，精度高，且不易产生视觉疲劳。应用：计算器、电子表及列车运行的时间显示屏幕。2.模拟式显示 用模拟量（刻度和指针）来显示机器的有关参数和状态。特点：显示的
2、信息形象化、直观，使人对模拟值在全量程范围内所处的位置一目了然，并能给出偏差量，对于监控作业效果很好。应用：汽车上的油量表、氧气瓶上的压力表。,二、表盘设计（指针刻度式仪表）,1、表盘形式：指针刻度式仪表的读取效率或 误读率与仪表的形式有关。（图）2、表盘尺寸：与标记的数量和观察距离 有关,三、刻度设计,1、刻度标记（刻度线）（1）分三级：长刻度线 中刻度线 短刻度线,三、刻度设计,（2）刻度线长度：最大视距为L(mm)时，各刻度线的最小尺寸可由下列各式求出：长刻度线长度：L90mm 中刻度线长度：L125mm 短刻度线长度：L200mm（3）刻度线间距：短刻度线间距：L600mm 长刻度线间
3、距：L50mm,三、刻度设计,2、量表的划分 每一个小刻度一般最好代表1，其次是2或5，不宜代表3、6、7等，不易读取。,三、刻度设计,3、刻度标数（1）数字递增方向的一般原则是：顺时针方向为增加；从左向右的方向为增加；从下向上的方向为增加。（2）刻度标数的原则：指针运动式仪表应直排，指针固定式仪表应辐射状布置；最小刻度可不标数，最大刻度必须标数；指针在刻度盘内，如有空间，则标数应在刻度的外侧，指针在刻度盘外，标数应在刻度的内侧；开窗式的窗口应能显示出被指示数字及前后相邻的数字。,刻度标数优劣比较参见图,三、刻度设计,4、字符形状和大小（1）形状设计：汉字推荐采用宋体或黑体；拉丁或英文字母用大
4、写印刷体。（2）大小设计：一般使用的字符高度可参考数据表，也可根据下式求得：式中：H为字符高度(cm)；L为视距(cm)。字符的其他尺寸可根据高度H确定，见图,四、仪表的指针,1、指针形状：简洁，明快。以头部尖、尾部平、中间等宽或狭长三角形为好。,2、指针的尺寸 指针的针尖宽度一般可与短刻度线等宽。,五、仪表的颜色设计,表1 清晰的配色,五、仪表的颜色设计,表2 模糊的配色,第三节 视觉信号显示,信号灯显示 荧光屏显示 标志符号显示,一、信号灯显示,1、信息载体：灯光2、信号灯的亮度：要高于背景亮度的两倍3、利用闪光信号：较之固定信号更能引起人 们的注意，提高人的视觉效率。4、信号灯的颜色编码
5、：红色禁止，停止；黄色注意，警告；绿色安全，正常 和允许运行,二、荧光屏显示,1、信息载体：称为目标，如图形、符号、信号，文字。特点：既能追 踪显 示，又能显示多媒体的图文动态画面。应用：图文电视屏幕、计算机高分辨率显示器、示波器、彩超及雷达。2、影响荧光屏的显示效率的因素（1）目标的亮度和呈现时间（2）目标的运动速度（3）目标的形状、大小和颜色,三、标志符号显示,信息载体：图表，符号应用：交通管理和运输设备，指示机床的操作内容，国际贸易设计或选择标志符号的最基本要求：符合人的知觉特点,三、标志符号显示,标志符号的要求 必须考虑使用目的和使用条件，采用与其含义相一致的图形；可利用颜色、形状、图
6、形、符号、文字进行编码，以提高辨别速度和准确性；不得使用过分抽象或人们难以接受的图形，应采用人的知觉图形，以便于记忆，减少视认时间；尽量用图形符号代替文字说明，以减少判读时间，使用简便；尽量使用国际通用的标志符号；与显示器和控制器有关的标志符号，要合理区分和布置，符合操作者的心理和动作特征；避免环境背景产生视觉干扰。,三、标志符号设计,标志符号的知觉因素 设计标志符号要符合人的知觉特点：1.形与基分明 2.边界明显 3.封闭 4.简明 5.完整,三、标志符号设计,标志符号的应用 图为汽车上使用的图形符号 图为电子产品上使用的部分图形符号,三、标志符号设计,标志符号的文字信息 简短而明确 使用短
7、句子 使用主动句 使用肯定句 使用易懂文字 按时序组句,第四节 听觉显示,利用示警信号（声音）来传达信息。特点：可快速有效的传递简单和短促的信息，反应快、方向不受限制。应用：蜂鸣器、铃、角笛和汽笛、警报器,一、常见的听觉显示器,声音显示器 蜂鸣器，呼铃，汽笛，警报器，哨子，喇叭，音响器，节拍器，报时钟等言语显示器 话筒，扩音器，耳机，电话，电视，收音机，对讲机，多媒体，语音设备等,二、听觉显示装置的选择原则,1、信号的强度应高于背景噪声，避免声音的屏蔽 效应的不利影响2、尽量使用间歇或可变的信号，减少对信号的听 觉适应性3、使用两个或两个以上声音信号时，信号之间应 有明显差别,第五节 控制器概
8、述,人通过显示器获得信息之后，需要通过运动系统将大脑的分析决策结果传递给系统，从而使其按人预定的目标工作。控制器是人用以将信息传递给机器，或运用人的力量来开动机器，使之执行控制功能，实现调整、改变机器运行状态的装置。,控制器的分类,按操纵控制器的身体部位的不同，控制器分为手动控制器和脚动控制器；按功能可分为：开关类，转换类、调节类、紧急开关类；按控制器运动类别的不同，控制器又可分为旋转控制器、摆动控制器、按压控制器、滑动控制器和牵拉控制器；,控制器的外形结构,图是手操纵控制器的六种方式 对于手动控制器，其形状设计应考虑手的生理特点。,控制器的阻力,控制器的阻力特性,控制器的最小操作阻力,第六节
9、 常用手动控制器,控制器的设计要充分满足操作者在产品使用过程中能安全、准确、迅速、舒适地操作。因而设计时应充分考虑操作者的体形、生理、心理特征以及人的能力限度，使控制器的形状、大小等符合人因工程的要求。,一、旋转式控制器,（一）旋转式控制器的类型（如图）旋钮：单手操纵手轮：单手或双手操纵摇把：一般供单手操纵，但操纵力大时，需用双手十字把：操纵力较大，需双手操纵,一、旋转式控制器,（二）旋转式控制器的操纵力单位：Nm手轮：因其功能、形状和尺寸的不同而不 同。见经验数据,一、旋转式控制器,（三）旋转式控制器的设计1、旋钮设计（1）外形：外形特征由其功能决定第一类：适合作360度以上的旋转操作，偏转
10、角度并不具有重要的信息意义，外形 多为圆柱、圆锥形等。第二类：调节范围不超过360度，或极少数情况下超过360度。偏转角度不具有重 要的信息意义，外形多为圆柱、多边形。第三类：偏转位置具有重要的信息意义，例如：用来指示刻度或工作状态，调节范 围不宜超过360度。（2）尺寸：根据手和手指的不同部位2、手轮和摇把设计：因其功能、形状和尺寸的不同而不同。见经验数据,二、移动式控制器,（一）移动式控制器的类型手柄操纵杆（执握柄+杠杆）刀闸开关杆调节杆杠杆键,二、移动式控制器,（二）移动式控制器的操纵力1、手柄：适宜用力可查经验数据2、操纵杆：侧向运动最大用力不超过40N；前后运动最大用力不超过295N
11、；瞬时快速动作最大用力不超过1134N,二、移动式控制器,（三）移动式控制器设计1、手柄：手握舒适，施力方便，不滑动 设计依据：手的结构特征 设计原则：使操作者握住手柄时掌心处略有空隙，以减少压 力和磨擦力的作用。尺寸可查推荐值。2、操纵杆：空间位置较远时采用,三、按压式控制器,（一）按钮1、外形：圆形，矩形，有的带信号灯（例如：开关）2、用途：系统的启动和关停3、工作状态：单工位，双工位4、尺寸：成人指端尺寸和操作要求,三、按压式控制器,（二）按键1、用途：现代工业品，日用品2、尺寸：手指尺寸和指端弧形（推荐值）,第七节 脚动控制器,一、脚动控制器的分类脚踏板，如图a、b、c 脚踏钮，如图d
12、,第七节 脚动控制器,二、脚动控制器的适宜用力为防止误操作，应用一个启动阻力（至少应超过脚休息时脚动控制器的承受力）,第七节 脚动控制器,三、脚动控制器设计1、脚踏板：矩形，圆形平踏板，表面为锯齿状。长75300mm，宽2590mm，行程60100mm。2、脚踏钮：矩形，圆形，表面为锯齿状。直径5080mm，行程1260mm。,有相同刻度的速度表和转速表易混淆（左）；有不同刻度的转速表和速度表，易区别（右）,返回,表盘形式：垂直式，水平式，半圆式，圆式，开窗式,返回,数字递增方向的一般原则,返回,返回,返回,好 不 好 好 不 好,返回,带有色彩度量的海洋表面温度变化彩色图,返回,图标：飞机场
13、；符号：医院(Hospital)；图标：当心扎脚；符号：小心激光,返回,高速公路两边的凸凹纹通过震动和声音来提醒偏离车道的驾驶员,返回,返回,返回,第一类,第二类,返回,第三类,注：旋帽部分常做成各种齿纹或多边形，以增加手的握执力,a)b),c)d),e)f),返回,返回,旋钮,返回,摇把,手轮,a)b)c)d),e)f),返回,图14-20,返回,图14-21,返回,图a,返回,图b,返回,图c,返回,图d,返回,返回,作 业,以小轿车为例，探讨在设计各种显示器 及控制器时所要考虑的因素。结合自己熟悉的开发工具，如visual Basic，对其界面结构与设计作出工效学评价。,思 考 题,结合各类实习内容，观察生产和生活中常见的各类显示器和控制器。,
