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人機界面的人性化設計

人機界面是指人機之間信息顯示、傳遞與控制的系統，包括顯示系統、控制系統。界面設計的任務就是要使信息傳遞及控制系統安全、可靠，符合人的生理、心理特征。界面設計應主要從人機工程學的角度，對控制器和顯示器進行合理安排。一般來說，林業(yè)機械裝備上往往有多種控制器和顯示器，因此，控制器和顯示器的合理匹配是界面設計的主要內容。除將控制器和顯示器布置在人的視覺及可觸及的理想范圍內，還要按重要程度、使用頻率、邏輯功能、使用順序等四項原則進行布置。林業(yè)機械裝備通常都將顯示裝置和控制裝置裝配成一個控制臺或控制盤，因此控制-顯示就應該有一個合理的運動關系，如顯示器采用數字顯示還是模擬顯示；對顯示儀表的控制是用簡單的旋鈕還是用同一尺寸的曲柄。實驗證明，旋鈕的控制優(yōu)于曲柄，它可以使控制更方便、更精確。為了使用者能迅速、準確辨認，控制器通常還要利用其大小、位置、顏色、形狀等進行編碼。機械裝備的信息顯示系統可向使用者傳遞各種信息，這些信息經過使用者的匯集、加工和處理，再通過控制系統反饋給機械設備。在信息傳遞過程中，使用者對信息的接收速度、處理速度、反饋速度及其相應的準確性在很大程度上取決于信息顯示系統的設計。由于對信息接收的器官不同，顯示系統有視覺顯示器、聽覺傳示器、觸覺顯示器和動覺顯示器等。在作業(yè)過程中，對顯示器的選擇主要依據信息的特征、作業(yè)活動情況及作業(yè)環(huán)境而設計。當傳遞復雜、抽象或多樣化的信息在噪聲較大的作業(yè)環(huán)境中傳遞，以及操作人員工作地點固定不動的情況下傳遞宜選用視覺顯示裝置；當傳遞的信息簡單、緊急，操作人員的工作又要求四處走動或環(huán)境被嚴重干憂（如燈光昏暗、粉塵飛揚、工作地點雜亂等）的情況下，采用聽覺傳示較為理想；觸覺顯示器及動覺顯示器也應依據信息特點及人的作業(yè)要求選擇。在這幾種顯示器中，視覺顯示器由于信息傳遞量大、傳遞方式多樣化而占主要地位?？刂葡到y的設計質量直接影響機電設備的運轉情況，因此對控制器的設計要符合人機工程學要求。從控制器的編碼、操縱阻力到控制器的形狀、大小等都要進行人機工程學分析。對控制類人機界面的設計主要應考慮林業(yè)機械裝備顯示裝置與人信息通道特性的匹配；操縱器與人體運動特性的匹配；顯示器與操縱器性能的匹配等，從而針對不同的系統研究設計最優(yōu)的顯示-控制方式。控制器的操縱大多由手來完成，手動控制器常見的有旋鈕、按鍵（包括鍵盤）、手柄、轉輪等幾種。這不僅因為手操作起來靈敏、準確，而且手的操作功能多種多樣，如手可以有握持、定位、分離、裝配等動作。手動控制器的設計應該符合手的生理特點、運動規(guī)律及活動范圍，否則不僅影響手的操作動作，長期使用還會影響手的健康。如尺寸設計過大，操縱阻力設計不適宜，在使用時將壓迫手掌使之緊張，造成酸麻、手脹等不適感覺。因此，手控制器的設計應考慮其外形結構及尺寸等適應人手的活動要求。

設備外觀的人性化設計

外觀設計也就是設備的造型設計，也稱其為設備的藝術造型。林業(yè)機械設備的傳統形象一直比較粗放，過去無論設計還是制造，都沒有對其外觀給予足夠的重視。林業(yè)機械設備藝術造型不僅應能體現其功能的合理性及外在質量的統一性，使機器的形態(tài)與其結構、功能及使用要求相統一，還應體現出設備的技術先進性和符合時代感的審美要求。外觀設計包括很多方面，如各部分的比例得當、形體流暢、色彩協調、顯示裝置與控制裝置布置美觀以及便于直觀操作和有醒目的標識等。另外，在外形及色彩使用上還應兼顧設備的安全性，如在一些高危機械設備中應使用安全色和安全標志。此外，還要注意色彩的流行性、國際規(guī)定的警戒色、民族地域的用色習慣、企業(yè)專用色以及各國對色彩的好惡等方面，以避免產生誤會導致產品受到抵制。

操作舒適性的人性化設計

勞動條件的好壞，不僅影響作業(yè)質量和生產率，而且直接關系到林業(yè)機械裝備使用者的身心健康。所以，在林業(yè)機械設備設計時就應充分考慮到使用者的安全與舒適，這也是林業(yè)機械發(fā)展中一個迫切需要研究和解決的問題。舒適性與許多影響因素有關，很難用一個簡單的指標來評價。林業(yè)機械設備的使用者是否舒適，取決于安全狀況，振動、噪聲，駕駛室內的溫度、濕度，發(fā)動機廢氣污染，操縱方法與操縱力，照明、顯示裝置，通訊條件等是否在使用者人體最佳適應范圍內。在一定意義上說，就是要處理好人與機械的關系。以人為主體，和以機械為勞動工具的人機關系中，主要體現在“機宜人”和“人適機”的關系上。供人使用的機械，應盡量滿足人的生理、心理特征，符合人的審美觀和價值觀，尤其要滿足人的安全需要，讓人能最大限度地發(fā)揮其作用。如聯合伐木機和采運機械的駕駛室應為翻滾保護結構（ROPS），滿足抗側翻碰撞和吸收動能這兩方面的要求；豎直矩形的儀表盤面在定性顯示中的認讀時間最短，準確性也較高，而開窗式的儀表盤面在定量顯示中的認讀時間最短。

本文作者：徐克生劉瑞林李時舫孟凡燁作者單位：國家林業(yè)局哈爾濱林業(yè)機械研究所