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电子设备人机工程学

[拼音]:dianzi shebei renji gongchengxue

[外文]: n- chine engineering in electronic equipment

研究电子设备设计中与人体有关问题的一门新学科。它的主要任务是使所设计的电子设备有利于操作者的安全,便于操作,并适应人体的各种要求,使操作者产生愉 ,从而使人机系统的工效达到优。

人机工程学虽与邻近学科相互交叉,但有其本身的理论体系,即通常所说的环境-人-机系统理论。这里,人指的是操作者;机器指广义的机器系统(如电子设备或系统);环境指人机系统所处的工作环境。人机模型用于表示人与机器之间的相互作用(图1)。在人机系统的工作循环中,由机器的显示器发出某种信息(如数字、图像、色光、声等), 操作者的感觉器官(眼、耳、肢体等)。感觉器官接受信息后,立即将信息传至大脑的中枢神经系统。信息经过大脑的理解、心算、比较,作出判断和决定,并指使肢体调整控制器。调节的结果再次显示在显示器上。重复上述过程,直至机器被调整到预定的要求为止。

电视机的开机和调整是人机系统的一个简单例子。当观看者接通电视机的电源后,大脑即对所显示的电视台的信息(图像、伴音)进行分析和判断(图像是否清晰,亮度、色彩、对比度是否适中,伴音是否失真等),然后指使肢体调整控制器,直至电视机显示出符合要求的信息为止。电子设备或系统的设计,不仅是单纯的工程技术设计问题,而是需要应用人机工程学的理论,综合运用邻近学科(生理学、心理学、人类学、物理学、环境医学等)的理论和成果进行设计,促进人机对话,发挥人机系统的综合效果。

显示器的设计和选择

电子设备或系统通过视觉显示器、听觉显示器和触觉(皮肤感觉)显示器将信息传送给操作者。据统计,人所获得的全部信息的80%是通过视觉感受而来的。经测定,飞行员的视觉反应时间(从信息映入飞行员眼中到作出判断的时间)约需3.0455秒。如果飞机以每小时2000公里的速度飞行,则飞机在这段时间内已飞行了1600~1700米。显示器的设计和选用应有利于缩短视觉反应时间。在设计和选择视觉显示器(如度盘、显示屏、仪表、指示灯和打印等)时,还须从减轻视觉疲劳、减小视觉误差等方面,对显示器的大小和形状,符号和字体的大小、色彩,指针形状和粗细、刻度的间隔和刻度线的粗度,以及照明等进行周密的考虑。视觉显示?a href='baike/220/253889.html' target='_blank' style='color:#136ec2'>鞣质帧⒎拧⑼枷裣允酒鳎刺甘酒鳎甘镜葡允镜取6ㄐ韵允究裳∮梅畔允酒鳎ㄍ?);定量显示则宜选用数字显示器。这样,不但可提高阅读速度、减少视觉疲劳,并可降低阅读的误差率。

当信号源本身就是声音,简单和短促的信息警告或须作及时处理的信息,或是操作者须经常走动或视觉系统负载过重,或在照明条件受到限制等情况下,则宜采用听觉显示器。对于听觉显示器,主要考虑音频的频率、声强和持续时间等。在昏暗的环境下,有较多控制旋钮的电子设备则应选用形状或大小不同的旋钮,并规定其功能,操作者可依靠手感获得信息并进行操作。

控制器的设计和选择

控制器是将操作者的决定和控制信息传送给机器的装置。控制器的设计和选择首先应使操作者的操作动作自然,同时还应考虑控制力的大小、控制器的移动范围、控制显示比(即显示器的显示量与控制器操纵量的比值)、控制和显示方向的一致性、控制器的安全和防松装置以及控制编码等。控制器的数量不宜过多,应根据电子设备的具体情况,确定控制器的较佳数量并作合理的布置。

工作面的安排

包括工作空间的大小、控制器和显示器的安放位置,以及座位和仪表板的设计等。工作面的安排应使操作者便于观察和操作,并处于有效的操作空间范围以内。

可维修性设计

在便于操作者接近的位置设置测试点,设置必要的维修和观测窗口,以及设计防高电压电击的安全装置、辅助工具和测试设备,编写简单易记的维修指南等。

工作环境

影响人机系统工作的环境包括雷电、噪声、电磁干扰、振动、加速度和失重效应、温度和湿度、气压、有害气体及污染等。在设计人机系统时,应采取防止不良环境影响人机系统的措施。

照明

不合适的照明会引起视觉疲劳,从而造成视觉误差。因此,必须根据具体情况选择和设计视觉效果较好的照明系统,为操作者提供良好和舒适的视觉环境。

造型

包含色感和质感两个方面。它所考虑的是物与物关系的造型(如元件、器件和设备等)和以物与人的关系为中心的造型。前者主要是工程技术方面的设计,而后者则必须考虑人的生理和心理条件。要求所设计的电子设备具有优美的外形,并配以与设备功能和工作环境相协调的色彩。造型不仅应使操作者产生对机器的好感,而且在操作时精神上不觉疲劳。

现代的电子系统虽然迅速向自动化与智能化方向发展,计算机能代替人的很多工作,但计算机只能遵照人的指令进行工作,不能完全替代人的能动性和创造性。因此,在电子系统设计中,需要充分考虑人和机器各自的特长,使人和机器分别承担各自的有效的工作,并使人和机器适当地配合起来,提高人机系统的工效,减少事故,节省开支。

参考书目封根泉编著:《人体工程学》,甘肃人民出版社,兰州,1980。

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