人机界面设计(操纵装置设计)
人体工程学第五章人机界面与交互设计
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)
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
化工装置DCS技术要求中的人机界面设计
化工装置DCS技术要求中的人机界面设计化工装置DCS（分布式控制系统）在现代化工生产中起着至关重要的作用，而人机界面设计作为DCS中的关键部分，直接影响着操作人员对设备状态的监控和控制。
因此，在化工装置DCS技术要求中，人机界面设计必须符合一定的标准和规范，以确保操作的准确性、安全性和高效性。
一、界面布局设计在化工装置DCS的人机界面设计中，界面布局的合理性是至关重要的。
合理的布局能够使操作人员快速、准确地获取所需信息，提高操作效率。
一般而言，人机界面应当包括设备状态、报警信息、操作控制等内容，并且应当采用直观、易懂的图形化界面，方便操作人员快速识别和处理异常情况。
二、操作交互设计在人机界面设计中，操作交互设计是非常重要的一环。
界面应当具有清晰的指示性，操作按钮和控制元素应当设计得易于识别和操作。
同时，应当设置必要的确认机制，避免误操作导致设备事故。
此外，还应当为操作人员提供必要的帮助信息和操作说明，确保其能够正确、快速地完成操作。
三、报警管理设计在化工装置DCS中，报警管理是至关重要的一环。
人机界面设计应当考虑到各种可能的异常情况，并设置相应的报警信息。
报警信息应当具有明显的标识和优先级，以帮助操作人员迅速识别和响应。
同时，应当设计合理的报警处理机制，确保操作人员能够及时有效地处理各类报警情况，保障设备和人员的安全。
四、数据展示设计在人机界面设计中，数据展示是重要的一环。
界面应当能够清晰、全面地展示各种参数、曲线和数据，帮助操作人员全面了解设备状态。
数据应当以易读、易懂的方式呈现，图表应当设计得清晰美观，方便操作人员进行数据分析和决策。
综上所述，化工装置DCS技术要求中的人机界面设计是非常重要的一部分，直接关系到生产安全和操作效率。
在设计人机界面时，需要考虑到布局设计、操作交互设计、报警管理设计、数据展示设计等诸多方面，以确保界面能够满足操作人员的需求，提高生产效率，保障设备安全。
只有重视人机界面设计，才能更好地发挥化工装置DCS的功能和优势。
人机工程操作装置设计
人机工程操作装置设计一、介绍人机工程操作装置设计是指根据人体工程学原理和技术，开发和设计出符合人机工程学要求的操作装置，以实现人与机器之间的高效交互。
本文将从多个角度全面探讨人机工程操作装置设计的相关内容。
二、人机工程学原理人机工程学原理是人机工程操作装置设计的基础，它研究人类的生理、心理特征以及人机交互过程中的人类行为，以提高用户体验和工作效率。
以下是一些常见的人机工程学原理：2.1 人体工学人体工学研究人体的结构、功能以及人体与外部环境的适应关系。
在人机工程操作装置设计中，人体工学原理可以用于确定合适的操作装置尺寸、形状和布局，以确保用户能够舒适、高效地操作。
2.2 人类认知特点人类的认知特点对人机工程操作装置设计有重要影响。
例如，人类对颜色、声音和图形等的感知特点可以被应用到界面设计中，以提高用户的认知效果和工作效率。
2.3 人机交互过程人机交互过程是人机工程操作装置设计中的核心。
研究人机交互过程可以帮助设计师确定合适的交互方式和界面设计，以提高操作装置的易用性和可理解性。
三、人机工程操作装置设计要素人机工程操作装置设计要素是指在设计过程中需要考虑的关键因素。
以下是一些常见的人机工程操作装置设计要素：3.1 操作装置形状和尺寸操作装置的形状和尺寸应该符合人体工学原理，以确保用户能够舒适地操作。
例如，鼠标的形状应该符合人手的握持方式，键盘的尺寸应该适合不同手型的人群。
3.2 按钮和控制元素布局按钮和控制元素的布局应该符合人类的认知特点和操作习惯。
常见的布局方式包括线性布局、网格布局和分组布局等，设计师应根据具体需求选择最合适的布局方式。
3.3 显示器和界面设计显示器和界面设计是人机交互的重要组成部分。
设计师应根据用户需求和任务要求，合理设计显示器的尺寸、分辨率和色彩，以及界面的布局、图标和字体等。
3.4 操作方式和交互方式不同的操作方式和交互方式对用户体验产生重要影响。
设计师应根据具体应用场景选择最合适的操作方式，例如触摸屏、手势识别和声音识别等，以提高用户的交互效率和便利性。
人机界面设计指南的基本内容概述
人机界面设计指南的基本内容概述下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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人机工程操作装置设计
人机工程操作装置设计人机工程操作装置设计是指为了提高人机交互的效率和舒适度，将人体工程学原理应用于操作装置的设计过程。
操作装置是人与机器之间的桥梁，其设计质量直接影响到用户的使用体验和工作效率。
在人机工程操作装置设计中，首先需要考虑的是人体工程学原理。
人体工程学是研究人类生理和心理特征与工作环境相互适应关系的科学，其目标是使工作环境与工作任务适应人的生理和心理特征。
因此，在操作装置设计中，需要根据人体工程学原理来确定操作装置的尺寸、形状、布局等参数，以确保用户能够舒适、高效地使用操作装置。
操作装置的设计还需要考虑人机交互的效率。
人机交互是指人与机器之间进行信息交换和指令传递的过程，是人机工程的核心内容。
在操作装置设计中，需要考虑用户的操作习惯和操作方式，以便设计出符合用户习惯的操作界面和操作方式。
例如，对于触摸屏操作装置，可以通过设计直观、简洁的图标和界面，使用户能够快速、准确地完成操作。
操作装置的设计还需要考虑人机交互的安全性。
在一些特殊环境下，如工业控制系统或医疗设备中，操作装置的设计需要符合特定的安全标准和要求。
例如，在工业控制系统中，操作装置需要具备防水、防爆、防腐蚀等特性，以确保在恶劣的工作环境下仍能正常工作，并保护用户的安全。
操作装置的设计还需要考虑可维护性和可扩展性。
在设计过程中，需要充分考虑操作装置的维护和升级成本，以便在使用过程中能够方便地进行维护和升级。
例如，设计模块化的操作装置，可以简化维护和升级过程，提高设备的可用性和可靠性。
操作装置的设计还需要充分考虑用户的心理需求和主观感受。
在设计过程中，需要考虑用户的个体差异和心理特征，以确保操作装置能够满足用户的感知、认知和情感需求。
例如，通过设计具有良好手感和反馈的按键，可以增强用户对操作装置的控制感和满意度。
人机工程操作装置设计是一个综合性的工程设计过程，需要综合考虑人体工程学原理、人机交互效率、安全性、可维护性和用户心理需求等因素。
工业设计人机工程之操纵装置设计PPT课件
控制器分开布置，以免紧急操作时混乱，造成事故。
6
3】按人体操作部位分 • 手动控制器：按键、开关、 旋钮、手柄及转轮等 • 脚动控制器：踏板 • 其它：？
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每一类操纵装置的特点 描述的角度：使用功能、使用情况
觉
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操纵装置的定义：
• 操纵控制装置则是起着执行信息传递的 作用。
适宜操作的旋钮尺寸
18
6
3.按键
•在设计中经常使用的按键以四角钝圆的四方 形最方便。不常用的可采用圆形。
•按键表面应稍有凹陷或纹理粗糙，以便揿时 手指不易滑脱。以手掌揿压的按键表面应为
蘑菇形，这样有利于手掌用力均匀。
a)操作手感不好,常用于轻 小型操作次数少的设备上； b)按键应凸出一定高度,低不易 感觉位置是否正确 c)按键间应有间距,否则容易同时接触两个键 d)按键以中凹的型为佳； e)适宜的尺寸可参考图 f)密集按键的形式
6
三、操纵控制装置的设计（一）手动控制器设计
23
6
4．操纵手把：操纵手把的外形、大小、长短、重量以及材料等，除应
满操作要求外，还应符合手的结构、尺度及触觉特性。
(a)(b)(c)为好 (d)(e)(f)为差
把手长度=>手幅宽 把手径向尺寸适中
手把与手掌的关系
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便于触觉识别，特别市戴手套时。 把手表面光洁平滑，触觉舒适。
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1.手动控制器设计考虑的因素
• 设计手的接触物时应避免将受力集中于 掌心和指骨肌，防止受压受震而引起难 于治愈的痉挛，至少也减少了手的疲劳 和操作不准。
• 形状应便于触觉对它进行识别。
• 尺寸应符合人手尺度的需要。
第六章_人机界面设计(显示装置设计)
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第一节 单个仪表设计
19 Display instrument design
3.仪表数码与字符大小
影响数码和字符的因素： ①尺寸大小；
②字符宽高比和笔画粗细；
③字体选择；
④数码、字符主体色与背景色的搭配等。
第一节 单个仪表设计
20 Display instrument design
3.仪表数码与字符大小
测试研究，刻度盘上数码和字符尺寸对应的视角，一般取 =1030
刻度盘上数码与字符大小H与观察视距L的关系： H=（L/350）（L/110）
一般采用中等光照条件下推荐值（见表6.4）。
H=（L/250）
第一节 单个仪表设计
21 Display instrument design
红色表示警戒、禁止、停顿等； 黄色为提请注意； 蓝色表示指令； 绿色表示安全或正常。
表5-10 险情信号颜色分类
第二节 信号灯设计
34 Display instrument design
3．稳光与闪光信号的闪频
紧急、重大险情，应采用较高闪频，并与声信号 结一合般使警用示，，例例如如消路防障车警、示急等救，车可所用使1H用Z以的下信的号较。 低闪频；
4.仪表盘刻度与刻度线
测试研究，刻度盘上刻度间距对应的视角 ，一般取 =511
刻度盘间距HK与观察视距L的关系 ： HK=（L/700）（L/300）
一般采用中等光照条件下推荐值（表6.5）。
第一节 单个仪表设计
22 Display instrument design
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3.操纵器的操纵力 ①操纵力与肌力体能的适宜性
欲使一个班次(3～4小时)中工效较高，操纵频次 高的操纵力应不大于最大肌力的1／2；低频次的 操纵力允许略大。
查找资料确定操纵器最大操纵力阻力。
二、操纵器的设计原则
17 Manipulator design principles
常见操纵器：
一、操纵器的选用
6 Manipulator selection
常见操纵器：
一、操纵器的选用
7 Manipulator selection
操纵器的选用原则（ GB/T 14775-1993 ）
1)手控操纵器适用于精细、快速调节，也可用于分级 和连续调节。
2)脚控操纵器适用于动作简单、快速、需用较大操纵 力的调节。 脚控操纵器一般在坐姿有靠背的条件下选用。
三、单个操纵器设计
26 Single manipulator design
3.移动、扳动式操纵器（操纵杆）
操纵杆的长度取决于杠杆 比要求和操作频率要求。
为了克服大阻力而需要大 杠杆比时，操纵杆只能加 长。
需要高操作频率时，操纵 杆只能缩短。
二、操纵器的设计原则
15 Manipulator design principles
2.结合操纵姿势和人体尺寸设计操纵器 ④提供操纵依托支点 a.肘部作为前臂和手关节运动时的依托支点。
b.前臂作为手关节运动时的依托支点。
c.手腕作为手指运动时的依托支点。
d.脚后跟作为踝关节运动时的依托支点。
二、操纵器的设计原则
第六章 人机界面设计
1 Human-Computer Interface Design
主 要 内 容
Contents
第一节 显示装置设计 第二节 操纵装置设计 第三节 显示与控制界面布局设计
第二节 操纵装置设计
2 Operating Device Design
设计内容：
操纵器选用 操纵器设计原则 常用操纵器设计
第一节 操纵装置设计
3 Operating Device Design
人操控机过程：
一、操纵器的选用
4 Manipulator selection
常见操纵器：
1．按操控方式
2．按操控运 动轨迹
3．按操控功能
手动 直动
脚动 遥控
声控
旋转式 移动式 按压式
开关式 转换式 调节式
一、操纵器的选用
5 Manipulator selection
2.转动式操纵器
3.移动、扳动式操纵器
4.脚动操纵器
三、单个操纵器设计
19 Single manipulator design
1.按压式操纵器 工作状态：通、断或起、停。
三、单个操纵器设计
20 Single manipulator design
1.按压式操纵器
按钮和按键设计注意事项： ①按钮颜色的选取。 ②附加显示当前状态的信号灯。 ③表面形状、触感、凸起高度、间距等。 ④按钮的安置是否适合操作手型。
二、操纵器的设计原则
11 Manipulator design principles
2.结合操纵姿势和人体尺寸设计操纵器
②操纵器尺寸与人体尺寸相适应 操纵器上手脚握持、触压、抓捏、抠挖部位的尺寸，应 与人的手脚尺寸相适应；
二、操纵器的设计原则
12 Manipulator design principles
3.操纵器的操纵力 ②操纵力大小与操纵准确度
操纵力过小会引起： a.容易引发误触动事故；
b.信息反馈太弱，使人不知操纵是否确已完成， 不放心；
c.不容易精确地跟踪、调节与控制。
FMIN操纵力FMAX
三、单个操纵器设计
18 Single manipulator design
操纵器分类：（按运动轨迹分类） 1.按压式操纵器
要时应设置自锁、连锁等机构。
⑤形状最好能对功能有隐喻、暗示，以利于辨认和记忆。
二、操纵器的设计原则
10 Manipulator design principles
2.结合操纵姿势和人体尺寸设计操纵器
①合理的施力体位 施力时身体的姿势、施力的位置、指向等综合因素称为施力 体位。
设计及安置操纵器时，应使操纵者处于合理的施力体位。
三、单个操纵器设计
21 Single manipulator design
2.转动式操纵器（旋钮） 2)尺寸与操作
旋钮设计应该 便于人捏握转 动，施加操作 力矩。
三、单个操纵器设计
22 Single manipulator design
2.转动式操纵器（手轮）
三、单个操纵器设计
23 Single manipulator design
2.转动式操纵器（手轮）
设计中的考虑因素有尺寸 大小、操作力矩、操作速 度、操作体位与姿势等。
三、单个操纵器设计
24 Single manipulator design
3.移动、扳动式操纵器（操纵杆）
操纵杆一般不适宜用作连 续控制或精细调节，而常 用于几个工作位置的转换 操纵，可取得较大的杠杆 比，用于需要克服大阻力 的操纵。
三、单个操纵器设计
25 Single manipulator design
3.移动、扳动式操纵器（操纵杆）
操纵杆的操纵力设计要考 虑其操作频率，即每个工 作班次内操作多少次。
用前臂和手操作的操纵杆， 一般操纵力在2060N的范 围内，例如汽车变速杆的 操纵力常为3050N。
若每个班次中操作次数达 到1000次，则操纵力应不 超过15N。
控制器选择建议表6.10
一、操纵器的选用
8 Manipulator selection
二、操纵器的设计原则
9 Manipulator design principles
1.操纵器的形状与式样
①手的握持部位不得有尖角、锐棱、缺口，持握牢靠、方
便、无不适感。
②脚控操纵器便于施力，蹋板于地面最佳倾角30 ，踝关节 的活动不大于25。 ③式样应便于使用，便于施力。 ④操纵器有定位的操纵器，应有标记或止动限位机构，必
手轮一次手握连续转动的角度一般宜在90 以内， 最大不得超过120 。
二、操纵器的设计原则
13 Manipulator design princip14 Manipulator design principles
2.结合操纵姿势和人体尺寸设计操纵器
④提供操纵依托支点