第七章 操纵装置设计

操纵装置的特征编码与识别

旋纽、手柄、按纽、按键设计

工作椅设计的主要依据

手握式工具的设计

操纵装置的特征编码与识别

形状编码

大小编码 颜

色编码

标志编码

形状编码

形象化的飞机操纵器形状与功能有直接的联系，如轮形的操纵器可用来操纵飞机的起落架，翼形操纵器则用于副翼或襟翼的操纵，这种形象化的操纵器有利于减少飞行事故。

形状编码

旋纽的形状编码

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。

大小编码

操纵器采用大小编码时，一般说来，大操作器的尺寸要比小操纵器的大 20% 以上，才有准确操纵的把握，而这一点是较难保证的，所以，大小编码形式的使用是有限的。

颜色编码

形体和颜色是物体的外部特征，因此，可用颜色编码来区分操纵器，人眼虽然分辨各种颜色 , 但用于操纵器的编码颜色，一般只有红、橙、黄、绿等五种，色相多了，容易混淆。

操纵器的颜色编码一般只能同形状和大小编码合并使用，而且只能靠视觉辨认，还容易受照度的影响，故使用范围有限。

颜色编码

标志编码

当操纵器数量很多，而形状又难区分时，可采用标志编码，即在操纵器上刻以适当的符号以示区别，符号的设计应只靠触觉就能清楚地识别。因此，符号应当简明易辨，有很强的外形特征。如下列所示：

可用触觉辨别的标志编码

旋纽、手柄、按纽、按键设计

旋纽的形体设计

旋纽的操纵力和适宜尺寸（ mm)

旋纽、手柄、按纽、按键设计

旋纽的形体设计 指示型旋纽的尺寸和式样

旋纽、手柄、按纽、按键设计

手柄的形体设计

手柄形式和着力方式比较

要求：手握舒适、施力方便，不产生滑动，同时还需控制它的动作，因此，手柄和尺寸应按手的结构特征设计：

旋纽、手柄、按纽、按键设计

手柄的形体设计

转动手柄的推荐尺寸

旋纽、手柄、按纽、按键设计

按钮的形体设计

其外形常为圆心和矩形，有的还带有信号灯。按纽通常用作系统的启动和关停。其工作状态有单工位和双工位，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。在选用时，要注意它们的区别。

按纽的尺寸主要按成人手指端的尺寸和操作要求而定。一般圆弧形按纽直径以 8—18mm 为宜，矩形按纽以 10*10 、 10*15 或15*20 为宜，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 。

旋纽、手柄、按纽、按键设计

按键的形体设计

常用计算机键盘（ QW—ERTY)

键盘的设计应考虑人手指按压键盘的力度、回弹时间及使用频度、手指移动距离等因素。人们使用键盘的最高击键速度可以达到 15次 /s, 一个熟练的使用者平均击键速度为 5次 /s.

旋纽、手柄、按纽、按键设计

按键的形体设计 按键的形式和尺寸

电话数字键盘与计算器数字键盘为什么不一样？

工作椅设计主要依据

坐姿的优点

当人站立时，人体的足裸、腰部、臀部和脊椎等关节部位受到静肌力作用，以维持直立状态，而坐时，可免除这些肌力，减少人体能耗，消除疲劳，坐姿态比站立更有利于血液循环，而且有利于保持身体的稳定。

目前，大多数办公室人员、脑力劳动者、部分体力劳动者都采用坐姿工作 。随着技术的进步，愈来愈多的体力劳动者也将采取坐姿工作，因而工作坐椅设计和相关的坐姿分析日益成为人机工程学工作者和设计师们关注的研究课题。

工作椅设计主要依据

脊柱结构

—坐姿生理学7

12

5

5

4

工作椅设计主要依据

腰曲弧线

—坐姿生理学

从坐姿生理学角度，应保证腰弧曲线正常。

工作椅设计主要依据 —坐姿生理学

腰椎后突和前突

工作椅设计主要依据 —坐姿生物力学

体压分布

工作椅设计主要依据 —坐姿生物力学

股骨受力分析

工作椅设计主要依据 —坐姿生物力学

椎间盘受力分析

从坐姿生物力学角度，应保证肢体免受异常力作用。

工作椅设计主要依据1 、使操作者在工作中保持身体舒适、稳定并能进行准确的控制和操作。

2 、座高（ 360—480mm) 和腰靠高 (165 —210mm)必须是可调节的。

3 、椅坐面和腰靠结构应使其感到安全、舒适。

4 、腰靠结构应具有一定的弹性和足够的刚性，腰靠倾角不得超过 115 度。

5 、工作坐椅一般不设扶手，需设扶手的必须保证操作人员作业活动的安全。

6 、其结构材料应耐用、阻燃、无毒。坐垫、腰靠、扶手的覆盖层应使用柔软、防滑、透气性好、吸汗的不导电材料制造。

设计要点

工作椅设计主要依据

座椅的结构形式

工作椅设计主要依据

主要参数

坐面倾角： 3—4 度 腰靠倾角： 110 度

手握式工具设计

手的解剖及其与工具使用有关的疾患

人体手部的掌侧观模型

手握式工具设计

手的解剖及其与工具使用有关的疾患

腕关节动作状态

手握式工具设计

手握式工具设计

设计原则：必须有效地实现预定的功能；

必须与操作者身体成适当比例，使操作者发挥最大效率；

适当考虑性别、训练程度和身体素质的差异；

作业姿势不能引起过度疲劳。

手握式工具设计

几个避免问题：

避免静肌负荷

手握式工具设计

避免手碗处于顺直状态

手握式工具设计

把手弯曲式工具设计

手握式工具设计

避免掌部组织受压力

手握式工具设计

避免手指重复动作

手握式工具设计

把手设计参数：直径：着力抓握 30—40 ；精密抓握 8—16

长度： 100—125；

形状：圆形、三角形、矩形、丁字形、斜丁字形等；

弯角： 10度左右；

双把手工具与用手习惯和性别差异：

作业题 :

1 、工作椅设计：根据人体尺寸及椅子设计原则，分析目前学生用椅的缺点，设计一种适合学生用的椅子。

请注意：你可以根据自己的兴趣，设计其他椅子。

2 、根据手握工具的设计原则，设计一种新型鼠标，并分析其设计根据。