顯控臺造型設計思路分析

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顯控臺造型設計

顯控臺的整體造型是依據實用、經濟、美觀的造型設計基本原則，以造型形態為中心，綜合研究結構、材料、工藝、色彩等因素與造型形態的有機聯系。固定式顯控臺造型設計解決了現有整體造型和熱設計割裂的問題，通過熱平衡計算，選用合理的散熱方式，強調了風機選型與通風口設計，在此基礎上，突破了現有的封閉式形式，開發了開放式顯控臺，進行直線型、彎折型和弧線型的排列方式設計，使其具備更加優良的散熱性能和靈活的顯示器調節角度。

顯控臺的熱設計在顯控臺內各設備均為發熱源，由于設備較為密集，熱量若單靠自然空冷散熱效果不明顯，必須采用強迫風冷的方式。顯控臺設備區采用強迫風冷的方式，在顯控臺的前、后門底部開通風口。在顯控臺后門上開通風口的同時安裝了風機，通過風機強烈的氣流使發熱設備迅速散熱，將熱量排出，達到散熱效果。開放式顯控臺顯示區采用自然風冷的方式，因為顯示器裸露在顯控臺外，隨著周圍環境溫度的降低，可將顯示器的熱量排出。顯控臺設備區的設備發熱量較大，在此區域安裝風機進行強迫排風。所選風機需將熱量排出顯控臺外，風機的風量應能將全部熱量帶走。

顯控臺的整體造型顯控臺通常采用琴柜式結構，一般有封閉式和開放式2種。設計采用框架結構，通過多種拼接，形成不同的外觀整體造型，根據允許安裝的空間大小、操作者的操作要求和整體布局，一般有3種形式排列：直線型顯控臺、彎折型顯控臺和弧線型顯控臺。顯控臺內一般安裝顯示器、通信設備和主機等設備。顯示器一般安裝在臺板的上方，所謂封閉式和開放式就是按照顯示器的安裝形式來劃分：顯示器暴露安裝為開放式；顯示器不暴露安裝為封閉式。直線型顯控臺是由多個相同的單臺框架互相連接而形成。彎折型顯控臺采用了由中間多個單臺框架連接，兩邊各連接一個按彎折角度設計成的角框架，展開的兩側分別安裝多個單臺框架，整體造型有內折和外折2種。內折造型如圖3所示，外折造型如圖4所示。弧線型顯控臺的造型采用具有美感的圓弧線為主，輔助適當的斜線，外觀新穎，體現時代感。顯控臺用于多人操作監控管理，整體造型有圓弧形和外圓弧設計2種。

顯控臺的人性化設計

人性化設計是指在符合人物質需求的基礎上，強調精神與情感需求的設計。它以心理為圓心，生理為半徑，用以建立人與物（產品）之間和諧關系的方式，最大限度地挖掘人的潛能，綜合平衡地使用人的機能，保護人體健康，從而提高工作效率。在顯控臺的結構設計中引入人性化的設計思想，就是把人和顯控臺視為一個有機結合的系統，在滿足產品功能的前提下改進產品的外形設計，強調人機工程設計、人的舒適性設計和較大操作空間的需求。

顯控臺的人機工程設計顯控臺內設備布局應使操作者在工作負荷、準確性、時間、心理及操作方便性等方面的要求不超出其能力范圍。設計顯控臺時必須為操作員留出足夠的活動空間，從而避免操作員長時間保持一個姿態而額外引起疲勞。首先，顯控員的座椅必須是前后位置可調，以方便操作員進出；其次，顯控臺面高度不應低于操作員坐姿肘高，寬度不應小于操作員兩肘間寬；最后，必須為操作員下肢留出足夠的活動空間［3－5］。由于工作時間長，操作員下肢不可能長時間處于彎曲狀態，所以應該為操作員下肢留出向前伸展所必需的空間。除此之外，還應該為操作員下肢活動留出足夠的寬度。操作者與顯示器的視距滿足GJB3812－1999中4．1．2．1的要求，操作者眼位與顯示器的最大視距≤635mm，最小視距≥330mm，最好≥510mm。操作者與顯示器的視角須滿足GJB3812－1999中4．1．2．2的要求，顯示器與正常視線的夾角一般≥45°。顯控臺尺寸符合GJB2396－1995中3．12的有關規定。顯控臺須保證操作員的頭部處于正常姿態觀看對象，頭和眼睛保持不動或眼睛輕松轉動時，眼睛能觀看正前方所能感受到光的刺激。依據國軍標GJB2873－1997中5．7．3．2的要求，寫字臺面應距地面740～790mm。GJB2873－1997中5．7．3．3要求設備顯控臺上的寫字臺面應至少400mm深，610mm寬。顯控臺的各相關尺寸應滿足以上要求。操作員在執行任務時主要的操作姿態為坐姿，因此應根據坐姿時的人體相關尺寸、按照國軍標GJB2873－1997中中國成年男子人體測量值的相關數據進行設計。

臺面隔熱設計顯控臺人性化設計主要就是為操作員提供舒適的操作空間，使操作員獲得最佳的視覺效果，讓操作員可以方便地操作顯控臺上安裝的設備。顯控臺的臺面直接影響操作員的操作舒適度。以往臺板大多采用鋼板折彎焊接成型、鋁板折彎焊接成型和木質臺板，鋼板折彎焊接成型的臺板質量重，不隔熱；鋁板折彎焊接成型的臺板，因臺面內要焊加強筋，容易變形；木質臺板臺面上不能固定較多操作設備，而復合材料制作的臺板解決了以上問題。采用復合材料制作的臺板具有良好的隔熱性能，質量輕、強度高。復合材料臺板由4部分組成：內蒙皮、骨架、聚氨酯夾芯和外蒙皮。內蒙皮采用2mm厚的防銹鋁板折彎成臺板所需的形狀。骨架采用截面尺寸為40mm×25mm×2．5mm的鋁型材6063－T5焊接成整體框架，外蒙皮采用2mm厚的防銹鋁板。聚氨酯泡沫夾芯將內、外蒙皮連接成一體，承受由一塊蒙皮傳遞到另一塊蒙皮的載荷和剪力。

升降機構設計針對現有顯控臺操作空間狹小，采用高精度絲杠傳動與位置傳感器閉環控制，設計一種顯示器安裝平臺升降機構，該機構工作時顯示器上升到顯控臺的工作高度，在升降機構停止工作時將顯示器收于顯控臺內。與傳統顯控臺相比，具有操作空間大大增加、傳動精度高和安全可靠等特點。

結語

隨著工業快速發展，固定式顯控臺設計不但追求功能需求，更將此上升到了對人的精神關懷，本文提出了新的固定式顯控臺造型設計與人性化設計理念，融入了人機工程設計、熱設計、臺面隔熱設計和升降機構設計等專業設計思想，根據工程實際情況進行組合式造型設計，使產品增加了安全性、實用性、經濟性、美觀性和舒適性，大大提升了產品核心競爭力。

作者：陳華單位：中國電子科技集團公司第二十八研究所