人机系统与人机界面的设计

人机系统与人机界面的设计

1．人机系统

人机系统是由人和机器构成的系统。这里的“人”是指机器的操作者和管理者，“机”

主要是指人使用的工具和器物。

人机系统是由相互作用、相互联系的人和机器两个子系统构成的，且能完成特定目标的一个整体系统。由于人的工作能力和效率随周围环境因素而变化，任何人机系统又都

处于特定环境之中，所以在研究人机系统时，应当把环境当成一个重要因素来考虑。因此完整的人机系统皮包括人、机、人机之间的界面以及人机系统所处的环境。

2．显示器装置的设计

(1)视觉显示器

视觉显示器是指依靠光波作用于人眼rN人提供外界信息的装置。视觉显示器的形

式多种多样，TI代理商简单的如一束灯光、一张地图、一个路标等；复杂的如计算机荧屏显示器、汽

车驾驶仪表等。无论是何种形式的视觉显示器，都有一个共同点，即都必须通过可见光作用于人的眼睛才能达到信息传递的目的。视觉显示器可以有不同的分类。

①按显示状态划分

静态显示器。该类显示器适用于显示长时间内稳定不变的信息，如传递人类的某

种知识经验或显示机器物件的结构状态等信息。我们常见的图表、指示牌、印刷

品等就属于这类显示器，见图6—36(a)。

动态显示器。该类显示器适用于显示信息的变化状态，如显示速度、高度、压力、时

间等各种信息的动态参数，如钟表、荧屏、雷达等都属于这类显示器，见图6—36(b)。

②按显示信息酌量划分

·定量显示器。这类显示器显示信息之间的数量关系，如计数器、压力表、温度计

等，见图6—37(a)。

·定性显示器。这类显示器显示信息的变化趋势或者有关性质和状态，如交通信

导、安全标志、开关状态等，见图6—37(b)。

③按显示信息的表征方式划分

．形象显示器。这类显示器一般采用图片、图形、实物传真等方式来显示信息，具有

直观生动、易于理解、译码快捷等优点。

．抽象显示器。这类显示器一般使用符号、代码、文字、数字等方式来显水信息

有简洁明了、信息丰富、组合方便等优点。

(2)听觉显示器

由于听觉获得的信息仅次于视觉，在下列情况下可选用听觉显示器：当操作人员经常走动而需要及时处理事件和告急信息时；视觉系统负担过重；设置视觉显示器的部位太亮或太暗不适应需求时；原始信号是声音及完全使用语言通道等。

常用听觉显示器有铃、蜂呜器、喇叭、扬声器等。

(3)触觉显示器

在特定情况下，Atmel信息的传递依靠触觉更为有利时，可选用触觉显示器。

3．控制装置的设计

显示器和控制器是人与机器发生交互作用的两个重要接口。显示器可以帮助人们了

解机器活动的情形，而通过控制器却是为了影响或支配机器的活动。因此，控制器的质量对人的工作效率和生产安全具有十分重要的意义。

质量优良的控制器，必须具有以下两方面的特点：

．材料质地优良、功能合适；

．适合于操作者使用，使操作者能方便、安全、省力和有效地使用。

要满足上述要求，就必须把控制器的大小、控制力、位置安排、形状特点、操作方法等设计成与人的身心、行为特点相适应。图6—38为掌上伴侣遥控器。

控制器的类型多种多样，可从不同角度对其进行分类。

(1)按运动方式划分

①旋转式控制器。通过转动改变控制量的控制器，如手

轮、旋钮、曲柄等。这类控制器可用来改变机器的工作状态，

起调节或追踪的作用，也可将系统的工作状态保持在规定的

工作参数上。

②平移式控制器。通过前后或左右移动改变控制量的控

制器，如操纵杆、手柄等，可用于工作状态的切换，或作紧急制

动之用，具有操作灵活、动作可靠的特点。

⑦按压式控制器。通过上下移动改变控制量的控制器，如按键、钢丝脱扣器等。这

类控制器具有占地小、排列紧凑的特点，但一般只有接通与断开两个工作位置，常用于机器的开停、制动，现在已普遏地用于电子产品中。

(2)按信息特点划分

①离散式控制器*这类控制器用于控制不连续的信息交化，只能用于分级调节，所

控制对象的状态变化是跃进式的，加电源开关、波段开关、按镑开关以及各种用于分档分级调节的控制器。

⑧连续式控制器。这类控制器所控制的状态变化是连续的，如旅钮、手轮、曲柄等。连续式控制器可用于无级调节，它能使控制对象发生渐进的、平滑的变化。

(3)按人的操作器官划分A T90CAN64

①手控制器。手跟身体其他部位的器官相比，灵活、反应快、准确性高，其结构和功能特别适合于操作各种各样的控制器，因此，人机系统的大部分控制器都是用李操作的。手控制器种类很多，常见的有开关、按钮、按键、旋钮、手轮、手柄、操纵杆、触投屏等，如图

6—39所示为常见助手控制器等。

⑦足控制器。足的活动远不及手灵巧多变，因此，足控制器的式样和功能都比较少，一般用于一些比较简单，精度要求不高的控制任务，常用的足控制器有足赅器、刹车等，如图6—40所示为外科手术仪器上使用的脚踏开关。

③其他控制器。在某些情况下，可利用言语声、眼动、头动及生物电等来操作控制器，如图5—4l所示为眼动仪，当然，这类控制器远不及手足控制器使用普通，目前还只作为一种辅助性的控制器加以使用，单片机但随着技术的进步，今后将会有快速的发展

(4)按控制维度划分‘①单维强创器。如果显示信息用朗起步个单维显示器，则通

常选用相应的若干个单维控制器。’ ．：②多维控制器。通常如果各控制轴的控制阶相同，并且不存在交叉稠合的问题，则选用一个多维控制器比选用多个单维控制器的效果好。wxq$#