第七章 操纵装置设计
操纵装置的特征编码与识别
旋纽、手柄、按纽、按键设计
工作椅设计的主要依据
手握式工具的设计
操纵装置的特征编码与识别
形
状
编
码
大
小
编
码 颜色
编
码
标
志
编
码
形
状
编
码
形象化的飞机操纵器
形状与功能有直接的联系，如轮形的操纵器可用来
操纵飞机的起落架，翼形操纵器则用于副翼或襟翼
的操纵，这种形象化的操纵器有利于减少飞行事故。
形
状
编
码
旋纽的形状编码
在 (a),(b),(c) 三
类旋纽之间不易混
淆，而同一类之间
容易混淆； (a)和 (b)
类旋纽适合作 360
度以上旋转操作；
(c) 类旋纽适合 360
度以内旋转操作；
(d)类适合作定位指
示调节。
大
小
编
码
操纵器采用大小编码时，一般说来，
大操作器的尺寸要比小操纵器的大
20%以上，才有准确操纵的把握，而
这一点是较难保证的，所以，大小编
码形式的使用是有限的。
颜
色
编
码
形体和颜色是物体的外部特征，因
此，可用颜色编码来区分操纵器，人
眼虽然分辨各种颜色,但用于操纵器的
编码颜色，一般只有红、橙、黄、绿
等五种，色相多了，容易混淆。
操纵器的颜色编码一般只能同形状
和大小编码合并使用，而且只能靠视
觉辨认，还容易受照度的影响，故使
用范围有限。
颜
色
编
码
标
志
编
码
当操纵器数量很多，而形状又难区
分时，可采用标志编码，即在操纵器
上刻以适当的符号以示区别，符号的
设计应只靠触觉就能清楚地识别。因
此，符号应当简明易辨，有很强的外
形特征。如下列所示：
可用触觉辨别的标志编码
旋纽、手柄、按纽、按键设计
旋
纽
的
形
体
设
计
旋纽的操纵力和适宜尺寸（ mm)
旋纽、手柄、按纽、按键设计
旋
纽
的
形
体
设
计 指示型旋纽的尺寸和式样
旋纽、手柄、按纽、按键设计
手
柄
的
形
体
设
计
手柄形式和着力方式比较
要求：手握舒适、施力方便，不产生滑动，
同时还需控制它的动作，因此，手柄和尺寸
应按手的结构特征设计：
旋纽、手柄、按纽、按键设计
手
柄
的
形
体
设
计
转动手柄的推荐尺寸
旋纽、手柄、按纽、按键设计
按
钮
的
形
体
设
计
其外形常为圆心和矩形，有的还带有信号灯。
按纽通常用作系统的启动和关停。其工作状态
有单工位和双工位，单工位按纽是手按后，它
处于工作状态，手指一离开按纽就自动脱离工
作状态，回复原位；双工位的按纽是一经手指
按下就一直处于工作状态，当手指在按一下时，
它才回复原位。在选用时，要注意它们的区别。
按纽的尺寸主要按成人手指端的尺寸和操作
要求而定。一般圆弧形按纽直径以 8— 18mm 为
宜，矩形按纽以 10*10,10*15或 15*20为宜，按
纽应高出盘面 5— 12mm，行程为 3— 6mm,按纽
间距一般为 12.5— 25mm,最小不得小于 6mm。
旋纽、手柄、按纽、按键设计
按
键
的
形
体
设
计
常用计算机键盘（ QW— ERTY)
键盘的设计应考虑人手指按压键盘的力度、
回弹时间及使用频度、手指移动距离等因素。
人们使用键盘的最高击键速度可以达到 15次
/s,一个熟练的使用者平均击键速度为 5次 /s.
旋纽、手柄、按纽、按键设计
按
键
的
形
体
设
计 按键的形式和尺寸
电话数字键盘与计算器数字键盘为什么不一样？
工作椅设计主要依据
坐
姿
的
优
点
当人站立时，人体的足裸、腰部、臀部和脊椎
等关节部位受到静肌力作用，以维持直立状态，
而坐时，可免除这些肌力，减少人体能耗，消除
疲劳，坐姿态比站立更有利于血液循环，而且有
利于保持身体的稳定。
目前，大多数办公室人员、脑力劳动者、部分
体力劳动者都采用坐姿工作 。随着技术的进步，
愈来愈多的体力劳动者也将采取坐姿工作，因而
工作坐椅设计和相关的坐姿分析日益成为人机工
程学工作者和设计师们关注的研究课题。
工作椅设计主要依据
脊
柱
结
构
— 坐姿生理学 7
12
5
5
4
工作椅设计主要依据
腰
曲
弧
线
— 坐姿生理学
从坐姿
生理学
角度，
应保证
腰弧曲
线正常。
工作椅设计主要依据 — 坐姿生理学
腰
椎
后
突
和
前
突
工作椅设计主要依据 — 坐姿生物力学
体
压
分
布
工作椅设计主要依据 — 坐姿生物力学
股
骨
受
力
分
析
工作椅设计主要依据 — 坐姿生物力学
椎
间
盘
受
力
分
析
从坐姿
生物力
学角度，
应保证
肢体免
受异常
力作用。
工作椅设计主要依据
1、使操作者在工作中保持身体舒适、稳定并能进行准确
的控制和操作。
2、座高（ 360— 480mm)和腰靠高 (165 — 210mm)必须是可
调节的。
3、椅坐面和腰靠结构应使其感到安全、舒适。
4、腰靠结构应具有一定的弹性和足够的刚性，腰靠倾角
不得超过 115度。
5、工作坐椅一般不设扶手，需设扶手的必须保证操作人
员作业活动的安全。
6、其结构材料应耐用、阻燃、无毒。坐垫、腰靠、扶手
的覆盖层应使用柔软、防滑、透气性好、吸汗的不导电材
料制造。
设计要点
工作椅设计主要依据
座
椅
的
结
构
形
式
工作椅设计主要依据
主
要
参
数
坐面倾角,3— 4度 腰靠倾角,110度
手
握
式
工
具
设
计
手的解剖及其与工具使用有关的疾患
人体手部的掌侧观模型
手
握
式
工
具
设
计
手的解剖及其与工具使用有关的疾患
腕关节动作状态
手握式工具设计
手
握
式
工
具
设
计
设计原则：
必须有效地实现预定的功能；
必须与操作者身体成适当比例，使操作者发挥
最大效率；
适当考虑性别、训练程度和身体素质的差异；
作业姿势不能引起过度疲劳。
手
握
式
工
具
设
计
几个避免问题：
避免静肌负荷
手
握
式
工
具
设
计
避免手碗处于顺直状态
手
握
式
工
具
设
计
把手弯曲式工具设计
手
握
式
工
具
设
计
避免掌部组织受压力
手
握
式
工
具
设
计
避免手指重复动作
手
握
式
工
具
设
计
把手设计参数：
直径：着力抓握 30— 40 ；精密抓握 8— 16
长度,100— 125；
形状：圆形、三角形、矩形、丁字形、斜
丁字形等；
弯角,10度左右；
双把手工具与用手习惯和性别差异：
作业题,
1、工作椅设计：根据人体尺寸及椅子
设计原则，分析目前学生用椅的缺点，
设计一种适合学生用的椅子。
请注意：你可以根据自己的兴趣，设计
其他椅子。
2、根据手握工具的设计原则，设计一
种新型鼠标，并分析其设计根据。