常用控制装置的设计尺寸、间距和阻力分析

常用控制装置有很多，比如按键、转臂开关、旋钮、控制杆、手轮、摇把和踏板等。在设计中，主要结合控制装置的作用，从这些控制装置的尺寸、间距和阻力三个方面来进行设计。

（一）按键

按键一般由手指或手操作。按键所占面积小，能够用颜色和标识进行有效编码。对于按键设计，应该保证手指操作的时候不会滑移，如图7-19所示。

图7-19 按键大小设计对比

另外，在设计时要充分考虑手指和手操作对按键设计的影响，如图7-20所示。

图7-20 按键建议设计参数

（二）转臂开关

转臂开关的“开”“关”状态明显，操作可靠。转臂开关的行程方向一般应为垂直，并且明确标明“开”和“关”的标注，如图7-21所示。

图7-21 转臂开关建议设计参数

（三）旋钮

旋钮可以分为连续转动和定位转动两类。旋钮设计要求保证操作者手感舒服、转动灵敏，如图7-22所示。

图7-22 两种不同的旋钮设计对比

对于连续旋钮，一般都用于精细控制，因此在设计中阻力较小，表面处理应该粗糙一些，以增加手感和摩擦，如图7-23所示。

图7-23 连续旋钮建议设计参数

对于定位旋钮，阻力应该大于连续旋钮。同时，应使操作者在旋钮达到定位位置的时候，获得明确的接触信号，如图7-24所示。

图7-24 定位旋钮设计建议参数(www.xing528.com)

（四）控制杆

控制杆的特点在于，控制力可以大为增加。控制杆的运动方向可以分为上、下或前、后方向，如果控制杆的位置多于两个时，每个位置应该有定位槽口，如图7-25所示。对于精密控制杆，一般应该增加手腕支撑，如图7-26所示。

图7-25 控制杆的定位槽口

图7-26 精密控制杆的手腕支撑设计

控制杆的设计尺寸参考如图7-27所示。

图7-27 控制杆的设计尺寸参考

（五）手轮和摇把

手轮和摇把可以自由连续旋转，适合于多圈操作。根据用途不同，它们的大小差别很大。比如，机床上用的小手轮直径只有几十毫米，而汽车方向盘（大手轮）的直径则有几百毫米。大手轮的设计参数如图7-28所示。

图7-28 大手轮设计参数

（六）踏板

踏板是使用比较多的足控制器。踏板的使用能减轻手的工作负荷，并且适用于需要用大力气操作的场合。但是与手相比，踏板速度慢、准确性差，所以它不如手控制器用得广泛。为了有利于对踏板施力，踏板应与操作者保持合适的尺寸与角度关系。这一关系决定了踏板设计的一些重要参数，它包括踏板距离、高度、角度和座位的安排，如图7-29所示。

图7-29 踏板设计中人的姿势和工作尺寸设计

当需要大的操作力时，由于操作者要整个腿用力来推动踏板，踏板应该安装在与座位面差不多的高度上。当操作者的脚放在踏板上时，他的腿几乎是伸直的。当需要的操作力不大时，踏板可以放得低一些，使操作者的腿采取自然的姿势，可通过转动踝关节来踩动踏板。踏板的移动路线，应该与操作人员自然的大腿、膝和踝关节的连接路线相兼容。

踏板也有站立操作的，这样的操作可以减轻手操作的负担。但是，站立操作踏板会造成腿部肌肉较大静态施力，因此，这类踏板的功能应该只限于开关控制，避免长时间抬脚作业。如图7-30所示是两种踏板设计的对比。

图7-30 两种踏板设计对比