人机工程学在互感器液晶校验仪面板设计中的应用

山西省机电设计研究院 裴蜓蜓

引言

人机工程学（Man-Machine Engineering）是研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。通过人体各部分的尺寸、重量等人体结构特征参数；分析人的视觉、听觉、触觉等感觉器官的机能特性；来探讨人-机-环境之间的相互影响关系。

在创新化、专业化、精确化等为主题的当代，面板设计更加注重创新及高技术的应用，忽视了人、环境与产品之间的协调关系，使产品缺乏竞争力。本文结合互感器液晶校验仪的面板设计，阐述人机工程学在面板设计中的具体应用。

1.面板的构成

面板包含了人在直接或间接操作机器时所涉及到的各个方面。是人和产品之间信息交换的纽带。

互感器液晶校验仪面板由显示器、功能元件及标识组成。

①显示器显示测试同相分量、正交分量及百分表数据，以判断被测互感器是否合格。

②功能元件电源开关启动或关闭产品，复位键在数据测试过程中发生错误或测试完成后，使产品回到原始状态。

③标识提供产品其他辅助信息。

2.面板的设计

2.1 面板与整体造型设计

根据我国成人人体尺寸国家标准（GB10000-88）提供的人机工程学测量数据显示；正常人的两眼视角范围水平方向大于垂直方向（水平方向约为140°，垂直方向约为120°），眼睛的水平运动比垂直运动敏捷，头部的横向转动比上下转动更加灵活。为此，面板设计采用横向矩形，以方便操作者观察和读取面板数据。如图1正视图所示。

在面板的操作中，我们一般采用坐姿操作。在显示器、操纵器数量较少的情况下，根据人机工程学原理控制面板与整机形成20°的后倾角。有利于视觉观察和手动操作。如图1侧视图所示。

2.2 面板布局设计

作为人-机交互的桥梁，传递和交换信息的面板，设计首先应考虑人体生理器官的特征。根据人机工程学原理对互感器液晶校验仪面板进行布局设计：①功能分组原则，如图1正视图所示左侧是显示功能区域，右侧电源开关和复位键为操作功能区域；②操作次序与使用频率原则，首先操作的电源开关在上，复位键在下方在最佳视野和最佳控制区方便控制元件防止误操作。

图1 面板与整体造型设计

2.3 面板元器件配位

在互感器液晶校验仪面板的设计中采用了长方形电源开关与长方形显示器相呼应，采用圆形复位键突显重要性与个性。

2.3.1 操作配位

面板的操作配位与人肢体活动有关。一是手、肘、头部及眼睛等的活动角度；二是肢体活动所能达到的最佳距离范围；

面板的控制元件至于操作者的正前方效果最佳，控制区域在以肩为圆心，半径约为59.7cm的半球区域，如图2所示。图中画阴影的是操作者手眼协调区，适合安置常用的操作器。互感器液晶校验仪面板上功能操纵区域在面板右上方，因为右手操作更加灵活操作精度更高，操作者能更好的控制产品。

图2 面板水平作业区域

2.3.2 视觉配位

人的水平有效视区为半径53.5cm，人的视觉注意力不均衡，在观看产品时面板的上方比下方、左侧比右侧更易吸引视觉注意力，显示器设计在面板左侧以方便观察数据变化。根据人眼的活动角度与活动范围，人对视觉信号的辨认清晰程度和辨认速度不同，垂直方向水平线下15°水平方向20°达到最佳视区，垂直方向上10°～下30°，水平方向30°达到有效视区，面板布局设计应在最佳视区和有效视区内。

2.4 面板字符修饰与色彩搭配

2.4.1 字符修饰

面板上所列出的产品型号、名称及生产厂名与标记等字符，对整个面板的布局具有调整和修饰作用；字符配位、中英文选择、大小配合、色彩应用、凹凸变化等对整个面板给予视觉上的平衡。

如图3所示产品型号名称位于面板左上方易于识别产品的种类，功能指示文字宜紧置于功能元件下方或正上方起到指示作用，右下部分生产厂名与标记位于功能元件区域以外的主导地位，充实面板空间。

图3 面板设计效果图

2.4.2 色彩的修饰

色彩是产品增值的捷径具有先声夺人的艺术效果，利用色彩修饰，使面板更富有生气，是现代产品设计的一大特征。

采用不同的色彩修饰不仅能美化产品而且能使操作更方便快捷。如图3所示底色采用浅灰白色（编号：PB-001），较暗的底色使操作者眼睛的耐疲劳时间增长了3～4倍；面板主色采用中性色，适用于所有消费大众；显示区域与功能区域用不同的色彩加以区分更方便识别与操作，特殊功能的复位键设计成单独颜色突显功能重要性。

3.产品整机效果

根据人机工程学原则互感器液晶校验仪整体小巧便携，采用中性色美观大方，面板运用企业形象设计使产品具有更深层的文化含义并区别于同类产品。如图4所示。

图4 互感器液晶校验仪整机效果

4.结语

在产品使用中操作者既要观察特殊的环境又要方便快捷的正确操作产品。运用人机工程学原理设计出“人—机—环境”相协调的控制面板，面板不仅美观，而且从客观上减少误操作，提高工作效率更好的完成工作。

[1]丁玉兰.人机工程学[M].北京理工大学出版社,2005.

[2]吴艺华.色彩设计[M].化学工业出版社,2015.

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