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人機界面的人性化設(shè)計

人機界面是指人機之間信息顯示、傳遞與控制的系統(tǒng)，包括顯示系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。界面設(shè)計的任務(wù)就是要使信息傳遞及控制系統(tǒng)安全、可靠，符合人的生理、心理特征。界面設(shè)計應(yīng)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(shè)計的主要內(nèi)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(nèi)，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(yīng)該有一個合理的運動關(guān)系，如顯示器采用數(shù)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(tǒng)可向使用者傳遞各種信息，這些信息經(jīng)過使用者的匯集、加工和處理，再通過控制系統(tǒng)反饋給機械設(shè)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(yīng)的準確性在很大程度上取決于信息顯示系統(tǒng)的設(shè)計。由于對信息接收的器官不同，顯示系統(tǒng)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(jù)信息的特征、作業(yè)活動情況及作業(yè)環(huán)境而設(shè)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(yīng)依據(jù)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。控制系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量直接影響機電設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況，因此對控制器的設(shè)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(shè)計主要應(yīng)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(tǒng)研究設(shè)計最優(yōu)的顯示-控制方式?？刂破鞯牟倏v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(zhuǎn)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(shè)計應(yīng)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(shè)計過大，操縱阻力設(shè)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(shè)計應(yīng)考慮其外形結(jié)構(gòu)及尺寸等適應(yīng)人手的活動要求。

設(shè)備外觀的人性化設(shè)計

外觀設(shè)計也就是設(shè)備的造型設(shè)計，也稱其為設(shè)備的藝術(shù)造型。林業(yè)機械設(shè)備的傳統(tǒng)形象一直比較粗放，過去無論設(shè)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(shè)備藝術(shù)造型不僅應(yīng)能體現(xiàn)其功能的合理性及外在質(zhì)量的統(tǒng)一性，使機器的形態(tài)與其結(jié)構(gòu)、功能及使用要求相統(tǒng)一，還應(yīng)體現(xiàn)出設(shè)備的技術(shù)先進性和符合時代感的審美要求。外觀設(shè)計包括很多方面，如各部分的比例得當、形體流暢、色彩協(xié)調(diào)、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(yīng)兼顧設(shè)備的安全性，如在一些高危機械設(shè)備中應(yīng)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(chǎn)生誤會導致產(chǎn)品受到抵制。

操作舒適性的人性化設(shè)計

勞動條件的好壞，不僅影響作業(yè)質(zhì)量和生產(chǎn)率，而且直接關(guān)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(shè)備設(shè)計時就應(yīng)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(guān)，很難用一個簡單的指標來評價。林業(yè)機械設(shè)備的使用者是否舒適，取決于安全狀況，振動、噪聲，駕駛室內(nèi)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(yīng)范圍內(nèi)。在一定意義上說，就是要處理好人與機械的關(guān)系。以人為主體，和以機械為勞動工具的人機關(guān)系中，主要體現(xiàn)在“機宜人”和“人適機”的關(guān)系上。供人使用的機械，應(yīng)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(lián)合伐木機和采運機械的駕駛室應(yīng)為翻滾保護結(jié)構(gòu)（ROPS），滿足抗側(cè)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