人機工程學在互感器液晶校驗儀面板設(shè)計中的應用

山西省機電設(shè)計研究院 裴蜓蜓

引言

人機工程學（Man-Machine Engineering）是研究人、機械及其工作環(huán)境之間相互作用的學科。通過人體各部分的尺寸、重量等人體結(jié)構(gòu)特征參數(shù)；分析人的視覺、聽覺、觸覺等感覺器官的機能特性；來探討人-機-環(huán)境之間的相互影響關(guān)系。

在創(chuàng)新化、專業(yè)化、精確化等為主題的當代，面板設(shè)計更加注重創(chuàng)新及高技術(shù)的應用，忽視了人、環(huán)境與產(chǎn)品之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，使產(chǎn)品缺乏競爭力。本文結(jié)合互感器液晶校驗儀的面板設(shè)計，闡述人機工程學在面板設(shè)計中的具體應用。

1.面板的構(gòu)成

面板包含了人在直接或間接操作機器時所涉及到的各個方面。是人和產(chǎn)品之間信息交換的紐帶。

互感器液晶校驗儀面板由顯示器、功能元件及標識組成。

①顯示器顯示測試同相分量、正交分量及百分表數(shù)據(jù)，以判斷被測互感器是否合格。

②功能元件電源開關(guān)啟動或關(guān)閉產(chǎn)品，復位鍵在數(shù)據(jù)測試過程中發(fā)生錯誤或測試完成后，使產(chǎn)品回到原始狀態(tài)。

③標識提供產(chǎn)品其他輔助信息。

2.面板的設(shè)計

2.1 面板與整體造型設(shè)計

根據(jù)我國成人人體尺寸國家標準（GB10000-88）提供的人機工程學測量數(shù)據(jù)顯示；正常人的兩眼視角范圍水平方向大于垂直方向（水平方向約為140°，垂直方向約為120°），眼睛的水平運動比垂直運動敏捷，頭部的橫向轉(zhuǎn)動比上下轉(zhuǎn)動更加靈活。為此，面板設(shè)計采用橫向矩形，以方便操作者觀察和讀取面板數(shù)據(jù)。如圖1正視圖所示。

在面板的操作中，我們一般采用坐姿操作。在顯示器、操縱器數(shù)量較少的情況下，根據(jù)人機工程學原理控制面板與整機形成20°的后傾角。有利于視覺觀察和手動操作。如圖1側(cè)視圖所示。

2.2 面板布局設(shè)計

作為人-機交互的橋梁，傳遞和交換信息的面板，設(shè)計首先應考慮人體生理器官的特征。根據(jù)人機工程學原理對互感器液晶校驗儀面板進行布局設(shè)計：①功能分組原則，如圖1正視圖所示左側(cè)是顯示功能區(qū)域，右側(cè)電源開關(guān)和復位鍵為操作功能區(qū)域；②操作次序與使用頻率原則，首先操作的電源開關(guān)在上，復位鍵在下方在最佳視野和最佳控制區(qū)方便控制元件防止誤操作。

圖1 面板與整體造型設(shè)計

2.3 面板元器件配位

在互感器液晶校驗儀面板的設(shè)計中采用了長方形電源開關(guān)與長方形顯示器相呼應，采用圓形復位鍵突顯重要性與個性。

2.3.1 操作配位

面板的操作配位與人肢體活動有關(guān)。一是手、肘、頭部及眼睛等的活動角度；二是肢體活動所能達到的最佳距離范圍；

面板的控制元件至于操作者的正前方效果最佳，控制區(qū)域在以肩為圓心，半徑約為59.7cm的半球區(qū)域，如圖2所示。圖中畫陰影的是操作者手眼協(xié)調(diào)區(qū)，適合安置常用的操作器?；ジ衅饕壕ｒ瀮x面板上功能操縱區(qū)域在面板右上方，因為右手操作更加靈活操作精度更高，操作者能更好的控制產(chǎn)品。

圖2 面板水平作業(yè)區(qū)域

2.3.2 視覺配位

人的水平有效視區(qū)為半徑53.5cm，人的視覺注意力不均衡，在觀看產(chǎn)品時面板的上方比下方、左側(cè)比右側(cè)更易吸引視覺注意力，顯示器設(shè)計在面板左側(cè)以方便觀察數(shù)據(jù)變化。根據(jù)人眼的活動角度與活動范圍，人對視覺信號的辨認清晰程度和辨認速度不同，垂直方向水平線下15°水平方向20°達到最佳視區(qū)，垂直方向上10°～下30°，水平方向30°達到有效視區(qū)，面板布局設(shè)計應在最佳視區(qū)和有效視區(qū)內(nèi)。

2.4 面板字符修飾與色彩搭配

2.4.1 字符修飾

面板上所列出的產(chǎn)品型號、名稱及生產(chǎn)廠名與標記等字符，對整個面板的布局具有調(diào)整和修飾作用；字符配位、中英文選擇、大小配合、色彩應用、凹凸變化等對整個面板給予視覺上的平衡。

如圖3所示產(chǎn)品型號名稱位于面板左上方易于識別產(chǎn)品的種類，功能指示文字宜緊置于功能元件下方或正上方起到指示作用，右下部分生產(chǎn)廠名與標記位于功能元件區(qū)域以外的主導地位，充實面板空間。

圖3 面板設(shè)計效果圖

2.4.2 色彩的修飾

色彩是產(chǎn)品增值的捷徑具有先聲奪人的藝術(shù)效果，利用色彩修飾，使面板更富有生氣，是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計的一大特征。

采用不同的色彩修飾不僅能美化產(chǎn)品而且能使操作更方便快捷。如圖3所示底色采用淺灰白色（編號：PB-001），較暗的底色使操作者眼睛的耐疲勞時間增長了3～4倍；面板主色采用中性色，適用于所有消費大眾；顯示區(qū)域與功能區(qū)域用不同的色彩加以區(qū)分更方便識別與操作，特殊功能的復位鍵設(shè)計成單獨顏色突顯功能重要性。

3.產(chǎn)品整機效果

根據(jù)人機工程學原則互感器液晶校驗儀整體小巧便攜，采用中性色美觀大方，面板運用企業(yè)形象設(shè)計使產(chǎn)品具有更深層的文化含義并區(qū)別于同類產(chǎn)品。如圖4所示。

圖4 互感器液晶校驗儀整機效果

4.結(jié)語

在產(chǎn)品使用中操作者既要觀察特殊的環(huán)境又要方便快捷的正確操作產(chǎn)品。運用人機工程學原理設(shè)計出“人—機—環(huán)境”相協(xié)調(diào)的控制面板，面板不僅美觀，而且從客觀上減少誤操作，提高工作效率更好的完成工作。

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