1、第十三章 控制器的設計 控制器的分類方法很多。按操縱控制器的身體部位的不同，控制器分為手動控制器和腳動控制器；（按功能可分為：開關類，轉換類、調節類、緊急開頭類）；按控制器運動的類別的不同，控制器可分為旋轉控制器、擺動控制器、按壓控制器、滑動控制器和牽拉控制器，如表13-1與圖13-2所示。 控制器的類型及其適用范圍控制器的類型產品實例基本類型動作類別舉 例說 明旋轉控制器旋轉曲柄、手輪、旋鈕、鑰匙等控制器可以作360以下旋轉。近似平移控制器擺動開關桿、調節桿、撥動圍繞旋轉點或軸擺動。平移控制器按壓按鈕、按鍵、鍵盤等在一個方向上運動。滑動手閘、指撥滑塊等在一個方向上運動，并停留在運動后的位置上

2、。牽拉拉環、拉手、拉鈕在一個方向上運動。回彈力可使其返回起始位置。表13-1 控制器的分類 在書中表13-2中，各類控制器的特性及其適用范圍列于表13-3表13-7中，可供選擇和設計時參考。 13.1.2 控制器的特征及適用范圍以適當的視覺、觸覺、聽覺刺激為代碼，標定控制器的功能特點，即對控制器進行編碼。編碼方式主要有形狀編碼、表面紋理編碼、大小編碼、位置編碼、顏色編碼、標記編碼和聲音編碼。 控制器編碼 控制器編碼A.形狀編碼 形狀編碼是將不同用途的控制器，設計成不同的形狀，以此使各控制器彼此之間不易混淆。它雖然可以通過視覺辨認，但主要用于觸覺辨認。采用形狀編碼應注意以下幾點： 控制器的形狀應

3、盡可能地反映控制器的功能。 圖13-3為美國空軍飛機所使用的控制器形狀編碼故。 （2）控制器的形狀應使操作者在無視覺指導下，僅憑觸覺也能分辨不同的控制器，因此，編碼所選用的各種形狀不宜過分復雜。 詹金斯（）1974年通過實驗，得出兩組每組各8個憑觸覺即可辨認的手柄形狀，如圖13-4所示。 （3）應使用操作者在戴手套的情況下，也可以通過觸摸而區分不同的控制器。 圖13-5為享特（）通過實驗在31種旋鈕形狀中篩選出的三類16種適合于不同情況的識別效果好的用于形狀編碼的旋鈕。 控制器的表面紋理可以通過觸覺加以辨認，因此用不同的表面紋理對控制器進行編碼。 布瑞德內（Bradley）對光滑的、帶槽紋的和

4、壓花紋的三類9種不同表面紋理的旋鈕進行了實驗研究。研究結果表明，光滑的、帶槽紋的和壓花紋的三類表面紋理可用作控制器的紋理編碼。如 機上數字5鍵、計算機鍵盤上的F、J鍵都屬于這類編碼的控制器。 B、表面紋理編碼產品實例C、大小編碼 大小編碼是通過控制器的尺寸大小不同來分辨控制器，因此，通常在尺寸上分為大、中、小三檔，超過三種就不容易辨識。 控制器大小之間的尺寸級差必須達到觸覺的識別閾限。大小編碼不如形狀編碼有效。C、大小編碼 C、大小編碼 C、大小編碼 布瑞德內通過實驗研究發現，旋鈕直徑相差達1/2in（約12.5 mm）,厚度相差達3/8in(約9.5mm)時,人即可通過觸覺非常準確地加以分辨

5、.他建議使用三類表面質地(光滑的、有凹槽的和有凸隆的)、三種直徑3/4、11/4、13/4in（約19、和）和兩種厚度3/8、3/4（約、19cm）結合，設計18種可供觸覺分辨的旋鈕。 控制器的大小編碼不如形狀編碼那么有效，并且需要占用較大的空間，大小編碼最好與形狀編碼組合使用。 位置編碼是根據控制器在產品面板或控制臺上的位置的不同來分辨控制器的。它們的位置可通過視覺或動覺辨認。 一項實驗研究結果表明，在無視覺指導下，水平排列的肘節開關，間距為25mm時，摸錯的百分率約為40%，而垂直排列時，同樣間距，摸錯的百分率只有大約17%，如圖13-6所示。由圖可知，肘節開關垂直排列比水平排列時正確識別

6、率高。D、位置編碼顏色編碼分為兩種形式，其一是對一個控制器用一種顏色相互區分，這適合于控制器比較少的產品，其二是把功能相近或功能上有一定聯系的控制器放置某一顏色區域內，作為控制器使用功能的區分，這種情況適合于控制器較多的產品。用作代碼的顏色所具有的標準意義，如緊急關閉控制器采用紅色。顏色編碼最好與其他編碼方式如形狀編碼、大小編碼等結合使用，以提高控制器的可分辨性。 E、顏色編碼E、顏色編碼E、顏色編碼E、顏色編碼編碼實例 在不同控制器的上方或旁邊，標注不同的文字或符號，通過這些文字或符號標示控制器的使用功能，即為標記編碼。 采用標記編碼時應注意：標記要簡明、通用、盡可能不使用抽象符號；標記應清

7、晰、可讀；標記位置應有規則性，并在操縱時標記在祖母范圍內，盡量把標記放在控制器上方；應有良好的周圍照明條件允許可使用局部照明或者采用自發光標記。 F、標記編碼PHILIPS為日本市場設計的電暖器 對不同的控制器在操縱過程中，給予不同的聲音由聲音區別不同控制器，在使用中予以區分。如 機上每一個數字鍵都有不同的聲音。 綜上所述，控制器編碼設計應滿足的基本要求是： 所用代碼首先應該是可覺察格可辨認的。重要的控制器應與其他控制器在編碼上應予以突出。 為便于對編碼所標志的的控制功能的理解。代碼應具有與功能概念上的兼容，以及功能意義。 為了促進編碼的記憶和減少習慣的干擾，盡量采用標準化的代碼。 G、聲音編

8、碼對于手動控制器，不同的操作方式要求不同的控制器尺寸，而操作方式則取決于手的哪一部分操縱控制器。圖13-7給予出了手操縱控制器的六種方式。例如，用手指指尖推壓的按鈕，操縱力是通過手指施加于控制器的，其直徑至少應與手指指尖等寬（約10mm）。需要用手握住進行操縱的手柄，其直徑過小，容易引起肌肉過度緊張；直徑過大，則手難于握牢。實驗結果表明，手柄直徑為50mm時，手和手柄的接觸面積以及握力的發揮都有是最為理想的。控制器的外形結構對于手動控制器，其形狀設計應考慮手的生理特點。由于指還應肌、大魚際肌和小魚際肌是手掌上肌肉最豐富的部位，而掌心是肌肉最少的部位，指骨間肌則是布滿神經末梢的部位（見圖13-8

9、a）。因此，手柄形狀應使手柄被握住的部位與掌心和指骨間肌之間留有空隙，以改善掌心和指骨間肌集中受力狀態，保證手掌血液循良好，神經不受過強壓迫。 不論手動控制器還是腳動控制器都應有一定的操作阻力。操作阻力的作用，在于提高操作的準確性、平穩性和速度以及向操作者提供反饋信息，以判斷操縱是否被執行同時防止控制器被意外碰撞而引起的偶發啟動。 控制器的操作阻力主要有靜摩擦力、彈性阻力、粘滯阻尼和慣性等4種，其特性列于表13-8中。 操作阻力的大小與控制器的類型、安裝位置、運動距離、使用頻率、持續時間、施力方向等因素有關。一般操作阻力的最大值應使大多數操作者的都能操作，即可按第5百分位操作者的用力能力來設計

10、，以保證絕大多數操作者操作時不感到困難。操作阻力的最小值可根據控制器類型參照表13-9選取。操作阻力的變化應大于操縱者辨認阻力的差別閾。 控制器的阻力表13-8 控制器的4種阻力的特性阻力類型特 性使用舉例摩擦力運動開始時阻力最大，此后顯著降低，可用以減少控制器的偶發啟動。但控制準確度低，不能提供控制反饋信息開關，閘刀等彈性阻力阻力與控制器位移距離成正比，可作為有用的反饋源。控制準確度高，放手時，控制器可自動返回零位，特別適用于瞬時觸發或緊急停車等操作，可用以減少控制器的偶發啟動鍵盤等粘滯阻尼阻力與控制運動的速度成正比。控制準確度高、運動速度均勻，能幫助穩定的控制，防止控制器的偶發啟動活塞等慣

11、性阻力與控制運動的加速度成正比例，能幫助穩定的控制，防止控制器的偶發啟動。但慣性可阻止控制運動的速度和方向的快速變化，易引起控制器調節過度，也易引起操作者疲勞調節旋鈕等表13-8 控制器的4種阻力的特性阻力類型特 性使用舉例摩擦力運動開始時阻力最大，此后顯著降低。開關，閘刀等彈性阻力阻力與控制器位移距離成正比，可作為有用的反饋源。鍵盤等粘滯阻尼阻力與控制運動的速度成正比。活塞等慣性阻力與控制運動的加速度成正比例，能幫助穩定的控制。調節旋鈕等 視覺操作反饋信息可通過設置的顯示器獲得，例如操作到位時信號燈發光或操作到位時顯示屏提示操作已經執行，也可通過操作阻力的變化獲得，此時，阻力的變化應大于操作

12、者辨認用力的差別閾值。還可通過操作者的眼睛、手、手臂、肩、腳、腿等感受到的位移或壓力來獲得，以及耳朵聽到的機器發出的聲音的變化獲得。 圖13-9 是操縱器用力的差別閾值。它隨用力大小而變，用力較大時，力級差偏大一些較好；而當動作量較大時，則力的級差不宜太大。 13.2.4 操作信息反饋表13-9 不同類型控制器所需的最小阻力控制器類型最小阻力/N手推按鈕2.8腳踏按鈕腳不停留在控制器上:9.8腳停留在控制器上:44肘節開關2.8旋轉選擇開關3.3曲柄由大小決定:922手輪22杠桿9腳踏板腳不停留在控制器上:17.8腳停留在控制器上:413.5 在操作過程中，由于操作者的無意碰撞或牽拉控制器或外

13、界振動等而引起的控制器的偶發啟動，即在不必要的時候意外地驅動了控制器。為避免控制器被無意碰撞或牽拉而引起的意外驅動，造成偶然傷人事故，在設計控制器時，應考慮防范措施。以下防止控制器偶發啟動的7種辦法，可供設計控制器時選用，避免發生這類錯誤： 將控制器安裝在陷入控制板的凹槽內。13.2.5 防止控制器的偶發啟動 、在控制器上加保護罩(如：手機翻蓋)。 、將控制器安裝在不易被碰撞的位置上。 、使控制器的運動方向向著最不可能發生意外用力的方向。 、操作者必須連續作兩種操作運動，才能使控制器被啟動，而后一種操作運動與前一種操作運動的方向不同，以此將控制器鎖定在位置上。 、一組控制器必須按正確的順序操作

14、時才能被啟動，使控制器彼此之間具有聯鎖作用。如配電柜上的油開關和刀閘開關的操作順序聯銷。 、適當增大控制器的操作阻力。 以上七種方法各有利弊，應該酌情選用。 控制器的設計要充分滿足操作者在產品使用過程中能安全、準確、迅速、舒適地操作。因而設計時應考慮操作者的體形和生理、心理特征，以及人的能力限度，使控制器的形狀、大小等都具有宜人性和人的施力特征。 控制器的設計 在設計控制器時，除應考慮上述人體工學因素之外，還應考慮下列基本要求： 、控制器應根據人體測量數據、生物力學以及人體運動特征進行設計。對于控制器的操縱力、操縱速度、安裝位置、排列布置等，應按總體操作者中第5百分位操作者的能力來設計，使控制

15、器適合于大多數人的使用。 、控制器的運動方向應與預期的功能和產品的被控方向相一致。即顯示與控制的相合性。13.3.1 控制器設計的基本要求 、應盡量利用控制器的結構特點（如利用彈簧、杠桿原理等）或利用操作者身體部位的重力進行控制。 、盡量設計和選用多功能控制器，以節省空間并減少手的運動和加強視覺辨認。如計算機的多功能鼠標和游戲操縱桿等如圖13-10所示。 常用的手動控制器設計： 旋鈕是一種應用廣泛的手動控制器，旋鈕具用手指的擰轉來達到控制的，既或多次連續旋轉也可以定旋轉。根據功能要求，旋鈕一般分為以下三類：第一類適用于作360以上旋轉，其轉動位移并不具有位置信息意義；第二類適用于調節控制、轉動

16、角度范圍不超過360；第三類旋鈕是在每一轉動位置具有重要的信息意義選擇開關。如圖13-5所示。根據形狀，可分為圓形、多邊形、指針形和手動轉盤等，如圖13-11所示。手動控制器的設計13.3.2 . 1、旋鈕 旋鈕的大小應使手指和手與其輪緣有足夠的接觸面積，便于手捏緊和施力以及保證操作的速度和準確性。 為了使手操縱旋鈕時不打滑，常把手操作部分的鈕帽做成各種齒紋，以增強手的握執力。 這種旋鈕多呈圓柱狀或圓錐臺狀。鈕帽邊緣有各種槽紋。常用于需要連續旋轉一圈或一圈以上，定位精度要求不高的場合。連續旋轉旋鈕的設計參數如下： 、23個手指操作的旋鈕，直徑1030mm、長度1525mm；手掌操作的旋鈕，直徑

17、3575 mm、長度3050mm。單層旋鈕的操縱力和適宜尺寸見圖13-12。 、旋鈕的最大操縱力矩為m；大旋鈕的操縱力矩為3.14 Nm。操作阻力矩為0.49 Nm。 圓形旋鈕在功能允許的情況下，可做成同心多層旋鈕。這樣做既節省空間，操作也方便，但要設計合理，避免無意操作。這種旋鈕可做成兩級或三級。當同心成層旋鈕為三級時，可采用布德內提出的最佳尺寸：中級旋鈕的直徑為；A、圓形旋鈕 三級旋鈕三個圓形旋轉表面之間的距離應大于19.2mm,且下級旋鈕的厚度應大于，如圖13-13所示。為防止無意驅動，同心成層旋鈕還應具有足夠的摩擦阻力。 這種旋鈕一般用于不需連續旋轉，旋轉定位精度不高，調節范圍不足一圈

18、地方。B、多邊形旋鈕 這種旋鈕可具有324個控制位置，調節范圍不足一圈。在調節過程中，刻度盤不動，通過旋轉指針形狀的鈕，確定旋鈕的旋轉位置。如電表上的調節旋鈕，其特點是讀數定位迅速。指針旋鈕的設計，可參考圖13-14，旋鈕長度L最小為25mm、寬度b最大為25mm高度h為75mm、阻力為。C、指針式旋鈕 指針旋鈕應采用彈性阻力，并通過阻力的變化（即旋轉旋鈕時，阻力增大，旋鈕到達控制位置時，阻力變小）提供反饋信息。也可通過操縱到位時發出的卡嗒聲提供反饋信息。 手動轉盤式旋鈕與指針式旋鈕具有相同的功能，它與指針式旋鈕的不同點僅在于：它是以指針不動而轉動刻度盤，來達到預定控制位置的。 按鈕也稱為按鍵

19、、撳鈕，按鈕是用手指或工具按壓進行操作，圖13-16步話機上部分按鈕。按其外表面開頭來分類，可分為：圓柱形、方形、橢圓形和其它異形等。按用途可分為代碼鈕（包括數字與符號鈕），功能鈕和間隔鈕三種；按接觸情況可分為接觸式和非接觸式（如光電開關等）。 按鈕的尺寸，主要根據人的手指端尺寸確定。用拇指操作的按鈕，其最小直徑建議采用19mm；用其他手指尖操作的按鈕，其最小直徑建議采用10mm，如圖13-17所示。如果根據四個手指寬度的平均值，且整個指尖都按壓在按鈕上，一般圓弧形按鈕直徑以8-18mm為宜，矩形按鈕以1010、1015或1520mm為宜，按鈕高出盤面512mm，按鈕的升降行程36mm，按鈕之

20、間的間隔距離一般為25mm，最小不得小于6mm。 13.3.2.2 、按鈕或按鍵 按鈕應采用彈性阻力。阻力的大小取決于用哪個手指操作。有關研究結果表明，用食指尖操作的按鈕，阻力為11N；用拇指操作的按鈕，阻力為22N；各手指均可操作的按鈕，阻力為。按鈕的阻力不宜太小，以防被無意驅動。 按鈕可用卡嗒聲或阻力的變化向操縱者提供到位反饋信息。也可通過指示燈提供反饋信息。使用指示燈的效果通常與同時亮著的燈的數目成反比，即同時亮著的燈越多，對操作者的意義越小。人們使用鍵盤的最高擊鍵速度可以達到15次/s。一個熟練的使用者平均擊鍵速度為5次/s。由于大量信息需鍵盤輸入計算機，因此，鍵盤的設計應考慮人手指按

21、壓鍵盤的力度、回彈時間及使用頻度、手指移動距離等，如圖13-17所示。這種QWERTY鍵盤幾乎成了所有英文鍵盤的布局標準。它設有功能鍵（F1F12）、字母鍵區、數字鍵區、分列的光標控制鍵和特殊功能鍵區。 按鍵的尺寸應按手指的尺寸和指端弧形設計，方能操作舒適。圖13-18（a）為外凸弧形按鍵，操作時手的觸感不適，只適用于小負荷而操作頻率低的場合。 按鍵的端面形式以中凹的圖13-18（d）型為優，它可增強手指的觸感，便于操作，這種按鍵適用于較大操作力的場合。按鍵應凸出面板一定的高度，過平不易感覺位置是否正確，如圖（b）所示；各按鍵之間應有一定的間距，否則容易同時按著兩個鍵，如圖13-18（c）所示

22、；按鍵適宜的尺寸可參考圖13-18（e）。 對于排列密集的按鍵，宜做成圖13-18（f）的形式，使手指端觸面之間相互保持一定的距離；縱行的排列多采用階梯式，如圖13-18（g）所示。 按鈕的顏色主要根據使用功能選定。例如，紅色按鈕表示“停止”、“斷電”或發生事故。“起動”、“通過”首先選用綠色按鈕，也允許使用白色、灰色或黑色按鈕。對于連續按壓后改動功能的按鈕，如第一次按壓為“啟動”，接著第二次按壓為“停止”，則忌用綠、紅色，應采用黑色、白色或灰色。按下為開，抬起為停的或級進的按鈕，宜采用黑色，忌用紅色。單一功能的復位，可用藍、黑、白或灰色按鈕；對同時具有“停止”或“斷電”功能的采用紅色按鈕。

23、扳動開關一般只有開和關兩種功能，但可分為兩種控制位置（開和關）和三種控制位置（關低速高速）。對于有兩種控制位置的扳動開關，其位移量最小為30、最大為120，理想的為120。對于有三種控制位置的肘節開關，其位移量最小為18、最大為60，理想的為25。扳動開關的其他設計參數參考圖13-19，d為325mm、L為50 mm。操作阻力，對于小開關，為；對于大開關，為11N。 C、扳動開關控制桿的運動多為前后推拉，左右推拉或作圓錐運動如汽車變速桿，因而其需占用較大的操作空間。適用于小范圍內的速度調節。控制桿的長度根據設定的位移量和操縱力決定。當操縱角度較大時，控制桿端部應設置球狀手把。球狀手把用指尖抓住

24、時，其直徑為12.5mm;用手握住時,其直徑為25mm,最大不超過75 mm.控制桿的操縱角度以3060為宜,一般不超過90(見圖13-20)。控制桿的位移量隨控制桿的運動方向不同而不同，當控制桿前后運動時，最大為350mm；控制桿左右運動時，最大為950mm。控制桿的最小阻力，用手指操作時為3N；用手操作時為9N。最大阻撓力，用手指操作時為9N；用手操作時如表13-10所示。D、控制桿 對于需要使用很大力量操縱的控制桿，為便于施力，手把的位置，對于立姿作業應與肩同高；對于坐姿作業應與肘同高，并應在操作者臀部和腳部設置支撐，如圖13-19所示。在操作過程中，應盡量減少身體的扭轉。 表13-10

25、 控制桿的最大阻力動作類型單 手雙 手說 明前后推拉132手把設置離坐位基準點前25cm前后推拉221手把設置離坐位基準點前4060cm前后推拉397手把設置離坐位基準點前2548cm左右推拉88132手把設置離坐位基準點前2548cm手柄具有快速回轉和連續調節的特點，適用于大范圍的精調和粗調。其控制定位不好掌握，手柄的形狀和尺寸，可參考圖13-22。輕載荷或高速旋轉時，d為1325mm。手柄的操作阻力與其旋轉半徑和轉速有關。對于作高速回轉運動的手柄，當旋轉半徑L為75mm時,阻力為22N;當旋轉半徑為125200mm時,阻力為2244N。在1r/min之間作精確定位時,阻力為8.8N)35N

26、。操作手柄時，操縱力的大小與手柄距地面的高度，操縱方向，使用左右手不同等因素有關，如表13-11所示，表13-12為操縱速度與手柄長度的關系，由表可知，手柄長度為60mm時，可獲得最大轉速。 E、手柄 表13-11 手柄適宜操縱力手柄距地面高度適 宜 用 力/N右 手左 手向 上向 下側向 上向 下側5006506501050105014001400160014012080907012080140406060401201006040120100606030404030表13-12 手柄操頻率與手柄長度關系最大轉動頻率（r/min）手柄長度/mm26.027.027.525.5304060100

27、23.518.5113.0140240580 轉輪的功能相當于旋鈕或曲柄，但它的轉動力量較旋鈕和曲柄大。故適宜于要求控制力量較大場合。轉輪常用作汽車、輪船的駕駛方向盤，也用于機械設備的控制（見圖13-23）。 轉輪可單手操作或雙手操作。當單手操作時，其直徑最小為50mm，最大為110mm。當雙手操作時，其直徑最小為180mm，最大為530mm。輪圈直徑為1950mm，為便于施力，可在其邊緣刻上手指狀凹槽。轉輪的操作阻力，單手操作時，為22133N；雙手操作時為22220N。 轉輪、手柄的適宜安裝位置和旋轉半徑之間的關系，如表13-13所示。表列安裝位置如圖13-24所示。F、轉輪安裝高度/mm

28、安裝位置（）轉輪或手柄操縱扭矩/Nm013.510放置旋轉半徑/mm4800轉輪38761022031272030手柄641141141141916100轉輪38761272039100轉輪38102127203203側向轉輪38761271270手柄3811411419111419199090轉輪3812712720320390手柄641141141911141911006-45轉輪387676203127203-45手柄641911141911141911020-45轉輪387676203127203-45手柄64191114191114191107045轉輪381141271272034

29、5手柄641146411411412200手輪38761022031272030手柄63102122102190表13-13 轉輪、手柄的適宜安裝位置和尺寸 腳操縱的控制器主要有兩種形式：腳踏板和腳踏鈕。腳踏板的形式又分為直動式、擺動式和回轉式（包括單曲柄和雙曲柄），如圖13-25所示。腳控制器常用于以下情況： 需要連續進行操作，而用手又不方便的場合； 無論是連續性控制還是間歇性控制，其操縱力超過50150N的情況； 手的控制工作量太大，不是以完成控制任務的場合。當操縱力超過49147N，或操縱力小于49N但需要連續操作時，宜選用腳踏板。對于操縱力較小，且不需要連續控制時，宜選用腳踏鈕或腳踏開

30、關。 腳動控制器的設計 腳操縱器的適宜用力：一般的腳操縱器都采用坐姿操作，只有少數操縱力較小（小于50N）的允許采用站姿操作（如剪板機的踏板），在坐姿下一般腳踏板的阻力采用14N/cm2為宜，當腳蹬力小于227N時，腿的屈折角（膝關節角度）應以107為好，當腳踏用力大于227N時，則腿的屈折角應為130。用腳的前端進行操縱時，腳踏板上的允許的用力不超過60N，對于需快速動作的腳踏板，腳蹬力應減少到20N。當腳和腿同時用力時可達到1200N。表13-14是腳操縱器適宜用力的推薦值，在需用大的操作力的情況下，最佳角度是：可大到30，為50至165（膝關節角度），為80至90（腳與脛骨之間的角度）；

31、在只需用不大的操作力的情況下，最佳角度是：為10至15，為90至150，為90至120圖13-26腳踏板與坐位的適宜位置關系。表13-14 腳操縱器適宜用力的推薦值腳操縱器推薦的用力值/N腳休息時腳踏板的承受力懸掛的腳蹬（如汽車的加速器）功率制動器離合器和機械制動器飛機方向舵可允許腳蹬力最大值創記錄的腳蹬力最大值18324568直至68直至13627222684082 直動式腳踏板有以鞋跟為轉軸和腳懸空的兩種。以鞋跟為轉軸的踏板如汽車的油門踏板，如圖13-27。A、腳踏板 腳懸空的踏板如汽車的制動踏板，這種腳踏板的位置有3種.，圖13-28a表示座位較高，小腿與地面夾角很大，腳的下壓力不能超過

32、90N；圖13-28b表示座位較低，小腿與地面夾角較圖13-28a小，此時腳的蹬力不能超過180N；圖13-28c表示座位很低，此時小腿較平，一般蹬力能達600N。由圖可知，腳踏板與珍保持適宜的位置關系，有利于人向踏板施力。 當需要大的操縱力時，踏板的安裝高度應與座椅面同高或略低于座椅面高，如圖13-29所示，座椅靠背與受力點連線成80，膝關節角成135155，腳與小腿成90，且腳踏板偏離人體正中矢狀面應不超過75125mm。 踏板角度的大小也是影響腳施力的重要因素。實驗結果表明，當踏板與垂直面成1535時，不論腿處于自然位置還是處于伸直位置，腳均可使出最大的力，如圖13-30所示。 腳踏板須

33、有一定的操縱阻力，以便向操作者提供反饋信息，并防止踏板被無意操作。最大阻力應根據第5百分位操作者的用力能力設計。最小阻力的設計，必須考慮不操作時操作者的腳是否放在腳踏板上。若需要將腳放在腳踏板上，則踏板的初始阻力至少應能承受操作者腿的重量。 踏板的外形尺寸，主要取決于工作空間和踏板間距，但必須保證腳與踏板有足夠的接觸面積。保證操縱的可靠性，踏板的操縱位移應適量。位移量過小，不足以提供操作反饋信息；位移量過大，則易于引起操作者的疲勞或影響操作活動。表13-15為美國推薦的踏板設計參數，可供實際設計參考。 腳踏板的型式對操作效率的影響如表13-16所示。由表可知，在相同條件下，每踏動一次，1號腳踏

34、板所需時間最少，4號腳踏板所需時間最多。 表13-15 腳踏板設計參數推薦值名稱最小最大踏板大小/mm長度寬度752530090踏板行程/mm一般操作穿靴操作踝關節彎曲整體運動13252525656565180阻力（N）腳不停在踏板上腳停在踏板上踝關節彎曲整腿運動184545909045800踏板間距（mm）單腳任意操作 單腳順序操作10050150100 腳踏鈕與按鈕具有相同的功能。可用腳尖或腳掌操縱。踏壓表面應有紋理。應能提供操作反饋信息。腳踏鈕的設計如圖13-31和表13-17所示。 表13-17 腳踏鈕設計參數推薦值名 稱最 小最 大直徑尺寸d/mm12.5無特殊界限操縱位移L/mm1

35、2.52565(正常操作、穿靴操作)100（轉動脛部而進行控制時）阻力（N）腳不停在腳踏鈕上9.888（正常操作時）腳停在腳踏鈕上44B、腳踏鈕在許多產品上控制器與顯示器是聯合在一起使用的，這種控制器與顯示裝置之間的配合關稱為控制顯示相合性。它包括兩方面的內容:其一是控制器與顯示器在空間位置關系上的配合一致，即控制器與其相對應的顯示器在空間位置上有明顯的聯系；其二是控制與顯示器在運動方向上的一致，即控制器的運動能使與其對應的顯示器產生符合人的習慣模式的運動，控制與顯示的相合性與人的機能特性，信息加工的復雜性和人的習慣模式有關，其中人的習慣因素影響最大；如儀表指針吸時針方向轉動通常表示數值增大，

36、逆時針方向轉動表示數值減小。如果把這種關系顛倒過來，就容易讀錯。 控制顯示的相合性 控制與顯示在位置相合的目的主要是減少操縱者信息加工的復雜性，避免操縱錯誤，縮短操縱時間，提高工作效率。在空間位置上，控制器應盡可能地靠近相聯系的顯示器的正下方或右側旁（右手操作）如圖13-29 所示，也可將所有控制器置于所有顯示器下方，但兩者在排列順序上要對應一致。 若控制器為同心多層旋鈕，則顯示器可放置成沿順時針排列的圓弧形或由左向右排列的直線形，左邊的顯示器對應于最上層的旋鈕，最下邊的控制器控制最右邊的顯示器，如圖13-30所示。 對于一個按鈕有三個檔位同時對應于三個指示燈的情況如電吹風的按鈕或電風扇的風速調節按鈕，如圖13-31 所示。 1、控制與顯示在空間位置