控制器的设计研究报告.ppt

第十三章控制器的设计控制器的分类方法很多。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、紧急开头类）；按控制器运动的类别的不同，控制器可分为旋转控制器、摆动控制器、按压控制器、滑动控制器和牵拉控制器，如表13-1与图13-2所示。产品实例基本类型
在书中表13-2中，各类控制器的特性及其适用范围列于表13-3～表13-7中，可供选择和设计时参考。以适当的视觉、触觉、听觉刺激为代码，标定控制器的功能特点，即对控制器进行编码。
编码方式主要有形状编码、表面纹理编码、大小编码、位置编码、颜色编码、标记编码和声音编码。㈠控制器编码
A.形状编码
形状编码是将不同用途的控制器，设计成不同的形状，以此使各控制器彼此之间不易混淆。它虽然可以通过视觉辨认，但主要用于触觉辨认。采用形状编码应注意以下几点：⑴控制器的形状应尽可能地反映控制器的功能。
图13-3为美国空军飞机所使用的控制器形状编码故。（2）控制器的形状应使操作者在无视觉指导下，仅凭触觉也能分辨不同的控制器，因此，编码所选用的各种形状不宜过分复杂。
詹金斯（W.O.Jenkins）1974年通过实验，得出两组每组各8个凭触觉即可辨认的手柄形状，如图13-4所示。（3）应使用操作者在戴手套的情况下，也可以通过触摸而区分不同的控制器。
图13-5为享特（D.P.Hunt）通过实验在31种旋钮形状中筛选出的三类16种适合于不同情况的识别效果好的用于形状编码的旋钮。
控制器的表面纹理可以通过触觉加以辨认，因此用不同的表面纹理对控制器进行编码。
布瑞德内（Bradley）对光滑的、带槽纹的和压花纹的三类9种不同表面纹理的旋钮进行了实验研究。研究结果表明，光滑的、带槽纹的和压花纹的三类表面纹理可用作控制器的纹理编码。如电话机上数字5键、计算机键盘上的F、J键都属于这类编码的控制器。产品实例C、大小编码布瑞德内通过实验研究发现，旋钮直径相差达1/2in（约12.5mm）,厚度相差达3/8in(约9.5mm)时,人即可通过触觉非常准确地加以分辨.他建议使用三类表面质地(光滑的、有凹槽的和有凸隆的)、三种直径——3/4、11/4、13/4in（约19、31.8和413.5mm）和两种厚度——3/8、3/4（约9.5、19cm）结合，设计18种可供触觉分辨的旋钮。
控制器的大小编码不如形状编码那么有效，并且需要占用较大的空间，大小编码最好与形状编码组合使用。位置编码是根据控制器在产品面板或控制台上的位置的不同来分辨控制器的。它们的位置可通过视觉或动觉辨认。
一项实验研究结果表明，在无视觉指导下，水平排列的肘节开关，间距为25mm时，摸错的百分率约为40%，而垂直排列时，同样间距，摸错的百分率只有大约17%，如图13-6所示。由图可知，肘节开关垂直排列比水平排列时正确识别率高。颜色编码分为两种形式，其一是对一个控制器用一种颜色相互区分，这适合于控制器比较少的产品，其二是把功能相近或功能上有一定联系的控制器放置某一颜色区域内，作为控制器使用功能的区分，这种情况适合于控制器较多的产品。
用作代码的颜色所具有的标准意义，如紧急关闭控制器采用红色。颜色编码最好与其他编码方式如形状编码、大小编码等结合使用，以提高控制器的可分辨性。编码实例在不同控制器的上方或旁边，标注不同的文字或符号，通过这些文字或符号标示控制器的使用功能，即为标记编码。
采用标记编码时应注意：①标记要简明、通用、尽可能不使用抽象符号；②标记应清晰、可读；③标记位置应有规则性，并在操纵时标记在祖母范围内，尽量把标记放在控制器上方；④应有良好的周围照明条件允许可使用局部照明或者采用自发光标记。PHILIPS为日本市场设计的电暖器对不同的控制器在操纵过程中，给予不同的声音由声音区别不同控制器，在使用中予以区分。如电话电话机上每一个数字键都有不同的声音。对于手动控制器，不同的操作方式要求不同的控制器尺寸，而操作方式则取决于手的哪一部分操纵控制器。
图13-7给予出了手操纵控制器的六种方式。例如，用手指指尖推压的按钮，操纵力是通过手指施加于控制器的，其直径至少应与手指指尖等宽（约10mm）。需要用手握住进行操纵的手柄，其直径过小，容易引起肌肉过度紧张；直径过大，则手难于握牢。实验结果表明，手柄直径为50mm时，手和手柄的接触面积以及握力的发挥都有是最为理想的。对于手动控制器，其形状设计应考虑手的生理特点。由于指还应肌、大鱼际肌和小鱼际肌是手掌上肌肉最丰富的部位，而掌心是肌肉最少的部位，指骨间肌则是布满神经末梢的部位（见图13-8a）。因此，手柄形状应使手柄被握住的部位与掌心和指骨间肌之间留有空隙，以改善掌心和指骨间肌集中受力状态，保证手掌血液循良好，神经不受过强压迫。不论手动控制器还是脚动控制器都应