安全人机工程学第五章显示器设计
安全人机工程学
第五章 显示器设计
绪论 第一节 视觉显示器的设计 第二节 听觉显示器的设计 第三节 显示器总体布局设计
绪论
1、显示的分类：
视觉显示器 听觉显示器 触觉和嗅觉显示器
绪论
2、显示器设计与选择的基本原则 显示器所显示的信息要有较好的可觉察性、
可辨性，保证接受者能迅速、准确地感 知和确认。 显示器传递的信息数量不宜过多 多重感觉通道优于单通道 同种类的信息应用同样的方式传递
刻度类型：常见的有单刻度线，双刻度线和递 增式刻度线
刻度线
单刻度线 双刻度线 递增式刻度线
刻度线的宽度：即刻度线的粗细。刻度线宽 度取决于刻度大小，当刻度线宽度为刻度的 10%左右时，读数的误差最小。因此，刻度 线一般取刻度的515%。
刻度线长度：受照明条件和视距的限制。当 视距为L时，刻度线最小长度为：长刻度线90； 短刻度线200 中刻度线125；
刻度方向：刻度盘上刻度值的递增顺序 称为刻度方向。刻度方向必须Байду номын сангаас循视觉 规律，水平直线型应从左到右；竖直直 线型应从下到上，圆形刻度应按顺时针 方向安排刻度值。
数字累进法：数字累进法的一般原则如 表5-9所示。
表5-9 数字累进法
优
可
差
1 2 34 2 10 15 20 3 20 30 40 4 50 100 150
200
24 6 8 3 40 60 80 4 200 400 600
800
3 6 9 12 4 8 12 16 5 1.25 2.5 5
7.5
刻度设计注意事项： 不要以点代替刻度线； 刻度线的基线用细实线为好； 刻度线不可很长而且很挤； 不要设计成间距不均匀的刻度；
3、字符设计
字符的字体：设计字符形体时，应加强各 字符的特有笔划，使用拉丁或英文字母 时，一般情况下应用大写印刷体；使用 汉字时，最好是仿宋体字的印刷体，其 笔划规整，清晰易辨。
四、符号标志设计
符号标志的评价标准为：识别性、注目性、 视认性、可读性、联想性。
路标的具体评价依次为：标志的识别距离、 文字的识认距离、认读时间、判断时间、 和对应动作时间五项。
第二节 听觉显示器的设计
听觉显示在仪表显示中也占一定位置，在人 机系统中，也利用声音这媒介来显示、传递人 与机器的信息。
5、仪表的颜色设计。指针式仪表的颜色 设计，主要是刻度盘面、刻度标记和数 码、字符以及指针的颜色匹配问题；研 究表明，最清晰的搭配是黑与黄，最模 糊的搭配是黑与蓝；墨绿色和淡黄色仪 表面分别配上白色和黑色的刻度时，其 误度率最小；黑色和灰黄色仪表面上分 别配上白色刻度线时，误读率最大。
配色的级次
1、刻度盘的设计：
刻度盘的形状。刻度盘形状的选择主要根 据显示方式和人的视觉特性。开窗式刻 度盘优于其他形式，圆形和半圆形优于 直线形刻度盘，水平直线优于垂直直线。
五种刻度的误读率比较
刻度盘的大小
刻度盘的大小对仪表的认读速度和精度有 很大影响，且取决于盘上标记的数量和 观察距离。有最佳直径和最佳视角便可 确定最佳视距，或已知视距和最佳视角 可推算出仪表刻度盘的最佳直径。
观察距离500 观察距离900
25.4
25.4
25.4
32.5
25.4
45.5
36.4
64.3
54.4
98.0
72.8
129.6
109.0
196.0
2、刻度设计
刻度大小：刻度盘上最小刻度线间的距离称为 刻度，其大小可根据人眼的最小分辨能力和 刻度盘的材料性质及视距而确定。最小尺寸 一般在1-2.5之间选取，钢和铝的最小刻度为 1，黄铜和锌白铜为0.5。
级次
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
清 底色 晰 程 被衬 度色
模 底色 糊 程 被衬 度色
二、数字显示器设计
机械式数字显示器；该种显示器的字符 变化装置常用的有两种：一种是把字符 印制在卷筒上，用转动卷筒的办法变化 字符显示；另一种是将字符印制在可翻 转的薄金属片上。
电子式数字显示器；分为液晶显示（） 和发光二极管显示（）
听觉传示装置传递的信息，其载体——波应 在人耳能感知的范围内。
各种音响报警装置、扬声器和医生的听诊器 均属听觉传示装置，而超声探测器、水声测深 器等则是声学装置，不属听觉传示装置的范畴。
听觉传示装置分为两大类：一类是音响及 报警装置；一类是语言传示装置。
⑵ 音响和报警装置的设计原则
① 音响信号必须保证使位于信号接受 范围内的人员能够识别并按照规定的 方式作出反应。因此，音响信号的声 级必须超过听阈，最好能在一个或多 个倍频程范围内超过听阈10以上。
字符的大小：字符的高度通常取为200 （L为视距），宽度与高度之比一般取 0.6-0.8。
标度数字的原则。指针运动盘面固定的 仪表标度的数字应直排，盘面运动指针 固定的仪表标度的数字应辐射定向安排 等。
标度数字的原则
图1 标度数字对比
4、指针设计：指针的大小、宽窄、长短 和色彩配置等必须符合监控人员的生理 和心理特性。形状尽可能的简单，应以 头部尖、尾部平、中间等长或狭长的三 角形为好；指针尖宽度应与最短的刻度 针等宽；指针与刻度盘的配合应尽量接 近。
表5-6 认读速度和准确度与直径大小的关系 （视距750）
圆形刻度 盘直径
25
观察时间 0.82
平均反应 时间
0.76
误读率 6
44
0.72
0.72
4
70
0.75
0.73
12
表5-7 观察距离和标记数量与刻度盘直径的关系
刻度标记的数 量
38 50 70 100 150 200 300
刻度盘的最小允许直径
对比
1．数字式显示的优点 作为定量显示，在静态显示的条件下数字显
示产生的误读率较低，而且认读需占用的时间 也较短。
2．指针式模拟显示的优点 显示的作用不仅是用来提供准确的定量信息，
许多情况下还要表示机器稳定状态，给出供检 查用的信息等。
三、信号灯设计 信号灯设计原则： 清晰、醒目和必要的视距。 合乎使用目的。 按信号性质设计。 信号灯位置与颜色的选择。 信号灯与操纵杆和其他显示器的配合。
显示信息的变化方向和幅度与信息变化带 来的作用和趋向一致
重要的显示器放在醒目位置 可应用两个或两个以上的方式编码 显示信息的量值有足够的精度和可靠性 保证特定环境下实现显示功能 信息编码应统一和标准化
一表双显示
对称双指针显示
直角坐标式显示
第一节 视觉显示器
一、指针式仪表的设计 （模拟显示器的设计） 刻度盘 刻度 字符 指针 颜色
第五章 显示器设计
绪论 第一节 视觉显示器的设计 第二节 听觉显示器的设计 第三节 显示器总体布局设计
绪论
1、显示的分类：
视觉显示器 听觉显示器 触觉和嗅觉显示器
绪论
2、显示器设计与选择的基本原则 显示器所显示的信息要有较好的可觉察性、
可辨性，保证接受者能迅速、准确地感 知和确认。 显示器传递的信息数量不宜过多 多重感觉通道优于单通道 同种类的信息应用同样的方式传递
刻度类型：常见的有单刻度线，双刻度线和递 增式刻度线
刻度线
单刻度线 双刻度线 递增式刻度线
刻度线的宽度：即刻度线的粗细。刻度线宽 度取决于刻度大小，当刻度线宽度为刻度的 10%左右时，读数的误差最小。因此，刻度 线一般取刻度的515%。
刻度线长度：受照明条件和视距的限制。当 视距为L时，刻度线最小长度为：长刻度线90； 短刻度线200 中刻度线125；
刻度方向：刻度盘上刻度值的递增顺序 称为刻度方向。刻度方向必须Байду номын сангаас循视觉 规律，水平直线型应从左到右；竖直直 线型应从下到上，圆形刻度应按顺时针 方向安排刻度值。
数字累进法：数字累进法的一般原则如 表5-9所示。
表5-9 数字累进法
优
可
差
1 2 34 2 10 15 20 3 20 30 40 4 50 100 150
200
24 6 8 3 40 60 80 4 200 400 600
800
3 6 9 12 4 8 12 16 5 1.25 2.5 5
7.5
刻度设计注意事项： 不要以点代替刻度线； 刻度线的基线用细实线为好； 刻度线不可很长而且很挤； 不要设计成间距不均匀的刻度；
3、字符设计
字符的字体：设计字符形体时，应加强各 字符的特有笔划，使用拉丁或英文字母 时，一般情况下应用大写印刷体；使用 汉字时，最好是仿宋体字的印刷体，其 笔划规整，清晰易辨。
四、符号标志设计
符号标志的评价标准为：识别性、注目性、 视认性、可读性、联想性。
路标的具体评价依次为：标志的识别距离、 文字的识认距离、认读时间、判断时间、 和对应动作时间五项。
第二节 听觉显示器的设计
听觉显示在仪表显示中也占一定位置，在人 机系统中，也利用声音这媒介来显示、传递人 与机器的信息。
5、仪表的颜色设计。指针式仪表的颜色 设计，主要是刻度盘面、刻度标记和数 码、字符以及指针的颜色匹配问题；研 究表明，最清晰的搭配是黑与黄，最模 糊的搭配是黑与蓝；墨绿色和淡黄色仪 表面分别配上白色和黑色的刻度时，其 误度率最小；黑色和灰黄色仪表面上分 别配上白色刻度线时，误读率最大。
配色的级次
1、刻度盘的设计：
刻度盘的形状。刻度盘形状的选择主要根 据显示方式和人的视觉特性。开窗式刻 度盘优于其他形式，圆形和半圆形优于 直线形刻度盘，水平直线优于垂直直线。
五种刻度的误读率比较
刻度盘的大小
刻度盘的大小对仪表的认读速度和精度有 很大影响，且取决于盘上标记的数量和 观察距离。有最佳直径和最佳视角便可 确定最佳视距，或已知视距和最佳视角 可推算出仪表刻度盘的最佳直径。
观察距离500 观察距离900
25.4
25.4
25.4
32.5
25.4
45.5
36.4
64.3
54.4
98.0
72.8
129.6
109.0
196.0
2、刻度设计
刻度大小：刻度盘上最小刻度线间的距离称为 刻度，其大小可根据人眼的最小分辨能力和 刻度盘的材料性质及视距而确定。最小尺寸 一般在1-2.5之间选取，钢和铝的最小刻度为 1，黄铜和锌白铜为0.5。
级次
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
清 底色 晰 程 被衬 度色
模 底色 糊 程 被衬 度色
二、数字显示器设计
机械式数字显示器；该种显示器的字符 变化装置常用的有两种：一种是把字符 印制在卷筒上，用转动卷筒的办法变化 字符显示；另一种是将字符印制在可翻 转的薄金属片上。
电子式数字显示器；分为液晶显示（） 和发光二极管显示（）
听觉传示装置传递的信息，其载体——波应 在人耳能感知的范围内。
各种音响报警装置、扬声器和医生的听诊器 均属听觉传示装置，而超声探测器、水声测深 器等则是声学装置，不属听觉传示装置的范畴。
听觉传示装置分为两大类：一类是音响及 报警装置；一类是语言传示装置。
⑵ 音响和报警装置的设计原则
① 音响信号必须保证使位于信号接受 范围内的人员能够识别并按照规定的 方式作出反应。因此，音响信号的声 级必须超过听阈，最好能在一个或多 个倍频程范围内超过听阈10以上。
字符的大小：字符的高度通常取为200 （L为视距），宽度与高度之比一般取 0.6-0.8。
标度数字的原则。指针运动盘面固定的 仪表标度的数字应直排，盘面运动指针 固定的仪表标度的数字应辐射定向安排 等。
标度数字的原则
图1 标度数字对比
4、指针设计：指针的大小、宽窄、长短 和色彩配置等必须符合监控人员的生理 和心理特性。形状尽可能的简单，应以 头部尖、尾部平、中间等长或狭长的三 角形为好；指针尖宽度应与最短的刻度 针等宽；指针与刻度盘的配合应尽量接 近。
表5-6 认读速度和准确度与直径大小的关系 （视距750）
圆形刻度 盘直径
25
观察时间 0.82
平均反应 时间
0.76
误读率 6
44
0.72
0.72
4
70
0.75
0.73
12
表5-7 观察距离和标记数量与刻度盘直径的关系
刻度标记的数 量
38 50 70 100 150 200 300
刻度盘的最小允许直径
对比
1．数字式显示的优点 作为定量显示，在静态显示的条件下数字显
示产生的误读率较低，而且认读需占用的时间 也较短。
2．指针式模拟显示的优点 显示的作用不仅是用来提供准确的定量信息，
许多情况下还要表示机器稳定状态，给出供检 查用的信息等。
三、信号灯设计 信号灯设计原则： 清晰、醒目和必要的视距。 合乎使用目的。 按信号性质设计。 信号灯位置与颜色的选择。 信号灯与操纵杆和其他显示器的配合。
显示信息的变化方向和幅度与信息变化带 来的作用和趋向一致
重要的显示器放在醒目位置 可应用两个或两个以上的方式编码 显示信息的量值有足够的精度和可靠性 保证特定环境下实现显示功能 信息编码应统一和标准化
一表双显示
对称双指针显示
直角坐标式显示
第一节 视觉显示器
一、指针式仪表的设计 （模拟显示器的设计） 刻度盘 刻度 字符 指针 颜色
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第5章_人机的信息界面设计(3)_安全人机工程学
第 5章 人机的信息界面设计
5.1 人机信息界面的形成 主 要 内 容 5.2 视觉信息显示设计 5.3 听觉信息传示系统 5.4 操纵装置设计
5.5 操纵与显示相合性
5.3 听觉信息传示设计
5.3.2 言语传示装置
用语言传递人与机器的信息，使其具有一定的表达能力。传递和 显示言语信号的装置称为言语传示装置。
6
5.3.3 听觉传示装置的选择 1.音响传示装置的选择原理
在有背景噪声的场合，音响传示装置的频率选择在噪声掩蔽效应 最小的范围内。 使用断续的或音调有高低变化的声音信号，更能引起人的注意。 最好组成视、听双重报警信号。 音响信号传播距离远和穿越障碍物时，应加大声波强度，使用较 低的频率。 注意音响装置的多少，避免各信号间的相互干扰。
图5-13 常用手控操纵器的尺寸
19
5.4 操纵装置设计
5.4.3 脚控操纵器的设计
适宜的操纵力，参阅表5-21 脚控操纵器的尺寸
脚踏板：矩形，宽度>2.5cm，踏下行程6-17.5cm防滑齿纹； 脚踏按钮：取代手控，可快速操纵，直径5-8cm，行程1.2-6cm。
脚踏板结构形式的选择，见下图
效率：187
(a)操纵器与显示器方向相合性 (b)操纵习惯模式
28
5.5 操纵与显示相合性
5.5.3 操纵－显示的编码和编排相合性
重要的原则就是操纵－显示的编码应尽可能一致，见下图。
神七3名航天员心里相容性最高，见视频
29
作业与思考题
1. 2.
3.
4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
位置编码 尺寸编码 颜色编码 符号编码
21
补充知识：相容性
所谓相容性(或一致性)是指刺激与反应间关系与人们预期 的一致的程度。
5.1 人机信息界面的形成 主 要 内 容 5.2 视觉信息显示设计 5.3 听觉信息传示系统 5.4 操纵装置设计
5.5 操纵与显示相合性
5.3 听觉信息传示设计
5.3.2 言语传示装置
用语言传递人与机器的信息，使其具有一定的表达能力。传递和 显示言语信号的装置称为言语传示装置。
6
5.3.3 听觉传示装置的选择 1.音响传示装置的选择原理
在有背景噪声的场合，音响传示装置的频率选择在噪声掩蔽效应 最小的范围内。 使用断续的或音调有高低变化的声音信号，更能引起人的注意。 最好组成视、听双重报警信号。 音响信号传播距离远和穿越障碍物时，应加大声波强度，使用较 低的频率。 注意音响装置的多少，避免各信号间的相互干扰。
图5-13 常用手控操纵器的尺寸
19
5.4 操纵装置设计
5.4.3 脚控操纵器的设计
适宜的操纵力，参阅表5-21 脚控操纵器的尺寸
脚踏板：矩形，宽度>2.5cm，踏下行程6-17.5cm防滑齿纹； 脚踏按钮：取代手控，可快速操纵，直径5-8cm，行程1.2-6cm。
脚踏板结构形式的选择，见下图
效率：187
(a)操纵器与显示器方向相合性 (b)操纵习惯模式
28
5.5 操纵与显示相合性
5.5.3 操纵－显示的编码和编排相合性
重要的原则就是操纵－显示的编码应尽可能一致，见下图。
神七3名航天员心里相容性最高，见视频
29
作业与思考题
1. 2.
3.
4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
位置编码 尺寸编码 颜色编码 符号编码
21
补充知识：相容性
所谓相容性(或一致性)是指刺激与反应间关系与人们预期 的一致的程度。
安全人机工程学5
901
D
749
695
695
749
793
847
695
739
783
F
557
518
518
557
598
641
518
556
594
G
245
239
245
186
212
245
170
199
239
H
371
348
348
371
422
489
348
404
478
I
151
151
151
112
130
151
113
130
151
J
323
292
2006.3
安全与环境工程系
第 2 页
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 五 章 ︶
二、城市（规划）工作设计 • 1、城市人口密度基数的安全设计 • 2、城市土地利用与安全设计
• 3、对城市的变与不变相统一的
安全设计
• 4、城市通道的安全设计
2006.3
安全与环境工程系
第 3 页
第二节 岗位设计
2006.3
安全与环境工程系
第 23 页
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 五 章 ︶
• 由水平面作业范围和垂直面作业范围构成的坐姿空 间作业范围的舒适区域介于肩与肘之间，此时，手 臂的活动路线最短最舒适，能迅速而准确地进行操 作。见图5－5A • 例如，当坐姿作业是小件组装，要把8个部件装配 起来，则作业者面前至少需有250×250平方毫米的 操作面积。供料箱应分布在作业者前方大于250毫 米处（即装配区的周围）和工作场所中心左方或右 方410毫米之内，并且不得高于工作面500毫米（最 好在工作面上方 250毫米处，以减轻肩部肌肉疲 劳）。经常取用的物件应置于操作面之前150～300 毫米之内，使作业者无需向前弯曲身体就能拿到。 大而重的物件需靠近场地前面，允许作业者有时 （每小时几次）到场外取物。
安全人机501
第五章 人机系统的安全设计
第一节 工作设计（规划设计） 二、城市规划设计(人与社会的人机工程学)
1. 城市人口密度基数的安全设计 2. 城市土地利用与安全设计 3. 城市发展安全设计 4、城市通道的安全设计
城市与企业规划文件.ppt
第五章 人机系统的安全设计
对安全专业的பைடு நூலகம்来说，世界上没有不可以预测的
危险。防患于未然是可以做到的。对于一件装置或设
备而言，要从它诞生的那一刻起（设计阶段），就开 始考虑它的安全问题。 设计任何一个设备，都要考虑3个方面的内容： 设备本身、操作者和操作过程。这正是安全人机工程
学人机系统所研究的内容：人、机以及人机结合面。
第五章 人机系统的安全设计
人机系统的安全设计包括：
① 工作设计（规划设计）
② 岗位设计 ③ 显示器设计 ④ 控制器设计 ⑤ 作业环境设计
⑥ 安全防护装置设计
第五章 人机系统的安全设计
在人机系统的安全设计中，必须遵守3个原则：
① 以人为中心的设计原则 ② 产品人性设计的原则 ③ 安全第一的思想贯穿于全过程的原则
第五章 人机系统的安全设计
第一节 工作设计（规划设计） 一、工厂规划设计(人与自然的人机工程学) 1. 工厂选址（自然地理、运输、环境条件等）
2. 平面布置（《工业企业总平面设计规范》 GB50187-93） 3. “三同时”设计（中华人民共和国安全生产法第24条： 生产经营单位新建、改建、扩建工程项目（以下统称建设项目） 的安全设施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入 生产和使用。）
第五章 人机系统的安全设计
第一节 工作设计（规划设计） 工作设计一般称为“规划设计”，设计对象是多 个基本元素组成的共同体。如“城市规划设计”、 “郑东新区规划设计”、“工厂规划设计”等。它从 安全的角度出发，对某项工程的总体布局方案进行全
人体工程学第五章人机界面与交互设计
②识别要求：信号质量高， 易于认读，字符、指针、线条应清 晰，与背景和环境间的对比度应充分，并满足感知速度与精 度的要求；不同功能的显示信号之间，应运用编码技术，使 之易于区别。
③解释要求：任一给定的信号，应使作业者能够作出迅速、准 确的理解和判断。
3．视觉信号与操作者之间的关系 （1）视觉信号与操作者之间的功能关系
③视张角：信号系统所用颜色以及信号标志大小的选择应部分 取决于观察距离，视张角不应小于20°，在所要求的距离上应 能准确辨认颜色。
（2）对视觉信号的基本要求
①放置在人们视野内，并且从所有需要观察的位置都可以看到。
②与背景相比有合适的视亮度和颜色反差。
③图形符号应简单、明晰、合乎逻辑，便于理解且释义明确。
（3）对视觉信号的感知要求
①觉察要求：信号应根据其重要性和使用频次布置在适当的有 效视区之内；应根据信号与人之间的功能关系，选用适当的 信号类型并进行合理布置；应具有良好的照明环境（充足的 照度，无反光、眩光），并要避免振动的影响。
在人机系统中，按人接受信息的感觉通道（信道）和信号不 同，可将显示装置分为视觉显示、听觉显示和触觉显示。其 中以视觉和听觉显示应用最为广泛。
第二节 视觉信息显示设计
视觉信息显示设计是以人的视觉为信息通道的人机界面设计 系统。 一、视觉机能各要素间的相互关系 1．注视点、视线与视野的关系 ①注视点是指需观察的目标。 ②在视野内，仅在围绕注视点的一个很狭窄的范围内，视觉信 号是清晰的。 ③假如视线是水平方向和垂直方向的视野（直接视野、眼动视 野）或视区（良好视区、有效视区）的中线，把这些视野或 视区近似地视作以视线为中心线的圆锥体。
4．影响直接视野的因素 ①光刺激的最大直接视野范围，适用于充分的光亮度（大于
③解释要求：任一给定的信号，应使作业者能够作出迅速、准 确的理解和判断。
3．视觉信号与操作者之间的关系 （1）视觉信号与操作者之间的功能关系
③视张角：信号系统所用颜色以及信号标志大小的选择应部分 取决于观察距离，视张角不应小于20°，在所要求的距离上应 能准确辨认颜色。
（2）对视觉信号的基本要求
①放置在人们视野内，并且从所有需要观察的位置都可以看到。
②与背景相比有合适的视亮度和颜色反差。
③图形符号应简单、明晰、合乎逻辑，便于理解且释义明确。
（3）对视觉信号的感知要求
①觉察要求：信号应根据其重要性和使用频次布置在适当的有 效视区之内；应根据信号与人之间的功能关系，选用适当的 信号类型并进行合理布置；应具有良好的照明环境（充足的 照度，无反光、眩光），并要避免振动的影响。
在人机系统中，按人接受信息的感觉通道（信道）和信号不 同，可将显示装置分为视觉显示、听觉显示和触觉显示。其 中以视觉和听觉显示应用最为广泛。
第二节 视觉信息显示设计
视觉信息显示设计是以人的视觉为信息通道的人机界面设计 系统。 一、视觉机能各要素间的相互关系 1．注视点、视线与视野的关系 ①注视点是指需观察的目标。 ②在视野内，仅在围绕注视点的一个很狭窄的范围内，视觉信 号是清晰的。 ③假如视线是水平方向和垂直方向的视野（直接视野、眼动视 野）或视区（良好视区、有效视区）的中线，把这些视野或 视区近似地视作以视线为中心线的圆锥体。
4．影响直接视野的因素 ①光刺激的最大直接视野范围，适用于充分的光亮度（大于
第5章：人机信息界面(操纵装置设计)
操纵装置的类型及特征分析
三.操纵装置的特征编码与识别
形 状 编 码
在(a)、(b)、(c) 三 类旋纽之间不易混 淆，而同一类之间 容易混淆；(a)和 (b) 类旋纽适合作360 度以上旋转操作； (c) 类旋纽适合360 度以内旋转操作； (d)类适合作定位指 示调节。
旋纽的形状编码
操纵装置的类型及特征分析
三.操纵装置的特征编码与识别
在控制器上标以不同的文字或图形符号以区别不同的控制器。这种编 码的优点是，可以用示意性符号对每个控制器的作用给以直观性指示，不 需要事先去记忆每个控制器的功能和用途，减少了大脑译码的过程，因此 效率和准确度都较高。在设计符号时，这些符号应力求简单、达意、明显、
符 颜 号 色 编 码
按压式操纵器
按钮的设计 1.外形：常为圆形和矩形，有的还带 有信号灯。作用：系统的启动和关停。 分类：单工位和双工位。
按 钮 的 形 体 设 计
单工位按纽是手按后，它处于工作状 态，手指一离开按纽就自动脱离工作 状态，回复原位； 双工位的按纽 是一经手指按下就一直处于工作状态， 当手指在按一下时，它才回复原位2. 按纽的尺寸主要按成人手指端的尺寸 和操作要求而定。圆弧形按纽直径： 8—18mm ，矩形按纽10*10、10*15或 15*20，按纽应高出盘面5—12mm，行 程为3—6mm,按纽间距一般为12.5— 25mm,最小不得小于6mm。
旋转式操纵器
手轮—汽车方向盘—设计 ③高级轿车在方向盘中设置了一个空气袋，平时折合在立柱 顶端的一个圆盆中，一旦汽车发生碰撞使汽车骤然停止时气 袋就会自动充气，以保护司机的面部和胸部。同时还应保证 快速排气，及时排气，以免造成司机窒息。
旋转式操纵器
手柄的设计
手 柄 的 形 体 设 计
三.操纵装置的特征编码与识别
形 状 编 码
在(a)、(b)、(c) 三 类旋纽之间不易混 淆，而同一类之间 容易混淆；(a)和 (b) 类旋纽适合作360 度以上旋转操作； (c) 类旋纽适合360 度以内旋转操作； (d)类适合作定位指 示调节。
旋纽的形状编码
操纵装置的类型及特征分析
三.操纵装置的特征编码与识别
在控制器上标以不同的文字或图形符号以区别不同的控制器。这种编 码的优点是，可以用示意性符号对每个控制器的作用给以直观性指示，不 需要事先去记忆每个控制器的功能和用途，减少了大脑译码的过程，因此 效率和准确度都较高。在设计符号时，这些符号应力求简单、达意、明显、
符 颜 号 色 编 码
按压式操纵器
按钮的设计 1.外形：常为圆形和矩形，有的还带 有信号灯。作用：系统的启动和关停。 分类：单工位和双工位。
按 钮 的 形 体 设 计
单工位按纽是手按后，它处于工作状 态，手指一离开按纽就自动脱离工作 状态，回复原位； 双工位的按纽 是一经手指按下就一直处于工作状态， 当手指在按一下时，它才回复原位2. 按纽的尺寸主要按成人手指端的尺寸 和操作要求而定。圆弧形按纽直径： 8—18mm ，矩形按纽10*10、10*15或 15*20，按纽应高出盘面5—12mm，行 程为3—6mm,按纽间距一般为12.5— 25mm,最小不得小于6mm。
旋转式操纵器
手轮—汽车方向盘—设计 ③高级轿车在方向盘中设置了一个空气袋，平时折合在立柱 顶端的一个圆盆中，一旦汽车发生碰撞使汽车骤然停止时气 袋就会自动充气，以保护司机的面部和胸部。同时还应保证 快速排气，及时排气，以免造成司机窒息。
旋转式操纵器
手柄的设计
手 柄 的 形 体 设 计
人机工程学 第5章
（1）按仪表的功能分类
①读数用仪表。其刻度指示各种状态参数的具体数值，供操作者
读取数值之用。如高度表、时速表、煤气表等。 ②检查用仪表。使用时一般不是为了获取正确数值，而是检查仪
表的指示是否偏离正常位置，
当偏离时要及时调节。警戒用仪表也属于检查
③追踪用仪表。
追踪操纵是动态控制系统中最常见的操纵方式之一，目的是通
数量信息 质量信息 调节性能 监控性能 一般性能
中：指针无变化有利监控，但 指针与调节监控活动的关系不 明显 中：占用面积小，仪表需局部 照明，只在很小一段范围内认 读，认读性好
差：不便按变化的趋势进行监 控 好：占用面积小，照明面积也 是最小，表盘的大小只受字符 的限制
精度高 认读速度快 无差补误差 过载能力强 易与计算机联用 显示易跳动或失效 干扰因素多 需内附或外附电源 元件或焊件存在失效问题
作业环境因素
◦ 人的感管、运动器官和大脑思维的敏锐程度都会受到作业 环境（温度、湿度、强光、噪声、振动以及有毒气体的影 响。因此，在设计和选择显示仪表时，应考虑显示信号的 强度、形式、数值大小、信噪比等，使其突出与其它视觉 或听觉背景，以利于操作者正确理解、接受和判断及反应。
准确性
简单性 一致性 排列性
(2)按照仪表指示方式分类
①指针刻度式仪表。它是用模拟量显示机器有关参数和状 态。其特点是显示的信息直观、形象，使人对模拟量在全量 程范围内所处的位置一目了然，并能明显显示出偏差量，特 别适合于监控作业。这类仪表又可分为指针运动式和指针固 定式两种，后者也称刻度移动式仪表。它在用于检查、追踪、 调节方面不如前者。应用：汽车上的油量表、氧气瓶上的压 力表。
①读数用仪表。其刻度指示各种状态参数的具体数值，供操作者
读取数值之用。如高度表、时速表、煤气表等。 ②检查用仪表。使用时一般不是为了获取正确数值，而是检查仪
表的指示是否偏离正常位置，
当偏离时要及时调节。警戒用仪表也属于检查
③追踪用仪表。
追踪操纵是动态控制系统中最常见的操纵方式之一，目的是通
数量信息 质量信息 调节性能 监控性能 一般性能
中：指针无变化有利监控，但 指针与调节监控活动的关系不 明显 中：占用面积小，仪表需局部 照明，只在很小一段范围内认 读，认读性好
差：不便按变化的趋势进行监 控 好：占用面积小，照明面积也 是最小，表盘的大小只受字符 的限制
精度高 认读速度快 无差补误差 过载能力强 易与计算机联用 显示易跳动或失效 干扰因素多 需内附或外附电源 元件或焊件存在失效问题
作业环境因素
◦ 人的感管、运动器官和大脑思维的敏锐程度都会受到作业 环境（温度、湿度、强光、噪声、振动以及有毒气体的影 响。因此，在设计和选择显示仪表时，应考虑显示信号的 强度、形式、数值大小、信噪比等，使其突出与其它视觉 或听觉背景，以利于操作者正确理解、接受和判断及反应。
准确性
简单性 一致性 排列性
(2)按照仪表指示方式分类
①指针刻度式仪表。它是用模拟量显示机器有关参数和状 态。其特点是显示的信息直观、形象，使人对模拟量在全量 程范围内所处的位置一目了然，并能明显显示出偏差量，特 别适合于监控作业。这类仪表又可分为指针运动式和指针固 定式两种，后者也称刻度移动式仪表。它在用于检查、追踪、 调节方面不如前者。应用：汽车上的油量表、氧气瓶上的压 力表。
安全人机工程-ch05-1
发生，减少重大操作事故和对操作人员造成的生理或心理上 的伤害。
人机界面的设计主要包括显示器和控制器的设计。
《安全人机工程》
一、显示器设计
显示器是机器将信息传递给人的装置，即人机信息交换 的界面。 • 显示器的设计决定着操作者接受的信息的速度和准确 度，进而影响工作效率 。显示器的选择和设计，必须符合 人的感觉通道的传递特征。（形状、大小、颜色、标度、空间分布、
• 格雷瑟在1949年用八个指针式仪表和一个数字显示仪表，对受过训练的飞行员
和大学生进行认读实验。结果：三针式高度计误读率最高并且认读时间最长。
《安全人机工程》
• 数字式显示的特点：认读过程简单速度快，读数准确精度
高（适应于静态显示，误读率为指针模拟显示的1/10 ）。 但反映不了偏差量； • 指针式模拟显示的特点：能连续的、直观的反映机器的运 行状态或预测机器的变化趋势。给人以形象化的启示，不
直径:25mm 上升；80mm下降 ；直径在30～70mm之间的刻度盘认
读效果较好。 试验：视距为75mm时，直径25、44、70试验，44最好 认读速度和读错率与刻度盘直径大小的关系 刻度盘直径 mm 25 44 70 观察时间 s 0.82 0.72 0.75 平均反应时间 s 0.76 0.72 5.73 读错率 % 6 4 12
《安全人机工程》
③刻度线长度
• 刻度线的长度受照明条件和视距的限制，还 受刻度大小的影响，当观察距离一定时，刻 度线最小长度为： • 长刻度线长度=L/90； • 中刻度线长度=L/ 125； • 短刻度线长度=L/200； • 刻度线间距=L/600。
观察距离 m 0.5以内 0.5～0.9 0.9～1.8 长度 mm 长刻度线 5.5 10.0 20.0 中刻度线 4.1 7.1 14.0 短刻度线 2.3 4.3 8.6
人机界面的设计主要包括显示器和控制器的设计。
《安全人机工程》
一、显示器设计
显示器是机器将信息传递给人的装置，即人机信息交换 的界面。 • 显示器的设计决定着操作者接受的信息的速度和准确 度，进而影响工作效率 。显示器的选择和设计，必须符合 人的感觉通道的传递特征。（形状、大小、颜色、标度、空间分布、
• 格雷瑟在1949年用八个指针式仪表和一个数字显示仪表，对受过训练的飞行员
和大学生进行认读实验。结果：三针式高度计误读率最高并且认读时间最长。
《安全人机工程》
• 数字式显示的特点：认读过程简单速度快，读数准确精度
高（适应于静态显示，误读率为指针模拟显示的1/10 ）。 但反映不了偏差量； • 指针式模拟显示的特点：能连续的、直观的反映机器的运 行状态或预测机器的变化趋势。给人以形象化的启示，不
直径:25mm 上升；80mm下降 ；直径在30～70mm之间的刻度盘认
读效果较好。 试验：视距为75mm时，直径25、44、70试验，44最好 认读速度和读错率与刻度盘直径大小的关系 刻度盘直径 mm 25 44 70 观察时间 s 0.82 0.72 0.75 平均反应时间 s 0.76 0.72 5.73 读错率 % 6 4 12
《安全人机工程》
③刻度线长度
• 刻度线的长度受照明条件和视距的限制，还 受刻度大小的影响，当观察距离一定时，刻 度线最小长度为： • 长刻度线长度=L/90； • 中刻度线长度=L/ 125； • 短刻度线长度=L/200； • 刻度线间距=L/600。
观察距离 m 0.5以内 0.5～0.9 0.9～1.8 长度 mm 长刻度线 5.5 10.0 20.0 中刻度线 4.1 7.1 14.0 短刻度线 2.3 4.3 8.6
安全人机工程学第五章显示器设计
11
表5-6 认读速度和准确度与直径大小的关系 （视距750mm） 圆形刻度 盘直径 /mm 25
44 70
观察时间/s 平均反应 时间/s 0.82
0.72 0.75
误读率/%
0.76
0.72 0.73
6
4 12
12
表5-7 观察距离和标记数量与刻度盘直径的关系 刻度标记的数 量 38 50 70 100 150 200 300 刻度盘的最小允许直径/mm 观察距离500 观察距离900 25.4 25.4 25.4 36.4 54.4 72.8 109.0 25.4 32.5 45.5 64.3 98.0 129.6 196.0
安全人机工程学
第五章 显示器设计
1
绪论 第一节 视觉显示器的设计 第二节 听觉显示器的设计 第三节 显示器总体布局设计
2
绪论
1、显示的分类：
视觉显示器 听觉显示器 触觉和嗅觉显示器
3
绪论
2、显示器设计与选择的基本原则 显示器所显示的信息要有较好的可觉察 性、可辨性，保证接受者能迅速、准确 地感知和确认。 显示器传递的信息数量不宜过多 多重感觉通道优于单通道 同种类的信息应用同样的方式传递
⑶ 噪声对语言传示的影响：当噪声声压级 大于40dB时，这时噪声对语言信号有掩 蔽作用，从而影响语言传示的效果。
42
第三节 仪表盘总体布局设计
1、 仪表盘的识读特点与最佳识读区
以视中心线为基准，在其上下各15°的区域内误 读概率最小，视角增大差错率增高(表5－15)。
表5－15 视角与差错率的关系
单刻度线 双刻度线 递增式刻度线
15
人机工程学--第五章人机的信息界面的设计
中：调节运动方向不明显，指针的 变动难控制，快速调节时不易读数
中：指针无变化有利监控，但指针 与调节监控活动的关系不明显 中：占用面积小，仪表需局部照明， 只在很小一段范围内认读，认读性 好
好：数字调节的监测结果精确， 数字调节与调节运动无直接关系， 快速调节时难以读数
差：不便按变化的趋势进行监控 好：占用面积小，照明面积也是 最小，表盘的大小只受字符的限 制 精度高 认读速度快 无差补误差 过载能力强 易与计算机联用 显示易跳动或失效 干扰因素多 需内附或外附电源 元件或焊件存在失效问题 提高可靠性 采用智能化显示仪表
信号灯的设计 信号灯功能
5.2视觉显示的类型和特征
信号灯通常用于指示状态或表达要求，传递信息，包括两个 方面：其一是借以引起操纵者的注意，或指示操纵者应作某种操 作。其二是借以反映某个指令和执行情况，某种状态，某些条件，
或某种变化已执行或正在执行等。如，当计算机执行文件存储命
令时，其硬盘指示灯颜色变红，且红绿变换闪烁，以此表示硬盘 正在执行操作，文件存储命令完成后又回到绿灯显示的工作状态。
3.光照度 光照度(illuminance)是从光源照射到单位面积上的光通量, 以E表示,照度的单位为勒克斯(Lux,简称lx). 以一支标准蜡烛当作光源,放在一个半径为1公尺的球体的中心位 置.假设这个蜡烛会均匀发散它的全部光线,则落在球体内表面一平方 公尺表面积上的所有光量为1个流明(lumen)
（2）标数标数的一般规则
5.2视觉显示的类型和特征
4、开窗仪表应至少显示三个数据，以便观 察运动的方向和趋势 5、圆形仪表数码应顺时针增大 有正负数值时0位设在12点方向 6、标数应尽量采用2X10K 5X10K 10X10K
人机信息界面的设计
人体工程学5 人机界面设计
纵装置安装场地的特点以及操作装置的安全要求等。
①需要作出快速、精确的控制时，应选用手控操纵装置，手控 装置应安排在肘、肩高度之间的容易接触到距离处，并要易于 看到；需要大的或持续向前力、精度要求不高时，选用脚控操
纵装置。但每次同时采用的脚控操纵装置不宜多于2个，并且只
能采用纵向用力或用踝部弯曲运动进行操作的脚控操纵装置。 ②操纵装置的操作运动与显示装置的显示运动在位置和方向上 有关联的场合，适合采用线性运动或旋转运动的操纵装置。 ③需要在整个操纵范围内进行精确操纵的场合，宜选用多圈转
①准确性原则。
②简洁性原则。 ③对比性原则。 ④兼容性原则。 ⑤排列性原则。
（3）仪表的设计细则 ①使用者与仪表之间的观察距离。 ②根据使用者所处的观察位置，尽可能使仪表布置在最佳视区内。 ③选择有利于显示与认读的形式，以及考虑颜色和照明条件。
5.3 控制系统设计
操纵装置是人机系统的重要组成部分，其设计是否得 当，关系到整个系统能否正常安全运行。其必须具有两方 面的特点：一是材料质地优良，功能合适；二是适合于操
人机界面的信息传递是通过人和机器的输入系统 和输出系统来实现的。显示器将机器工作的信息传
递给人，人通过各种感觉器官接受信息，实现机—
人信息传递。人机界面设计的目的是实现人机系统 优化，即提高系统的效率、可靠性，并有利于人的 安全、健康和舒适，系统中人的因素是设计的主要 依据。
5.1 人机界面概述 5.2 显示装置设计 5.2.1 人的视觉特征 5.2.2 视觉显示器的类型及设计原则 5.2.3 仪表类显示装置设计 5.3 控制系统设计 5.3.1 操纵装置的类型 5.3.2 操纵装置的选择 5.3.3 操纵装置的人体工程学设计原则 5.3.4 操纵装置———控制器的排列 5.3.5 常用手控操纵装置的设计 5.4 显示系统与控制系统综合设计的方法 5.4.1 控制器和显示器的协调性 5.4.2 集中控制中的显控界面设计原则
①需要作出快速、精确的控制时，应选用手控操纵装置，手控 装置应安排在肘、肩高度之间的容易接触到距离处，并要易于 看到；需要大的或持续向前力、精度要求不高时，选用脚控操
纵装置。但每次同时采用的脚控操纵装置不宜多于2个，并且只
能采用纵向用力或用踝部弯曲运动进行操作的脚控操纵装置。 ②操纵装置的操作运动与显示装置的显示运动在位置和方向上 有关联的场合，适合采用线性运动或旋转运动的操纵装置。 ③需要在整个操纵范围内进行精确操纵的场合，宜选用多圈转
①准确性原则。
②简洁性原则。 ③对比性原则。 ④兼容性原则。 ⑤排列性原则。
（3）仪表的设计细则 ①使用者与仪表之间的观察距离。 ②根据使用者所处的观察位置，尽可能使仪表布置在最佳视区内。 ③选择有利于显示与认读的形式，以及考虑颜色和照明条件。
5.3 控制系统设计
操纵装置是人机系统的重要组成部分，其设计是否得 当，关系到整个系统能否正常安全运行。其必须具有两方 面的特点：一是材料质地优良，功能合适；二是适合于操
人机界面的信息传递是通过人和机器的输入系统 和输出系统来实现的。显示器将机器工作的信息传
递给人，人通过各种感觉器官接受信息，实现机—
人信息传递。人机界面设计的目的是实现人机系统 优化，即提高系统的效率、可靠性，并有利于人的 安全、健康和舒适，系统中人的因素是设计的主要 依据。
5.1 人机界面概述 5.2 显示装置设计 5.2.1 人的视觉特征 5.2.2 视觉显示器的类型及设计原则 5.2.3 仪表类显示装置设计 5.3 控制系统设计 5.3.1 操纵装置的类型 5.3.2 操纵装置的选择 5.3.3 操纵装置的人体工程学设计原则 5.3.4 操纵装置———控制器的排列 5.3.5 常用手控操纵装置的设计 5.4 显示系统与控制系统综合设计的方法 5.4.1 控制器和显示器的协调性 5.4.2 集中控制中的显控界面设计原则