第7章 车辆人机学课件[青松学堂]

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1、车辆 人 机 工 程 学第第7章操纵装置章操纵装置7.1 操纵装置类型操纵装置类型n按人体操作部位分按人体操作部位分:手控操纵装置手控操纵装置脚控操纵装置脚控操纵装置n按操作方式分：按操作方式分：手指接触、手指捏住、手接触、手抓住、手握住等手指接触、手指捏住、手接触、手抓住、手握住等整个脚踏、脚掌踏、脚跟踏等。整个脚踏、脚掌踏、脚跟踏等。n按操纵器的运动方式分：按操纵器的运动方式分：旋转式操纵器旋转式操纵器移动式操纵器移动式操纵器按压式操纵器按压式操纵器n按操纵器所实现功能分：按操纵器所实现功能分：开关式操纵开关式操纵转换式操纵转换式操纵调节式操纵调节式操纵紧急停车操纵器紧急停车操纵器1学堂A

2、车辆 人 机 工 程 学7.2 人体的运动特性人体的运动特性n操纵力操纵力 人的人的操纵力大小与运动方向、姿态、持续时间有关。操纵力大小与运动方向、姿态、持续时间有关。手臂操纵力手臂操纵力l坐姿：前后方向大于左右方向、上下方向；坐姿：前后方向大于左右方向、上下方向；l坐姿：向内大于向外、向下大于向上；坐姿：向内大于向外、向下大于向上；l立姿：垂直方向的上推力、上拉力最大；立姿：垂直方向的上推力、上拉力最大；l立姿：前臂与上臂成立姿：前臂与上臂成70时手臂弯曲操纵力最大。时手臂弯曲操纵力最大。握力握力l手掌朝上大于朝下。手掌朝上大于朝下。足蹬力足蹬力l与施力点位置有关；与施力方向有关。与施力点位

3、置有关；与施力方向有关。2学堂A车辆 人 机 工 程 学n操纵速度操纵速度人体运动部位人体运动部位l手比腿脚快，腿脚比躯干快；手比腿脚快，腿脚比躯干快；l（右利者）右手比左手快；（右利者）右手比左手快；运动方向运动方向l在水平面比在垂直面快；在水平面比在垂直面快；l水平方向：前后比左右快；水平方向：前后比左右快；l水平方向：旋转运动比直线运动快；水平方向：旋转运动比直线运动快；l垂直方向：从上往下比从下往上快；垂直方向：从上往下比从下往上快；l顺时针比逆时针快；顺时针比逆时针快；l向内比向外快；向内比向外快；l右手向右比向左快。右手向右比向左快。运动负荷运动负荷l负荷越小，速度越快。负荷越小，

4、速度越快。单手与双手能较快运动的区域单手与双手能较快运动的区域右手在水平面内右手在水平面内8个方向个方向的运动时间对比的运动时间对比3学堂A车辆 人 机 工 程 学n动作准确性动作准确性动作速度动作速度l速度越快，准确性越低。速度越快，准确性越低。动作量动作量l动作量小动作量小(100mm)，易使操作量过多，相对误差较大；，易使操作量过多，相对误差较大；动作量大动作量大(100mm400mm)，易使操作量过少，相对误差较小。，易使操作量过少，相对误差较小。动作方向动作方向l动作方向对准确性影响显著。动作方向对准确性影响显著。动作力动作力l有足够的操纵力，易准确控制。有足够的操纵力，易准确控制。

5、4学堂A车辆 人 机 工 程 学 7.3 操纵器设计操纵器设计n操纵器设计的一般原则操纵器设计的一般原则适合人的生理特点。适合人的生理特点。l适合人体尺寸；操作力、操作速度、操作方向、操作行程、操适合人体尺寸；操作力、操作速度、操作方向、操作行程、操作准确性等，都应与人体特性相适应。作准确性等，都应与人体特性相适应。操纵器的运动方向要同机器的运行状态及显示器有互动协调关系。操纵器的运动方向要同机器的运行状态及显示器有互动协调关系。l以减少误操作。以减少误操作。多个操纵器时，要易于辨认。多个操纵器时，要易于辨认。l合理编码。以提高操作速度，减少误操作。合理编码。以提高操作速度，减少误操作。让操作

6、者在合理的体位下操作。考虑依托支点。让操作者在合理的体位下操作。考虑依托支点。l以减轻疲劳和厌倦感。以减轻疲劳和厌倦感。形状美观、式样新颖、结构简单，形状美观、式样新颖、结构简单，5学堂A车辆 人 机 工 程 学n操纵器的操纵力操纵器的操纵力 确定操纵力应考虑的因素：确定操纵力应考虑的因素：肌体力肌体力l操纵频次越高，操纵力应越小。操纵频次越高，操纵力应越小。l操纵力应不大于最大肌力的操纵力应不大于最大肌力的1/2。操纵准确性操纵准确性l操纵力过小，易误触动；操纵力过小，易误触动；l操纵力过小，信息反馈量太弱；操纵力过小，信息反馈量太弱；l操纵力过小，不易精确跟踪。操纵力过小，不易精确跟踪。施

7、力体位施力体位l施力时的姿势、位置、指向不同，其最优操纵力不同。施力时的姿势、位置、指向不同，其最优操纵力不同。l避免静态施力。避免静态施力。操纵依托支点操纵依托支点l为保证操作平稳准确，减轻疲劳，应考虑选择合理的依托支点。为保证操作平稳准确，减轻疲劳，应考虑选择合理的依托支点。腰椎作为脚蹬操作的依托支点；腰椎作为脚蹬操作的依托支点；肘部作为前臂和手关节运动的依托支点；肘部作为前臂和手关节运动的依托支点；前臂作为手关节运动的依托支点；前臂作为手关节运动的依托支点；手腕作为手指运动的依托支点；手腕作为手指运动的依托支点；脚后跟作为踝关节运动的依托支点。脚后跟作为踝关节运动的依托支点。6学堂A车辆

8、 人 机 工 程 学操纵力梯度操纵力梯度l从操纵力取得操纵量大小的信息。从操纵力取得操纵量大小的信息。如汽车制动踏板的如汽车制动踏板的“随动作用随动作用”。l操纵力越小，梯度应越大。操纵力越小，梯度应越大。机动车操纵力的要求（机动车操纵力的要求（GB7258）被操被操纵纵的装置的装置操操纵纵方式方式机机动车类动车类型型最大操最大操纵纵力力,N转转向向方向方向盘盘所有机所有机动车动车245制制动动脚踏板脚踏板乘用乘用车车500其它机其它机动车动车700摩托摩托车车400手柄手柄摩托摩托车车250驻车驻车制制动动脚踏板脚踏板乘用乘用车车500其它机其它机动车动车700手柄手柄乘用乘用车车400其它

9、机其它机动车动车600离合器离合器脚踏板脚踏板拖拉机运拖拉机运输输机机组组300其它机其它机动车动车350手柄手柄所有机所有机动车动车2007学堂A车辆 人 机 工 程 学n操纵器的运动方向操纵器的运动方向与机器的运动方向协调与机器的运动方向协调与机器的功能协调与机器的功能协调8学堂A车辆 人 机 工 程 学与显示器的运动方向协调与显示器的运动方向协调 旋转操纵器与直线移动显示指旋转操纵器与直线移动显示指针的运动方向协调，应符合右螺旋针的运动方向协调，应符合右螺旋运动规则。运动规则。9学堂A车辆 人 机 工 程 学与显示器的位置协调与显示器的位置协调10学堂A车辆 人 机 工 程 学n操纵器的

10、布置操纵器的布置布置在操作灵便的位置布置在操作灵便的位置l布置在人的手脚活动便捷的区域；布置在人的手脚活动便捷的区域；l应尽可能布置在人的视野范围内；应尽可能布置在人的视野范围内；l若需操作力较大，应尽可能布置在施力较大的位置；若需操作力较大，应尽可能布置在施力较大的位置；l较重要的布置在易达区域内，使用频繁的布置在最佳区域内。较重要的布置在易达区域内，使用频繁的布置在最佳区域内。按功能分区布置，按操作顺序排列按功能分区布置，按操作顺序排列l将功能相关的操纵器集中布置；将功能相关的操纵器集中布置；l按操作顺序从左到右、从上到下、或顺时针排列。按操作顺序从左到右、从上到下、或顺时针排列。避免误操

11、作和操作干扰避免误操作和操作干扰l各操纵器保持一定间隔距离；各操纵器保持一定间隔距离；l操纵器不安置在胸腹高度的近身水平面上；操纵器不安置在胸腹高度的近身水平面上；l紧急操作用的操纵器应安排在最显眼而又最方便操作的位置。紧急操作用的操纵器应安排在最显眼而又最方便操作的位置。操纵器与相应显示器有协调关系操纵器与相应显示器有协调关系l操纵器与显示器的运动方向协调；操纵器与显示器的运动方向协调；l操纵器与显示器的位置协调。操纵器与显示器的位置协调。11学堂A车辆 人 机 工 程 学n操纵器的辨认性操纵器的辨认性编码就是使事物具有特征或特定代号，以易区别，避免混淆。编码就是使事物具有特征或特定代号，以

12、易区别，避免混淆。形状编码形状编码使在照明不良时也能分辨，用手也能辨别。形状最好能隐喻功能。使在照明不良时也能分辨，用手也能辨别。形状最好能隐喻功能。大小编码大小编码尺寸相差尺寸相差20%以上，才能较快感知。一般只分大、中、小以上，才能较快感知。一般只分大、中、小3个级。个级。12学堂A车辆 人 机 工 程 学色彩编码色彩编码为能快速分辨，一般只用红、黄、蓝、绿、黑、白。为能快速分辨，一般只用红、黄、蓝、绿、黑、白。注意有些操纵器有相关技术标准和广泛的色彩表义。注意有些操纵器有相关技术标准和广泛的色彩表义。要求照明条件较好。要求照明条件较好。位置编码位置编码最好不用眼睛看就能准确操作。最好不用

13、眼睛看就能准确操作。各操纵器有足够距离。一般不小于各操纵器有足够距离。一般不小于125mm。不用眼睛看的操纵器垂直排列优于水平排列。不用眼睛看的操纵器垂直排列优于水平排列。标志编码标志编码以文字、符号作简明标示。以文字、符号作简明标示。要求照明条件较好。要求照明条件较好。操作方法编码操作方法编码不同的操作方法（按压、旋转、扳动、推拉）；不同的操作方法（按压、旋转、扳动、推拉）；不同的操作方向；不同的操作方向；不同的操作阻力，使有不同手感、脚感。不同的操作阻力，使有不同手感、脚感。13学堂A车辆 人 机 工 程 学n操作区域的分区操作区域的分区分为区域分为区域1、区域、区域2、区域、区域3。n基

14、准平面：基准平面：与轿车的纵轴平行，并处于距驾驶员座椅与轿车的纵轴平行，并处于距驾驶员座椅R点左侧点左侧50 mm区域内的铅垂平面。区域内的铅垂平面。n操纵件位置的要求操纵件位置的要求 有位置编码功能。在可达区内。有位置编码功能。在可达区内。前照灯、前照灯光警告、转向指示灯的操前照灯、前照灯光警告、转向指示灯的操作件应设置在区域作件应设置在区域1。灯光总开关的操纵件的操作区域应设置在灯光总开关的操纵件的操作区域应设置在基准平面的左侧。基准平面的左侧。喇叭操纵件的部分操作区域可设置在区域喇叭操纵件的部分操作区域可设置在区域1或区域或区域2。手操纵驻车制动器的操纵件的操作区域应手操纵驻车制动器的操

15、纵件的操作区域应设置在基准平面的右侧。设置在基准平面的右侧。当区域当区域3只有一个操纵杆时（除变速杆外），该杆应能操作风窗玻璃洗只有一个操纵杆时（除变速杆外），该杆应能操作风窗玻璃洗涤器和刮水器。假如区域涤器和刮水器。假如区域3有二个或多个操纵杆（除变速杆外），风窗有二个或多个操纵杆（除变速杆外），风窗玻璃洗涤器或刮水器（手操作）应由操作区域最接近方向盘轮圈的操玻璃洗涤器或刮水器（手操作）应由操作区域最接近方向盘轮圈的操纵杆操作。纵杆操作。点火开关操纵件应安装在基准平面右侧。点火开关操纵件应安装在基准平面右侧。全部或部分危急警告操纵件安装在基准平面右侧。全部或部分危急警告操纵件安装在基准平面右侧。7.4 轿车手操纵件、指示器及信号装置的位置轿车手操纵件、指示器及信号装置的位置(GB/T 17867)14学堂A车辆 人 机 工 程 学n对操纵杆操作模式的要求对操纵杆操作模式的要求有操作编码的功能。有操作编码的功能。15学堂A