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人机工程学人机工程学一、什么是人机工程学一、什么是人机工程学二、人机系统中人的特性二、人机系统中人的特性1人的生理、心理特性人的生理、心理特性2人的作业特性人的作业特性三、人体测量与作业空间三、人体测量与作业空间四、人与作业环境四、人与作业环境五、人机信息界面与人机系统五、人机信息界面与人机系统2021/5/242021/5/241 1人机工程学人机工程学人机工程人机工程学的研究目标：通过揭示人、机、环境之间的相互关系规律，学的研究目标：通过揭示人、机、环境之间的相互关系规律，从而确保人从而确保人机机环境系统总体性能的最优化。环境系统总体性能的最优化。1.中国企业管理百科全书中国企业管理百科全书定义为：研究人和机器、环境的相互作用及定义为：研究人和机器、环境的相互作用及其合理性，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特征，达到在其合理性，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特征，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。2.人机工程学就是运用生理学、心理学、管理学的有关理论和知识，利人机工程学就是运用生理学、心理学、管理学的有关理论和知识，利用系统分析的观点，处理人用系统分析的观点，处理人机机环境所组成的系统；使三者组成的系统环境所组成的系统；使三者组成的系统达到最佳状态。也就是说既能保证提高人的工作效率，同时又能使人在心达到最佳状态。也就是说既能保证提高人的工作效率，同时又能使人在心理和生理感到舒适，并保证人的健康和安全。理和生理感到舒适，并保证人的健康和安全。人机工程人机工程学的研究对象：人学的研究对象：人机机环境的相互作用关系。环境的相互作用关系。一、定义一、定义一、定义一、定义2021/5/242021/5/242 2人机工程人机工程学的发展学的发展一、经验人机工程学一、经验人机工程学一、经验人机工程学一、经验人机工程学 人机工程人机工程学的发展大致经历了三个阶段：学的发展大致经历了三个阶段：3.代表人：代表人：1.时间：时间：20世纪初世纪初 第二次世界大战爆发第二次世界大战爆发2.特点：以机器设计为中心，通过对人的选拔和培训来适应机器。特点：以机器设计为中心，通过对人的选拔和培训来适应机器。（由于机器进步很快，使人难以适应，所以大量存在着伤害人身心的问题）（由于机器进步很快，使人难以适应，所以大量存在着伤害人身心的问题）吉尔布雷斯吉尔布雷斯 砌砖作业砌砖作业 动作研究动作研究美国学者泰勒美国学者泰勒 铁锹实验铁锹实验 时间研究时间研究 2021/5/242021/5/243 3二、科学人机工程学二、科学人机工程学二、科学人机工程学二、科学人机工程学三、现代人机工程学三、现代人机工程学三、现代人机工程学三、现代人机工程学2.特点：一切都以人为中心特点：一切都以人为中心 2.特点：重视工业与工程设计中特点：重视工业与工程设计中“人的因素人的因素”，力求使机器适应人。，力求使机器适应人。即机器的设计符合人的习惯。即机器的设计符合人的习惯。1.时间：第二次世界大战时间：第二次世界大战 50年代末年代末1.时间：时间：60年代年代 至今至今四、在我国的发展四、在我国的发展四、在我国的发展四、在我国的发展 1989年正式成立了本学科与年正式成立了本学科与IEA相应的国家一级学术组织相应的国家一级学术组织中国人类工效学学会（中国人类工效学学会（Chinese Ergonomics Society,简称简称CES）。）。2021/5/242021/5/244 4人机工程学的研究内容人机工程学的研究内容一、为一、为一、为一、为 什什什什 么么么么 要要要要 实实实实 施施施施 人人人人 机机机机 工工工工 程程程程 学学学学u 健 康 问 题u 工 伤 事 故u 提 高 生 产 率2021/5/242021/5/245 5二、人机工程学的研究内容二、人机工程学的研究内容二、人机工程学的研究内容二、人机工程学的研究内容1.人体特性的研究人体特性的研究：研究人的生理、心理特性和能力限度2.人机系统的总体设计：人机系统的总体设计：研究人机功能的合理分配3.工作场所和信息传递装置的设计：工作场所和信息传递装置的设计：研究人机相互作用及人机界面的设计5.环境控制与安全保护设计：环境控制与安全保护设计：研究作业环境和人的可靠性与安全4.作业及其改善作业及其改善2021/5/242021/5/246 6人人机机工工程程学学的的应应用用ManufacturingHome&LeisureServiceOffice返回2021/5/242021/5/247 7人机系统中人的作业特性人机系统中人的作业特性 体力劳动时的能量消耗体力劳动时的能量消耗人体作业过程的调节与适应人体作业过程的调节与适应作业能力及其影响因素作业能力及其影响因素合理安排作业休息制度合理安排作业休息制度作业疲劳及其测定作业疲劳及其测定2021/5/242021/5/248 8 体力劳动时的能量消耗一、动态作业一、动态作业一、动态作业一、动态作业2 2、静态作业、静态作业、静态作业、静态作业 所有的肌肉运动都会导致疲劳，但程度取决于很多事情：如舒适程所有的肌肉运动都会导致疲劳，但程度取决于很多事情：如舒适程度、年龄和经验。静态的肌肉运动，其疲劳的恢复时间是动态运动的度、年龄和经验。静态的肌肉运动，其疲劳的恢复时间是动态运动的1010倍。倍。概念概念肌肉等长收缩来保持一定姿势或本位的作业。特点特点能耗水平不高，但易引起人的疲劳。2021/5/242021/5/249 9三、人体的能量代谢三、人体的能量代谢三、人体的能量代谢三、人体的能量代谢1.定义定义能量代谢就是人体有关能量的产生、转移和消耗。2.种类种类 1）基础代谢量：人在基础条件下，维持人最基本生理活动，所需 消耗的能量。按机体所处的状态分为三种：基础代谢率：单位时间内，单位体表面积所消耗的基础代谢量。用B表示，单位：KJ/(m2.h)体表面积体表面积 S(m2)0.0061身高身高(cm)0.0128 体重体重(kg)0.1529基础代谢量基础代谢量=基础代谢率基础代谢率人体表面积人体表面积持续时间持续时间BSt我国正常人基础代谢率的平均值如表表所示2021/5/242021/5/241010基基 础础 代代 谢谢 量量安安 静静 代代 谢谢 量量能能 量量 代代 谢谢 量量 维维 持持 体体 位位 所所 应应 增增 加加 的的 代代 谢谢 量量 作作 业业 所所 增增 加加 的的 代代 谢谢 量量三种代谢量的关系 3）能量代谢量：人体进行作业或运动时所需消耗的总能量。能量代谢率：用M表示 能量代谢量MS t 2）安静代谢量：机体保持某部位的平衡及某种姿势所需消耗的能量。安静代谢率：用R表示 R=1.2B 安静代谢量RS t1.2BS t2021/5/242021/5/241111RMR(能量代谢率安静代谢率能量代谢率安静代谢率)/)/基础代谢率基础代谢率(M1.2B)/B 由上式得：由上式得：MB（RMR1.2）总能耗总能耗 B（RMR1.2）体表面积体表面积活动时间活动时间（RMR1.2）基础代谢量基础代谢量3.3.相对代谢率相对代谢率相对代谢率相对代谢率（Relative Metabolic RateRelative Metabolic Rate）劳动强度不同，所消耗的能量不同，由于劳动者的体质差异，即使同样的劳动强度，不同劳动者的能量代谢也不同，为了消除个体差异，常用相对代谢率来衡量劳动强度。用RMR表示。4.4.4.4.能量代谢率的测定能量代谢率的测定能量代谢率的测定能量代谢率的测定2021/5/242021/5/241212四、劳动强度等级的划分四、劳动强度等级的划分1.劳动强度劳动强度是指作业者在生产过程中体力消耗及紧张程度。2.指标指标1）相对代谢率 RMR 相对指标2）劳动强度指数 I 绝对指标 I=3T+7M 3：实际劳动率系数 7：能量代谢率系数 T（净作业时间比率）：工作日内净作业时间/工作日总工时 M（能量代谢率）：8小时工作日的平均能量代谢率（KJ/minm2）3.等级划分等级划分（1）I15 一级劳动强度 轻（2）I=1520 二级劳动强度 中（3）I=2025 三级劳动强度 重（4）I25 四级劳动强度 极重1）以RMR指标分级 见表见表2）以I指标分级2021/5/242021/5/241313 作业能力及其影响因素一、作业能力一、作业能力一、作业能力一、作业能力1.概念：概念：指完成某作业，作业者所表现的生理、心理、技能的综合性素质。2.表达方式表达方式3.变化规律变化规律生产成果（产量、质量）=（作业能力，作业动机）劳动生产率时间终末激发 入门期（Induction period）稳定期（steady period）疲劳期（Fatigue period）午休作业能力均值2021/5/242021/5/241414 4.意义意义1）合理安排休息，不要在没进入疲劳期就安排休息；2）据作业能力变化规律 作业速率变 以延缓疲劳例如：入门期稳定期疲劳期Vt 脑力劳动 安排工作V：V工作能力时，会加速作业者的疲劳，甚至影响身体健康。V工作能力时，会加速作业者的疲劳，甚至影响身体健康。工作能力时，会加速作业者的疲劳，甚至影响身体健康。V 84 kJ/(m3h)的作业环境。的作业环境。在我国国标中对应下列三种在我国国标中对应下列三种 高温高温强强热辐热辐射作射作业业：气温高，气温高，热辐热辐射射强强度大，相度大，相对对湿度湿度较较低。低。例如：例如：炼钢车间炼钢车间、锻锻造造车间车间2）影响）影响高温环境下，人的水分和盐分大量丧失高温环境下，人的水分和盐分大量丧失作业环境有效温度作业环境有效温度 控制作业负荷控制作业负荷 图图人人 新陈代谢新陈代谢V M 散热小于产热散热小于产热 S 体温体温热应激效应热应激效应 中暑、热衰竭中暑、热衰竭 高温高湿作高温高湿作业业：干球温度干球温度 30 80%例如：纺织例如：纺织 夏天露天作夏天露天作业业：寒冷地区寒冷地区 32 炎炎热热地区地区 35 例如：种植例如：种植业业、建筑作、建筑作业业2021/5/242021/5/2448483.3.3.3.低温对人和操作的影响低温对人和操作的影响低温对人和操作的影响低温对人和操作的影响 工作：工作：作作业业能力下降能力下降 出出错错率率 注意力分散注意力分散uu热环境对脑力劳动的影响热环境对脑力劳动的影响热环境对脑力劳动的影响热环境对脑力劳动的影响 表现在效率和相对差错次数两方面，见图表现在效率和相对差错次数两方面，见图表现在效率和相对差错次数两方面，见图表现在效率和相对差错次数两方面，见图9-49-4。uu热环境对体力劳动的影响热环境对体力劳动的影响热环境对体力劳动的影响热环境对体力劳动的影响 表现在操作效率和事故发生率两方面。表现在操作效率和事故发生率两方面。表现在操作效率和事故发生率两方面。表现在操作效率和事故发生率两方面。见图见图见图见图9-59-59-59-5 操作操作 对手的影响最大对手的影响最大 见图见图定义：作业环境温度低于允许温度下限。定义：作业环境温度低于允许温度下限。影响：影响：人：人：环境温度环境温度 皮肤血管收缩皮肤血管收缩体表温度体表温度血流量停滞血流量停滞 体表温度下降大体表温度下降大 冻伤冻伤工作时的温度最好在工作时的温度最好在15.5 27 2021/5/242021/5/244949五、改善微气候条件的措施五、改善微气候条件的措施五、改善微气候条件的措施五、改善微气候条件的措施 1.改善高温作业环境的措施改善高温作业环境的措施 1）生产技术：）生产技术：合理布置热源合理布置热源 例：布置在下风头，车间外例：布置在下风头，车间外 隔热隔热 通风换气通风换气 降低湿度降低湿度 2）保健方面：）保健方面：供给饮料（供给饮料（12为宜，以加盐为宜，量少次数多为宜）为宜，以加盐为宜，量少次数多为宜）劳保用品劳保用品 适应性检查适应性检查 因为有些人不适应高温作业因为有些人不适应高温作业 3）生产组织：）生产组织：合理安排作业负荷合理安排作业负荷 休息场所（温度休息场所（温度20 30为宜，太低人体汗腺）为宜，太低人体汗腺）集体作业集体作业 采暖和保暖采暖和保暖2.改善低温作业环境改善低温作业环境 提高作业负荷提高作业负荷 个体防护个体防护 特殊特殊 例：操作空间小，可以采用热辐射取暖等方法。例：操作空间小，可以采用热辐射取暖等方法。2021/5/242021/5/245050六、微气候的主观评价标准六、微气候的主观评价标准六、微气候的主观评价标准六、微气候的主观评价标准1.1.主观评价依据：微气候对人体影响的主观感觉包括主观评价依据：微气候对人体影响的主观感觉包括主观评价依据：微气候对人体影响的主观感觉包括主观评价依据：微气候对人体影响的主观感觉包括6 6个方面的因素：个方面的因素：个方面的因素：个方面的因素：空气温度、热辐射温度、空气相对湿度、气流速度、人体温度、皮空气温度、热辐射温度、空气相对湿度、气流速度、人体温度、皮空气温度、热辐射温度、空气相对湿度、气流速度、人体温度、皮空气温度、热辐射温度、空气相对湿度、气流速度、人体温度、皮肤温度，参阅表肤温度，参阅表肤温度，参阅表肤温度，参阅表9-19-1，表，表，表，表9-29-22.工作效率不受影响的温度范围，见图工作效率不受影响的温度范围，见图9-83.工业生产微气候标准，参阅表工业生产微气候标准，参阅表9-3，表，表9-42021/5/242021/5/245151光环境光环境一、光的性质及其度量一、光的性质及其度量一、光的性质及其度量一、光的性质及其度量1.光的性质光的性质1）光通量（）光通量（）：是最基本的光度量。）：是最基本的光度量。2.光的度量光的度量人的两眼可以感受到的光波只占整个电磁光谱的一小部分，人的两眼可以感受到的光波只占整个电磁光谱的一小部分，人的两眼可以感受到的光波只占整个电磁光谱的一小部分，人的两眼可以感受到的光波只占整个电磁光谱的一小部分，其波长为其波长为其波长为其波长为380780nm 380780nm 可见光可见光可见光可见光 见图见图见图见图3-33-3。2 2）发光强度（光强）发光强度（光强）发光强度（光强）发光强度（光强）I I I I定义：指光源在给定方向上单位立体角内发出的光通量。定义：指光源在给定方向上单位立体角内发出的光通量。常用于描述点光源的发光特性。常用于描述点光源的发光特性。测量：光电管测量：光电管定义：单位时间内通过某一面积的光量。定义：单位时间内通过某一面积的光量。单位：单位：流明流明 lm2021/5/242021/5/2452523 3）亮度）亮度）亮度）亮度4 4）照度（）照度（）照度（）照度（E E）光强与光通量之间的关系：光强与光通量之间的关系：坎德拉坎德拉cd 亮度表示亮度表示亮度表示亮度表示发光面发光面发光面发光面的明亮程度，亮度可用的明亮程度，亮度可用的明亮程度，亮度可用的明亮程度，亮度可用亮度计亮度计亮度计亮度计直接测量。直接测量。直接测量。直接测量。指发光面在指定方向的发光强度与发光面在垂直于所取方向的平面上的投影指发光面在指定方向的发光强度与发光面在垂直于所取方向的平面上的投影指发光面在指定方向的发光强度与发光面在垂直于所取方向的平面上的投影指发光面在指定方向的发光强度与发光面在垂直于所取方向的平面上的投影面积之比。面积之比。面积之比。面积之比。L LSScoscos 单位：为坎单位：为坎单位：为坎单位：为坎(德拉德拉德拉德拉)每平方米（每平方米（每平方米（每平方米（cd/mcd/m2 2）.:取定方向与发光面法线方向的夹角。取定方向与发光面法线方向的夹角。取定方向与发光面法线方向的夹角。取定方向与发光面法线方向的夹角。照射在物体单位表面面积上的光通量。照射在物体单位表面面积上的光通量。定义定义:单位：勒克司（单位：勒克司（lx）1 勒克司勒克司=1 流明流明/平方米平方米d dE Ed dA照度表明照度表明被照面被照面上光的强弱，可用上光的强弱，可用 光电池照度计光电池照度计测量。测量。2021/5/242021/5/245353二、良好光环境的作用二、良好光环境的作用二、良好光环境的作用二、良好光环境的作用 1.1.光环境对生产率的影响光环境对生产率的影响光环境对生产率的影响光环境对生产率的影响作业场所的光环境，有天然采光和人工照明。作业场所的光环境，有天然采光和人工照明。作业场所的光环境，有天然采光和人工照明。作业场所的光环境，有天然采光和人工照明。天然采光：利用自然界的天然光源形成作业场所的光环境。天然采光：利用自然界的天然光源形成作业场所的光环境。天然采光：利用自然界的天然光源形成作业场所的光环境。天然采光：利用自然界的天然光源形成作业场所的光环境。人工照明：利用人工制造的光源构成作业场所的光环境。人工照明：利用人工制造的光源构成作业场所的光环境。人工照明：利用人工制造的光源构成作业场所的光环境。人工照明：利用人工制造的光源构成作业场所的光环境。良好的光环境主要是通过改善人的视觉条件（照明生理因素）和改善良好的光环境主要是通过改善人的视觉条件（照明生理因素）和改善人的视觉环境（照明心理因素）来达到提高劳动生产率。人的视觉环境（照明心理因素）来达到提高劳动生产率。良好光环境使事故次数、出错件数和缺勤人数都明显减少，见图良好光环境使事故次数、出错件数和缺勤人数都明显减少，见图9-10。2.光环境对安全的影响光环境对安全的影响光环境对生产中的效率、安全等都有重要意义。光环境对生产中的效率、安全等都有重要意义。图图9-9照度照度 眨眼次数眨眼次数 （视疲劳（视疲劳 ）工作效率工作效率照度照度 人要反复努力辨认，人很快视觉疲劳人要反复努力辨认，人很快视觉疲劳 工作效率工作效率注：临界照度值注：临界照度值2021/5/242021/5/245454三、对光环境的要求三、对光环境的要求三、对光环境的要求三、对光环境的要求1.1.光环境设计的基本原则光环境设计的基本原则光环境设计的基本原则光环境设计的基本原则2.天然光照度和采光系数天然光照度和采光系数Cu 合理的照度平均水平合理的照度平均水平 u 光线的方向和扩散要合理光线的方向和扩散要合理u 不让光线直接照射眼睛不让光线直接照射眼睛 u 光源光色要合理光源光色要合理 u 让照明和色相协调让照明和色相协调 u 不能忽视经济条件的制约不能忽视经济条件的制约在具体的天然采光设计中，常以采光系数的最低值作为设计标准值。在具体的天然采光设计中，常以采光系数的最低值作为设计标准值。表表9-5是我国采光与照明标准中规定的生产车间工作面上的是我国采光与照明标准中规定的生产车间工作面上的C 的最低值。的最低值。En室内某一点的照度室内某一点的照度;Ew与与En同一时刻的室外照度。同一时刻的室外照度。CEnEw100%将某种条件下的天空照度值乘以选用的将某种条件下的天空照度值乘以选用的C，就可计算出某种条件下室内，就可计算出某种条件下室内某点的天然光照度。某点的天然光照度。实现良好照明的特性因素实现良好照明的特性因素 图图9-112021/5/242021/5/245555 3.3.照度分布照度分布照度分布照度分布 4.4.亮度分布亮度分布亮度分布亮度分布 我国的照度标准是以最低照度值作为设计的标准值，表我国的照度标准是以最低照度值作为设计的标准值，表9-7规定了生产车规定了生产车间工作面上的照度最低值。间工作面上的照度最低值。1）EminEn Emin：工作面上的最小照度；：工作面上的最小照度；En：照度标准值。照度标准值。2）工作面照度分布相对比较均匀。）工作面照度分布相对比较均匀。照度均匀分布的条件：照度均匀分布的条件：局部工作面的局部工作面的E最好不大于照度平均值的最好不大于照度平均值的25；对于一般照明，对于一般照明，Emin/E均均0.8 照度均匀主要从灯具的布置上来解决。照度均匀主要从灯具的布置上来解决。工作场所的亮度分布可通过规定室内各表面的适宜的反射系数范围，以组工作场所的亮度分布可通过规定室内各表面的适宜的反射系数范围，以组成适当的照度分布来实现。成适当的照度分布来实现。图图9-12有关室内亮度分布的情况参阅表有关室内亮度分布的情况参阅表9-8，表，表9-92021/5/242021/5/2456565.5.5.5.光的方向性和扩散性光的方向性和扩散性光的方向性和扩散性光的方向性和扩散性亮度应相对均匀，不应有较大变化，否则人眼要进行明暗适应。亮度应相对均匀，不应有较大变化，否则人眼要进行明暗适应。暗适应和明适应，见图暗适应和明适应，见图3-8人对暗适应、明适应不同。人对暗适应、明适应不同。1）满意的状况）满意的状况 光照射到物体上的方向不同，在物体上产生的阴影、反射状况和亮度分布也光照射到物体上的方向不同，在物体上产生的阴影、反射状况和亮度分布也不相同，从而会使人产生不同的感觉。不相同，从而会使人产生不同的感觉。2）不满意的状况）不满意的状况u 对于需突出立体视觉的工作对象，应形成适当阴影，改善其可见度。对于需突出立体视觉的工作对象，应形成适当阴影，改善其可见度。形成立体感最理想的照明条件：光由一个方向照射，且亮度比为形成立体感最理想的照明条件：光由一个方向照射，且亮度比为3:1。u 安设从斜面来的指向性光照射时，可产生小阴影来表现物体的粗糙和凸凹等，安设从斜面来的指向性光照射时，可产生小阴影来表现物体的粗糙和凸凹等，以强调材质感，而且最好用点光照明和壁面照明，从而形成愉快的照明效果。以强调材质感，而且最好用点光照明和壁面照明，从而形成愉快的照明效果。u 阴影阴影 改善：将照明器做成扩散性，并在布置上加以注意。改善：将照明器做成扩散性，并在布置上加以注意。u 眩光眩光2021/5/242021/5/245757防控措施：防控措施：a 限制亮度；限制亮度；b 合理布置光源：使光源处于微弱眩光区，大于合理布置光源：使光源处于微弱眩光区，大于45度；度；如：灯罩如：灯罩 c 使光线转为散射使光线转为散射 光线经天花板、灯罩、墙壁漫射到工作台上；光线经天花板、灯罩、墙壁漫射到工作台上；直射眩光：由光源直接照射引起（由于光源亮度太大）。直射眩光：由光源直接照射引起（由于光源亮度太大）。直射眩光：由光源直接照射引起（由于光源亮度太大）。直射眩光：由光源直接照射引起（由于光源亮度太大）。如：电焊如：电焊如：电焊如：电焊眩光：视野中的亮区产生刺眼和耀眼的强烈光线，从而引起视觉器官不舒适眩光：视野中的亮区产生刺眼和耀眼的强烈光线，从而引起视觉器官不舒适眩光：视野中的亮区产生刺眼和耀眼的强烈光线，从而引起视觉器官不舒适眩光：视野中的亮区产生刺眼和耀眼的强烈光线，从而引起视觉器官不舒适 和功能下降的现象。和功能下降的现象。和功能下降的现象。和功能下降的现象。眩光种类及其防控措施：（按产生原因）眩光种类及其防控措施：（按产生原因）对比眩光：物体和背景之间明暗反差太大。对比眩光：物体和背景之间明暗反差太大。眩光眩光 视觉不舒适、注意力分散视觉不舒适、注意力分散 易视疲劳易视疲劳 损害视力损害视力604530150眩光源位置与眩光效应眩光源位置与眩光效应眩光源位置与眩光效应眩光源位置与眩光效应极强极强极强极强强烈强烈强烈强烈中等中等中等中等微弱微弱微弱微弱防控措施：适当提高眩光源周围地区的亮度，减少亮度对比；防控措施：适当提高眩光源周围地区的亮度，减少亮度对比；亮度比亮度比 70 mm 认读效果认读效果 1/d读读根据刻度标记的数量以及观察距离进行设计。根据刻度标记的数量以及观察距离进行设计。1.1.1.1.仪表形式仪表形式仪表形式仪表形式观察者的视角为观察者的视角为2.55时最佳。时最佳。视角：刻度盘的直径与观察距离的比值视角：刻度盘的直径与观察距离的比值。人的视觉特性：水平移动速度大于垂直移动速度；人的视觉特性：水平移动速度大于垂直移动速度；从左到右；从上到下。从左到右；从上到下。图图5-22021/5/242021/5/241301304.4.仪表指针仪表指针仪表指针仪表指针指针的形状、长度和宽度指针的形状、长度和宽度指针的形状、长度和宽度指针的形状、长度和宽度 形状：简洁、明快，以头部尖，尾部平，中间等宽或狭长三角形为好；形状：简洁、明快，以头部尖，尾部平，中间等宽或狭长三角形为好；形状：简洁、明快，以头部尖，尾部平，中间等宽或狭长三角形为好；形状：简洁、明快，以头部尖，尾部平，中间等宽或狭长三角形为好；长度：指针与刻度间距最好为长度：指针与刻度间距最好为长度：指针与刻度间距最好为长度：指针与刻度间距最好为1 12mm2mm，不要重叠、相连。，不要重叠、相连。，不要重叠、相连。，不要重叠、相连。宽度：指针针尖宽度宽度：指针针尖宽度宽度：指针针尖宽度宽度：指针针尖宽度 =最小刻度线宽度最小刻度线宽度最小刻度线宽度最小刻度线宽度 。刻度线间距：刻度线间距：小刻度线的最小间距为小刻度线的最小间距为 L/600L/600；大刻度线的最小间距为；大刻度线的最小间距为 L/50L/50。视距为视距为750mm750mm时，时，刻度线间距为刻度线间距为12.5mm；4。3.3.刻度与标数刻度与标数刻度与标数刻度与标数表盘上的刻度线、刻度线间距、文字和数字尺寸是依据视距确定的。表盘上的刻度线、刻度线间距、文字和数字尺寸是依据视距确定的。刻度线：刻度线一般有三级，即大刻度线，中刻度线和小刻度线；刻度线：刻度线一般有三级，即大刻度线，中刻度线和小刻度线；刻度线高度和文字高度参阅表刻度线高度和文字高度参阅表5-3；刻度线宽度：一般取间距大小的刻度线宽度：一般取间距大小的5-15，10最佳。最佳。仪表的标数设计遵循原则：仪表的标数设计遵循原则：p94；刻度与标数的优劣对比见图；刻度与标数的优劣对比见图5-4。指针的零位指针的零位 仪表指针零位一般都在时钟仪表指针零位一般都在时钟9点或点或12点位置。点位置。2021/5/242021/5/241311316.6.仪表面板形式及其布置仪表面板形式及其布置仪表面板形式及其布置仪表面板形式及其布置5.5.仪表的色彩仪表的色彩仪表的色彩仪表的色彩仪表板上的仪表位置设计原则如下：仪表板上的仪表位置设计原则如下：仪表板上的仪表位置设计原则如下：仪表板上的仪表位置设计原则如下：按仪表的重要程度排列按仪表的重要程度排列按仪表的重要程度排列按仪表的重要程度排列 3 3 20 204040 40 406060 例如：墨绿或淡黄色表盘最佳搭配：白色、黑色。例如：墨绿或淡黄色表盘最佳搭配：白色、黑色。颜色设计主要指表盘、刻度线、标记字符以及指针的颜色匹配问题，仪表色彩颜色设计主要指表盘、刻度线、标记字符以及指针的颜色匹配问题，仪表色彩是否合适，将影响认读速度和误读率。是否合适，将影响认读速度和误读率。设计时，刻度线、标记字符以及指针的颜色应相同或尽可能协调，而与表盘不同。设计时，刻度线、标记字符以及指针的颜色应相同或尽可能协调，而与表盘不同。组合形式面板见图组合形式面板见图5-5，其布置参阅表，其布置参阅表5-4。按使用顺序排列按使用顺序排列 按功能进行组合排列按功能进行组合排列 按最佳零点方向排列，见图按最佳零点方向排列，见图5-6 基本原则：将各仪表的指针正常位按一定的规律组合排列成图案，任何一基本原则：将各仪表的指针正常位按一定的规律组合排列成图案，任何一 个表盘的指针偏离了正常位，就破坏了构型图案的完整性，极易被人觉察。个表盘的指针偏离了正常位，就破坏了构型图案的完整性，极易被人觉察。2021/5/242021/5/24132132（三）信号显示设计（三）信号显示设计（三）信号显示设计（三）信号显示设计 1.1.信号灯设计信号灯设计信号灯设计信号灯设计信号灯的作用主要有两方面：信号灯的作用主要有两方面：1）发出指示性信息）发出指示性信息 2）显示系统工作状态）显示系统工作状态大多数情况下，一种信号灯只用于指示一种信息和状态。大多数情况下，一种信号灯只用于指示一种信息和状态。按视觉特性排列按视觉特性排列 仪表的排列顺序和方向应遵循人的视觉特性，左上方为最优，其次是右上方、仪表的排列顺序和方向应遵循人的视觉特性，左上方为最优，其次是右上方、左下方，而以右下方为最差。左下方，而以右下方为最差。远距离信号灯：选用空气散射小、射程较远的长波红光的信号灯，或选远距离信号灯：选用空气散射小、射程较远的长波红光的信号灯，或选 用功率消耗较少的蓝绿光。用功率消耗较少的蓝绿光。能见距离：不同情况下的气象能见距离参阅表能见距离：不同情况下的气象能见距离参阅表5-55-5；夜间发光客体的能见距离参阅表夜间发光客体的能见距离参阅表5-65-6。信号灯的亮度和视距设计信号灯的亮度和视距设计信号灯的亮度要高于背景亮度的两倍，同时背景以灰暗无光为好。信号灯的亮度要高于背景亮度的两倍，同时背景以灰暗无光为好。按仪表与操纵器相合性排列，见图按仪表与操纵器相合性排列，见图5-72021/5/242021/5/24133133 信号灯形状、标记设计信号灯形状、标记设计信号灯形状、标记设计信号灯形状、标记设计信号灯的颜色选择信号灯的颜色选择信号灯的颜色选择信号灯的颜色选择 信号灯的布置信号灯的布置信号灯常使用颜色编码，表示某种含义和提高可辨性。信号灯常使用颜色编码，表示某种含义和提高可辨性。在使用颜色编码时，使用颜色过多可能造成混淆和错认，一般不应超过在使用颜色编码时，使用颜色过多可能造成混淆和错认，一般不应超过1010种。种。信号灯的颜色及其意义参阅表信号灯的颜色及其意义参阅表5-85-8。重要信号灯设计重要信号灯设计3 20 603 20 6080 80 当所显示的信息非常重要或较复杂时，可通过多种感觉通道或多个信号灯复合显当所显示的信息非常重要或较复杂时，可通过多种感觉通道或多个信号灯复合显示，以引起特别注意。示，以引起特别注意。信号灯听觉或触觉；信号灯听觉或触觉；使用不同颜色和形状的信号灯编码。使用不同颜色和形状的信号灯编码。信号灯的形状及其标记应与其逻辑含义相符。信号灯的形状及其标记应与其逻辑含义相符。如：用如：用 代表方向；用代表方向；用或或 表示禁止；用！表示警觉、危险等。表示禁止；用！表示警觉、危险等。需要引起注意的信号可采用闪光信号，闪光频率一般为需要引起注意的信号可采用闪光信号，闪光频率一般为0.670.671.67HZ1.67HZ 闪光方式：明灭、明暗、似动式。闪光方式：明灭、明暗、似动式。信号灯与背景亮度对比较差时或信息紧急时，可适当提高闪光频率（信号灯与背景亮度对比较差时或信息紧急时，可适当提高闪光频率（101020HZ20HZ）。）。不同背景的灯光信号对人的认读效果有较大的影响，具体参阅表不同背景的灯光信号对人的认读效果有较大的影响，具体参阅表5-75-7。2021/5/242021/5/241341342.2.荧光屏设计荧光屏设计荧光屏设计荧光屏设计 既能显示图形、符号、信号，又能显示文字；既能追踪显示，又能显示多媒体既能显示图形、符号、信号，又能显示文字；既能追踪显示，又能显示多媒体 的图文动态画面。的图文动态画面。在荧光屏上显示视觉信息，应用：电视屏幕、计算机显示器、示波器等。在荧光屏上显示视觉信息，应用：电视屏幕、计算机显示器、示波器等。目标：是指在荧光屏上显示的视觉信息载体。如：图形、文字、符号、信号等。目标：是指在荧光屏上显示的视觉信息载体。如：图形、文字、符号、信号等。目标亮度：一般不超过目标亮度：一般不超过34 cd/m34 cd/m2 2 呈现时间：在呈现时间：在0.01-10s0.01-10s内，目标的视认度与之成正比；一般为内，目标的视认度与之成正比；一般为0.5s0.5s可基本满足可基本满足 视认要求，在视认要求，在2 23s3s可较好满足视认要求。可较好满足视认要求。运动的目标比静止目标易于察觉，但难以看清，目标运动速度越大，视觉辨认运动的目标比静止目标易于察觉，但难以看清，目标运动速度越大，视觉辨认 效率越低。视敏度与目标运动状态的关系参阅表效率越低。视敏度与目标运动状态的关系参阅表5-95-9。1 1）荧光屏的显示特征）荧光屏的显示特征 2 2）目标的亮度、呈现时间）目标的亮度、呈现时间 3 3）目标的运动速度）目标的运动速度2021/5/242021/5/24135135 4 4）目标的形状、大小和颜色）目标的形状、大小和颜色）目标的形状、大小和颜色）目标的形状、大小和颜色 5 5）目标与背景的关系）目标与背景的关系）目标与背景的关系）目标与背景的关系 6 6）屏面）屏面 大小：目标越大越易察觉，但受空间所限应有一个适宜大小，荧光屏字符大小大小：目标越大越易察觉，但受空间所限应有一个适宜大小，荧光屏字符大小 与视距的关系参阅表与视距的关系参阅表5-105-10。目标的形状：不同形状目标，其辨认效率不同，一般次序为：三角形、圆形、目标的形状：不同形状目标，其辨认效率不同，一般次序为：三角形、圆形、梯形、方形、长方形、椭圆形、十字形。梯形、方形、长方形、椭圆形、十字形。颜色：计算机荧光屏绝大多数用绿色作目标。颜色：计算机荧光屏绝大多数用绿色作目标。3.3.图形符号设计图形符号设计图形符号设计图形符号设计图形符号的辨认速度和准确性，与图形符号的特征数量有关，参阅表图形符号的辨认速度和准确性，与图形符号的特征数量有关，参阅表图形符号的辨认速度和准确性，与图形符号的特征数量有关，参阅表图形符号的辨认速度和准确性，与图形符号的特征数量有关，参阅表5-115-11亮度对比度亮度对比度目标亮度背景亮度目标亮度背景亮度背景亮度背景亮度目标的视认度受目标与背景的亮度对比度的影响，目标的亮度必须达到亮度对目标的视认度受目标与背景的亮度对比度的影响，目标的亮度必须达到亮度对比度高于视认的阈值，目标才能被看见。比度高于视认的阈值，目标才能被看见。标志是一种形象语言，要便于识别，标志的颜色有特定意义。参阅表标志是一种形象语言，要便于识别，标志的颜色有特定意义。参阅表5-125-122021/5/242021/5/24136136三、听觉显示器设计三、听觉显示器设计三、听觉显示器设计三、听觉显示器设计1.1.听觉信息传示装置听觉信息传示装置听觉信息传示装置听觉信息传示装置听觉显示器分两大类：听觉显示器分两大类：1）听觉信息传示装置）听觉信息传示装置 2）言语传示装置）言语传示装置利用示警信号（声音）来传达信息。利用示警信号（声音）来传达信息。特点：可快速有效的传递简单和短促的信息，反应快、方向不受限制。特点：可快速有效的传递简单和短促的信息，反应快、方向不受限制。特别适合紧急情况下使用。特别适合紧急情况下使用。听觉信息传示装置的用途很广，根据声压级及频率高低，常用的有：蜂鸣听觉信息传示装置的用途很广，根据声压级及频率高低，常用的有：蜂鸣器、铃、角笛和汽笛、警报器；器、铃、角笛和汽笛、警报器；听觉显示器是利用声音通过人的听觉通道向人传递信息的装置。听觉显示器是利用声音通过人的听觉通道向人传递信息的装置。具体设计音响及报警装置的强度和频率参数可参阅表具体设计音响及报警装置的强度和频率参数可参阅表5-135-13。2021/5/242021/5/24137137 音响传示装置的选择原则音响传示装置的选择原则音响传示装置的选择原则音响传示装置的选择原则2.2.言语传示装置言语传示装置言语传示装置言语传示装置 在有背景噪声的场合，音响传示装置的频率选择在噪声掩蔽效应最小的范围内。在有背景噪声的场合，音响传示装置的频率选择在噪声掩蔽效应最小的范围内。使用断续的或音调有高低变化的声音信号，更能引起人的注意。最好组成视、使用断续的或音调有高低变化的声音信号，更能引起人的注意。最好组成视、听双重报警信号。听双重报警信号。音响信号传播距离远和穿越障碍物时，应加大声波强度，使用较低的频率。音响信号传播距离远和穿越障碍物时，应加大声波强度，使用较低的频率。注意音响装置的多少，避免各信号间的相互干扰。注意音