显示器与控制器布局

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1、第 八 章 显 示 器 与 控 制 器 布 局 第 一 节 显 示 装 置 与 控 制 装 置 设 计 的 原 则 显 示 装 置 及 控 制 装 置 的 设 计 基 本 要 求 就 是 要 保 证 人 、 机 双 方的 信 息 能 够 迅 速 准 确 地 交 流 。 减 少 信 息 加 工 的 复 杂 性 ， 从 而 提 高 工 作 效 率 。 设 计 能 实 现 最佳 的 信 息 交 流 系 统 ， 至 少 要 遵 守 下 面 五 个 原 则 ：1 时 间 顺 序 原 则 2 功 能 顺 序 设 计 这 是 指 按 多 个 控 制 器 的 作 用 顺 序 排 列 布 置 显 示 器 及 控

2、 制 器 。如 果 功 能 的 顺 序 不 止 一 个 时 ， 应 按 主 要 功 能 顺 序 排 列 。 显 示 器 或控 制 器 按 功 能 顺 序 排 成 直 线 时 ， 由 左 向 右 或 由 上 向 下 排 列 ； 如 果是 圆 形 排 列 应 取 顺 时 针 方 向 。 3 使 用 频 率 原 则 使 用 频 率 最 高 的 显 示 器 或 控 制 器 应 布 置 在 最 佳 的 信 息 接 受 区域 或 最 佳 操 作 区 4 重 要 性 原 则 重 要 的 显 示 器 或 控 制 器 即 便 使 用 的 频 率 不 高 ， 也 应 布 置 在 比较 方 便 的 位 置 。 5

3、运 动 方 向 性 原 则 在 仪 表 板 上 布 置 的 显 示 器 和 控 制 器 ， 其 旋 转 方 向 或 移 动 方 向应 遵 守 运 动 方 向 一 致 原 则 。 第 二 节 显 示 器 布 局 显 示 器 布 置 得 当 ， 可 提 高 认 读 效 果 ， 减 少 巡 检 时 间 ， 提 高 工 作效 率 。显 示 器 布 局 中 的 主 要 问 题 有 两 个 ： 一 是 选 择 最 佳 认 读 区 域 ； 二是 仪 表 的 配 置 方 法 。 一 、 显 示 器 位 置 与 反 应 速 度 的 关 系 尽 管 人 的 视 野 很 宽 ， 但 是 在 整 个 视 野 和 各

4、视 点 上 其 反 应 速 度 及认 读 准 确 性 都 不 相 同 ， 特 别 是 在 紧 张 的 情 况 下 对 不 同 位 置 的 反应 效 率 有 很 大 差 别 。 1973年 海 恩 斯 （ Haines） 和 吉 利 兰 （ Gililand） 将 信 号 灯 布 置 在视 野 的 不 同 区 域 上 ， 对 七 名 被 试 者 作 反 应 速 度 实 验 ， 其 结 果 绘制 成 图 8-3所 示 的 折 线 图 。 折 线 是 将 相 同 反 应 速 度 的 视 点 连 接 而成 ， 称 等 反 应 时 间 曲 线 。 二 、 刻 度 盘 指 针 式 仪 表 群 的 布 局

5、刻 度 盘 指 针 仪 表 最 宜 用 于 检 查 显 示 和 动 态 显 示 。 这 种 显 示常 常 需 要 多 表 同 时 进 行 ， 而 所 用 的 仪 表 又 往 往 是 相 同 的 ， 多 个相 同 的 仪 表 就 构 成 一 个 仪 表 群 。 1. 仪 表 群 的 排 列 为 了 保 证 工 作 效 率 和 减 少 疲 劳 ， 布 置 显 示 器 时 ， 应 当 考 虑 让操 纵 者 不 必 运 动 头 部 和 眼 晴 ， 更 不 要 移 动 座 位 ， 即 可 一 眼 看 清 全部 显 示 器 。 为 了 达 到 这 个 要 求 ， 一 般 可 根 据 显 示 器 的 数 量

6、 和 控 制室 的 容 量 ， 选 择 直 线 形 布 置 ， 弧 形 布 置 或 折 式 布 置 等 布 置 方 式 。从 视 觉 特 征 来 说 ， 仪 表 板 的 视 距 最 好 是 70cm左 右 ， 其 高 度 最 好与 眼 相 平 ， 布 置 时 ， 面 板 应 后 仰 30 o角 。 2. 动 态 显 示 对 机 器 运 行 中 各 部 分 的 状 态 ， 进 行 的 检 查 显 示 是 对 机 器 作 的 静态 显 示 。 而 动 态 显 示 则 要 求 描 述 出 机 器 的 运 行 过 程 ， 为 了 这 个 目的 ， 常 常 将 显 示 机 器 完 成 工 作 过 程 的

7、 仪 表 构 造 成 模 拟 的 形 态 ， 或组 合 成 一 幅 系 统 运 行 模 型 的 动 态 图 案 。 这 种 仪 表 群 的 实 例 很 多 ，如 高 炉 控 制 显 示 仪 表 板 ， 等 等 。 铁 路 信 号 室 及 调 度 室 中 的 大 型 显 示 板 也 属 于 动 态 显 示 仪 表 群 。它 采 用 各 种 显 示 器 具 组 合 成 形 象 的 站 场 列 车 动 态 显 示 系 统 ， 这 种综 合 显 示 省 去 了 很 多 解 释 抽 象 仪 表 的 时 间 ， 同 时 也 降 低 了 差 错 率 ，因 此 大 大 提 高 了 显 示 效 果 。 第 三

8、节 控 制 器 布 局 三 个 问 题 ： 一 、 控 制 器 应 布 置 在 什 么 位 置 ； 二 、 各 控 制 器 之 间 的 间 隔 ； 三 、 防 止 意 外 误 操 作 的 措 施 。 一 、 控 制 器 的 位 置 设 计 控 制 器 布 置 的 位 置 除 应 遵 守 时 间 顺 序 、 功 能 顺 序 、 使 用 频 率 、重 要 性 及 运 动 方 向 原 则 之 外 ， 还 要 考 虑 各 种 控 制 器 本 身 操 作 特 点 ，将 其 布 置 在 这 种 控 制 的 最 佳 操 作 区 域 之 内 。 如 颜 色 编 码 控 制 器 应布 置 在 最 佳 视 觉 域

9、 之 内 ； 位 置 编 码 控 制 器 应 安 排 在 习 惯 的 操 纵 位置 上 等 ， 以 使 控 制 器 的 位 置 有 利 于 其 编 码 的 识 别 。 此 外 ， 联 系 较多 的 控 制 器 应 尽 量 互 相 靠 近 ， 控 制 器 的 排 列 和 位 置 要 符 合 其 操 作程 序 和 逻 辑 关 系 ， 还 应 适 合 人 左 右 手 及 左 右 脚 的 能 力 。 1965年 ， 夏 普 （ Sharp） 和 霍 恩 希 恩 （ Hornseth） 将 旋 钮 、 板动 开 关 和 按 钮 三 种 控 制 器 分 别 布 置 在 三 个 距 操 作 者 760mm的

10、 控 制板 上 ， 作 操 纵 实 验 ， 得 到 图 所 示 的 区 域 图 ， 不 同 控 制 器 的 操 作 域 二 、 控 制 器 的 间 隔 设 计 控 制 器 之 间 的 间 隔 不 是 越 小 越 好 ， 间 隔 小 虽 可 以 排 得 紧 凑 ， 观 察 方 便 ， 但 实 验 证 明 ， 过 小 间 隔 会 明 显 地 增 加 误 操 作 率 。 控 制 器 的 间 距 取 决 于 控 制器 的 形 式 ， 操 作 顺 序 和 是 否 需 要 防 护 等 因 素 。 控 制 器 的 安 排 和 间 隔 应 尽 可 能 作 到 在 盲 目 定 位 等 动 作 时 ， 有 较 好

11、 的 操 作 效 率 。 控 制 器 的 形 式 对 于 控 制 器 间 隔 的 影 响 很 大 。 不 同 形 式 的 控 制 器 要 求 不 同 的 使 用 方 式 。 例 如 按 钮 只 需 指 尖 向 前 揪 ， 对 周 围 的 影 响 最 小 。 而 扳 动 开 关 既 要 求手 指 在 扳 钮 两 侧 有 足 够 的 空 间 以 便 捏 住 钮 柄 ， 又 要 求 留 出 沿 扳 动 方 向 的 手 活 动 空 间 。 再 如 杠 杆 操 纵 器 ， 如 果 两 个 杠 杆 必 须 用 两 手 同 时 操 作 ， 两 只 手 柄 间就 必 须 留 有 可 容 纳 两 只 手 动 作

12、 时 不 会 相 碰 的 距 离 ； 如 果 两 只 杠 杆 是 用 一 只 手 顺 序 操 作 ， 两 支 手 柄 的 间 距 可 以 小 得 多 。 操 作 器 具间 距操 作 方 法 手 指 手 脚按 钮 扳 动 开 关 杠 杆 曲 柄 旋 钮 踏 板 之 间 中 心 距同 时 操 作 125 125 125 单 肢 顺 序 操 作 25 25 100 200单 肢 随 机 操 作 50 50 100 100 50 150 250不 同 的 手 指 操作 10 15 三 、 防 止 误 操 作 设 计 将 按 钮 或 旋 钮 设 置 在 凹 入 的 底 座 之 中 ， 或 加 装 栏 杆

13、 等 ； 使 操 作 手 在 越 过 此 控 制 器 时 ， 手 的 运 动 方 向 与 该 控 制 器 的 运 动 方 向 不 一 致 ， 例 如 ： 如 果 操 作 时 手 是 以 铅 直 方 向 越 过 某 杠 杆 ， 这 时 可 以 将 此 杠 杆 的 动 作 方 向 设 计 成 水 平 的 ， 即 使 无 意 中 被 经 过 的 手 碰 到 也 不 会 产 生 误 动 作 ； 在 控 制 器 上 加 盖 或 加 锁 ； 按 固 定 顺 序 操 作 的 控 制 器 ， 可 以 设 计 成 联 锁 的 形 式 ， 使 之 必 须 依 次 操 作 才 能 动 作 ； 增 加 操 作 阻 力

14、 ， 使 较 小 外 力 不 起 作 用 。 第 四 节 显 示 器 与 控 制 器 综 合 布 局 在 显 示 装 置 人 控 制 装 置 这 个 链 条 中 ， 人 的 能 力 是 最 关键 的 参 数 。 如 果 显 示 变 化 得 过 快 ， 操 作 者 无 力 接 受 ， 就 无 法 做出 判 断 ， 机 器 将 处 于 失 控 状 态 。 假 如 控 制 器 过 于 粗 略 ， 无 法 用手 作 到 精 确 调 节 ， 机 器 也 将 失 控 。 反 之 如 果 显 示 器 与 控 制 器 区配 得 十 分 恰 当 ， 不 但 能 提 高 操 作 效 率 ； 提 高 机 器 运 行 的 可 靠 性 ；而 且 能 降 低 操 作 人 员 的 负 荷 ， 减 少 疲 劳 ， 提 高 工 作 效 率 ， 即 达到 人 机 的 最 佳 联 系 。 一 、 显 示 器 与 控 制 器 的 空 间 及 逻 辑 位 置 一 致二 、 显 示 器 与 控 制 器 运 动 一 致 三 、 显 示 器 与 控 制 器 的 概 念 一 致 四 、 控 制 显 示 移 动 比 率 设 计 五 、 避 免 操 作 对 显 示 的 干 扰