工业设计人机工程之操纵装置设计.ppt

6操控装置操控装置设计6 66.操纵装置设计6.16.1操纵控制器的类型操纵控制器的类型 6.26.2操纵控制装置的选择操纵控制装置的选择 6.36.3手动操纵装置设计手动操纵装置设计6.46.4脚控操纵器的设计脚控操纵器的设计 6.56.5操纵装置编码操纵装置编码6.66.6操纵与显示的相容性操纵与显示的相容性66 66.16.1操纵控制器的类型请尽可能多地列请尽可能多地列举出你所知道的举出你所知道的操纵装置，画或操纵装置，画或写在纸上！写在纸上！6 6这么多操这么多操纵装置，纵装置，如何分类如何分类？6 6 操纵控制器的种类很多，分类方法也不尽相同。一般来说，常见的分类方法有如下几种：1】按运动方式分旋转控制器：曲柄、手轮、旋塞、钥匙、旋钮等摆动控制器：开关杆、调节杆、杠杆键、拨动式开关、摆动开关、踏板等。滑动控制器：手闸、指拨滑快等。按压控制器：按钮、按键、键盘等。牵拉控制器：拉环、拉手、拉圈、拉钮等。6 62】按功能分开关控制器：用简单的开或关实现起动或停止的纵控制。如按钮、踏板、手柄等。转 换 控 制 器：把 系 统 从 一 个 工 作 状 态 转 到 另 一 个。如手柄、选择旋钮、操纵盘等。调 整 控 制 器：系 统 的 工 作 参 数 稳 定 地 增 加 或 减 少。如手柄、按钮、旋钮、操纵盘等。紧 急 停 车 控 制 器：用 于 最 短 时 间 内 产 生 制 动 效 果，启动要十分灵敏。它它与与开开关关控控制制器器基基本本相相同同，但但要要与与开开关关控制器分开布置，以免紧急操作时混乱，造成事故。控制器分开布置，以免紧急操作时混乱，造成事故。6 63】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：？6 6每一类操纵装置的特点描述的角度：使用功能、使用情况觉6 6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。是将人的信息输送给机器，用以调整、改变机器状态的装置。6 6讨论一个问题1】选择什选择什么操纵装置么操纵装置控制大门？控制大门？2】为什么为什么？6 66.2操纵装置的选择如何选择操纵装置？主要是按使使用用功功能能和操操作作要要求求进行选择，这对于安全生产、提高工作效率非常重要。一般应遵循如下几个原则:使用功能使用功能【执行信息特征执行信息特征】：启动制动不连续调节定量调节连续调节数据输入操纵装置类型6 6每一类操纵装置的特点描述的角度：使用功能、使用情况觉6 66.2操纵装置的选择如何选择操纵装置？操作要求，操作要求，一般应遵循如下几个原则:快速、精细的操作，主要采用手动或指动控制器。用力的操作应采用手臂及下肢控制。手动控制器应安排在容易接触到和易看到的空间。按钮的间距应为15mm，各手控制器的间距不小于50mm。手揿按钮、旋钮适用于费力小、移动幅度不大及高精度的阶梯式或连续式调节。长臂杆、手柄、手轮、踏板则适用于费力、幅度大和低精度的操作。对于各种控制器的使用情况，见表。6 66 6如果没有合适的操纵装置供选择或者公司本身就是制作操纵装置的！手控操纵装置设计要手控操纵装置设计要考虑哪些方面内容？考虑哪些方面内容？6.3手控操纵装置设计掌心部位肌肉掌心部位肌肉最少，指骨间最少，指骨间肌和手指肌是肌和手指肌是神经末梢满布神经末梢满布的区蜮，而的区蜮，而指指球肌、大鱼际球肌、大鱼际肌、小鱼际肌肌、小鱼际肌是肌肉丰满的是肌肉丰满的肌肉部位，是肌肉部位，是手掌上的天然手掌上的天然减震器减震器6 61.1.手动控制器设计考虑的因素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。手动控制器设计中，有旋钮、按键、操纵手把等。6 62.2.旋钮设计旋钮设计旋旋钮钮种种类类:其形状可分为圆形、多边、指针旋钮和手动转盘等。()适于微调，()力量可大些，()旋钮上带有指示刻度线。(a)(a)圆形圆形(b)(b)多边形多边形(c)(c)指针形指针形(d)(d)转盘转盘 615圆形同心旋钮圆形同心旋钮尺寸设计及注意事项6 6多边形旋钮多边形旋钮：力量大，常用于不需要连续旋转的场合。一般调节范围不足360度，旋转定位精度不高。6 6指指针针式式旋旋钮钮：旋钮带有指针的形状，当旋转旋钮时，可靠指针确定旋钮的位置。可得到较较精精确确的的调调节节。设计时应突突出出指指针针的形状，以便使操作者了解旋钮的最终位置。参考尺寸如图。18适宜操作的旋钮尺寸 6 63.按键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三、操纵控制装置的设计（一）手动控制器设计（一）手动控制器设计 6 64操操纵纵手手把把：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、尺度及触觉特性符合手的结构、尺度及触觉特性。24(a)(b)(c)(a)(b)(c)为好为好(d)(e)(f)(d)(e)(f)为差为差手把与手掌的关系 把手长度=手幅宽把手径向尺寸适中6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。64.4.适宜的用力范适宜的用力范围 操纵装置不但在形状、尺寸上与人手相适应，还要在操纵力上与人适应。6 6脚操纵的控制器也是比较常用的。如汽车的离合器踏板、刹车踏板及其它机械(如冲床、蒸汽锤)的脚踏板等。用脚控的情况有：(1)需连续操作，用手又不方便的场合；(2)无论是连续性控制，还是间歇性控制，其操纵力都超超过过5-15kg5-15kg的情况下；(3)手的控制工作量过大，不足以完成控制任务时。在设计和选用脚控时，一般尽量采采用用坐坐姿姿。因为坐姿状态下人体容易保持平衡，且容易出力。用于精确操作时，坐姿显然优于立姿。为使操作既省力又舒适，必须处处理理好好控控制制器器相相对对于于人人的的位位置置；否则操作起来费劲、易疲劳。316.46.4脚控操纵器的设计6 6脚动控制器主要有脚踏板和脚踏钮两类。1 1脚踏板脚踏板脚踏板可分双脚操作和单脚操作。双脚操作的脚踏板主要有往复式和回转式；单脚操作的脚踏板是直动式，分脚踏式和脚踩式。326 6坐坐姿姿：脚踏板典型的例子，如汽车的制动踏板。这种踏板人腿与脚的舒适角度为90度，其位置位置有三种。34a)是座位较高，小腿与地面几乎垂直的情况，脚的下压力不能超过90N；b)是座位较低，小腿倾斜的情况，此时踏力不能超过180N；c)是座位很低，小腿较平的情况，此时一般蹬力能达到600N。6 6站站姿姿：若是站立操作，则脚踏板的高度不得超过地面25cm，最佳为20cm或稍小些。立姿、坐姿、立坐交替操作时的脚踏板设计参数，可供选用。376 62 2脚踏钮脚踏钮在某种情况，当手操作不便时，可采用脚踏钮来代替手动按钮的迅速操作。图为常用脚踏钮的尺寸供参考。脚踏钮的主要一般仅限于开或关的简单操作，操作空间过小情况下使用。406 63.3.适宜的操纵力适宜的操纵力6 66.5 操纵装置编码操纵装置编码操纵装置编码 1）形式编码 2）位置编码 3）尺寸编码 4）颜色编码 5）符号编码在使用多种操作器时，安形状、在使用多种操作器时，安形状、位置、尺寸、色彩或符号进行编位置、尺寸、色彩或符号进行编码，以提高效率和减少误操作。码，以提高效率和减少误操作。6 66.6操纵与显示相合性1.操纵-显示比操纵器与显示器移动量之比。6 62.操纵与显示相合性原则6 62.操纵与显示相合性原则6 62.操纵与显示相合性原则操纵器右移或右旋时，指针应右移或上移；操纵器向上或向前时，指针应向上或向右移；操纵器右移或顺时针时，被控量为增加操纵器右移时，固定指针显示器的表盘左移，数值增加；操纵器朝上、前、右移动时，显示器读数增加，或开关进入“开”。6 63.操纵显示的编码和编排相合性操纵显示的编码和编排相合性重要的原则是见操纵显示的编码应尽可能一 致。6总 结控制器的控制器的设计有以下几个基本的要求：有以下几个基本的要求：1）任何控制器，都都要要适适应人人体体生生理理特特征征的要求。如控制器的安装位置、排列方式、操纵速度和操纵力的大小都要符合人体的生理特征，以便使操作者都能舒适而满意的进行操作。2）控制器要要与与设备系系统的的工工作作状状态结合合起起来来。控制器的运动方向应和显示器指针或设备的运动方向相适应，并使之符合人的习惯。如设备某部分是上下直线运动时，此部分的控制器的操作方向也应上下直线运动；又如汽车的方向盘操作的方向与汽车转弯的方向应该是一致的。3）控制器的形形态应体体现其操作方式，以利于辨其操作方式，以利于辨认。4）控制器的造型设计要要求求外外形形尺尺寸寸大大小小适适当当，适适应人人体体生生理理恃恃点点，而且造型应美观大方，且便于操纵。5）操纵中的握、动等动作都是人与物接触的过程，从关心人的角度来考虑，我们还是以手手动控制器和脚控制器和脚动控制器控制器为主主来进行设计探讨。6作业：操纵装置设计改进2人一组。寻找操纵装置设计不合理的案例6个，拍照。根据操纵装置设计的原则改进之，画出每一个的改进方案。做成ppt文件名：工设0901-学号-姓名-作业名