18. 1 控制器概述
海床18.1.1 控制器及其类型
控制器是人用以将信息传递给机器，使之执行控制功能，实现调整、改变机器运行状态的装置。人也能通过自身感觉从控制器接收到完成操作所需要的某些反馈信息。因此，控制器构成了人机系统的又一人机界面。控制器设计是否合理，直接关系到人机系统，的工作效率。合适的控制器，可以使操作者准确、迅速、安全地进行操作，并且减少紧张和疲劳。控制器的设计要充分考虑操作者的生理、心理、人体解剖和用力等特性。
控制器的分类方法很多，按操纵的身体部位不同，可分为手动控制器、脚动控制器和声音控制器等；按控制器的运动方式不同，可分为旋转控制器、摆动控制器、按压控制器、滑动控制器和牵拉控制器，如表18．1所示。
表18．1 按运动方式分类的控制器
运动方式 | 示 例 | 特 点 |
旋 转冷沉淀凝血因子 | 曲柄、手轮、旋塞、旋钮、钥匙 | 麦大成受力后绕轴旋转运动，也可反向倒转或继续旋转至起始位置 |
摆 动 | 开关杆、调节杆、杠杆电键、拨动开关、摆动开关、脚踏板 | 受力后绕旋转点或轴运动，或者摆动到一个或数个位置，通过反向调节可返至起始位置 |
按 压 | 钢丝脱扣器、按钮、按键、键盘 | 受力后在一个方向上运动，在施力解除之前，停留在被压位置上，通过反弹力可回到起始位置。 |
滑 动 | | 受力后在一个方向上运动，并停留在运动后的位置上，只有在相同方向上继续向前推或改变力的方向，才可使其做返回运动 |
牵 拉 | 拉环、拉手、拉圈、拉钮 | 受力后在一个方向上运动，回弹力可使其返回起始位置，或者用手使其在相反方向上运动 |
| | |
各类控制器的形状如图18．1所示。各类控制器在各种情况下的适用性如表18．2(DIN33401)所示。
18.1.2 控制器选用与设计的一般原则
在设计与选择控制器时，不仅要考虑其本身的功能、转速、能耗、耐久性及外观等，还必须考虑与操作者有关的人的因素方面的一些基本原则。
①控制器要有利于操作，尽量减少或避免不必要的操作动作，以保证系统工作效率。
②控制器的运动方向应与预期的功能方向相一致。
③控制器操纵部分的大小、形状及指向，必须便于把握和移动，其外形应符合人手等部位的解剖学特征。
④控制器的移动范围，要根据操作者的身体部位、活动范围和人体尺寸来确定。
⑤控制器的阻力、惯性和转矩要适当，应在人的体力适宜范围内，并确保安全。
⑥在控制器较多的情况下要根据系统的运行程序、作用的顺序来配置，以保证安全、准确和迅速地进行操作。
⑦控制器的材质应符合卫生学要求，使触摸时安全和舒适。
⑧要能避免无意识的操作而引起的危险。
⑨利用编码提高对控制器的辨别效率，避免发生混同，减少操作失误。一般采用形状、位置、大小、操作方法、颜和标记等方式进行控制器编码。 18. 2 控制器的编码
18.2.1 控制器编码原理与条件
在具有多个控制器的系统中，为了提高操作者辨别控制器的效果，应对控制器进行编码。编码方式主要有：形状、位置、大小、操作方法、颜和标记等。
选择编码方式主要考虑以下条件：操作者使用控制器的任务要求；辨认控制器的速度和准确性；需要采用编码方式的控制器数目；可用的控制板空间；照明条件；影响操作者感觉辨认能力的因素等。
18.2.2 控制器编码方式
(1)形状编码
形状编码是将不同功能的控制器，设计成不同的形状及表纹，便于操作者辨认，不易发生混淆。它是一种容易被视觉特别是触觉辨识的编码方式。采用形状编码应注意：控制器的形状与它的功能有逻辑上的联系，以便于形象记忆；控制器的形状应能在不用视觉或有必要戴手套的情况下，凭触觉也可分辨清楚。表纹编码主要依赖于触觉反馈识别。詹金斯(W．O．Jenkins)研究了飞机上22种特殊形状的手。动控制器，图18．2是其中的6种示例。亨特(D．P．Hunt)研究了凭视觉和触觉识别的旋钮形状，从中选出16种最佳旋钮，如
图18．3所示。
(2)位置编码
位置编码是通过位置安排不同来识别控制器的一种方式。控制器可按视觉定位，也可盲视定位，后者是指操作者即使不直接注视控制器也能正确操作，控制器之间需有更大的间距。控制器位置分布，可按其功能组合排列；使控制器与显示器具有相对应的位置；同一种控制器放在相同位置上，各区之间用位置、形状、颜、标记等加以区分；重要的控制器放在人肢体最佳活动范围内。
(3)大小编码黑河学院学报编辑部
大小编码是通过控制器的尺寸大小不同来识另U控制器的一种方式。这种编码可以为视觉和触觉提供信息，但人仅凭触觉识别大小的能力很低。因此，大小编码往往与形状编码等组合使用。大小编码可用于指示控制器的相对重要性。
(4)操作方法编码
操作方法编码是通过来自不同操作方法产生的运动觉差异末识别控制器的一种方式。这种编码很少单独使用，而是作为与其他编码组合使用时的一种备用方式，以证实控制器最初的选择是否正确。
(5)颜编码
颜编码是利用颜不同来识别控制器的一种方式。颜编码特别有利于视觉搜索作业。但人对颜的识别能力有限，一般不过10余种，颜过多容易混淆，不利于识别。
(6)标记编码
标记编码是通过标注图形符号或文字来识别控制器的一种方式。在控制器的上面或旁边，用符号或文字标明其功能，有助于提高识别效率。若标注图形符号，应采用常规通用的标志符号，简明易辨；若标注文字，应通俗易懂，简单明了，尽足避免用难懂的专业术语。
18. 3 控制器的操作方向和用力
18.3.1 控制器的操作方向
(1)控制器与指针移动组合关系
控制器操作与相关显示器的指针移动方向之间存在的这种固定的一致性关系，在心理学上称为“常规”。这是人们长期社会生活习惯和心理经验形成的固定概念，也可以称为“习惯定型”。
独览梅花扫腊雪控制器转动与指针移动方向的关系如图18．4所示。对8种组合，通过测定被试平均读取误差进行评价，其中(b)误差最小，其次按(a)，(f)，(e)，(d)，(s)，(c)和(h)的次序增大。
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