遥控器人机工程设计分析Word下载.docx

1、相信看过人生遥控器影片的人，不会忘记主人公迈克尔纽曼通过“人生遥控器”可以随心所欲地在他的人生时光中旅行画面，这个创意为影片平添了几分科幻的味道。科学的力量是无限大的，具有神奇魔力的创新人机交互式空间遥控器问世了。看电视、CD/VCD/DVD机、玩游戏机等是人们休闲娱乐的重要方式，还有空调、灯具等的控制等。遥控器作为生活中的必要工具之一，对我们的生活质量有着重要的影响。许多人看电视时或者看CD/VCD/DVD时总是手握遥控器不停的按键寻找自己喜欢的节目，还需要长时间持握遥控器，手指频繁按键。如果遥控器设计不合理，长期持握会引起手部肌肉疲劳，而按键繁杂的设计会时常按错或者多按键，按键过小会使手指

2、遭受边缘反力，这样不仅影响看电视的心情，长期下来，还会造成积累性肌肉损伤。关键字 遥控器 集成电路 人机工程 操作习惯摘要 随着电视在大众的普及电视遥控器的使用也越来越受到人们的关注，如何能让他/它更好的操作，如何更好的为人们所熟悉的利用，也受到了设计师们的重视。二：遥控器工作原理客车门遥控器：采用最新技术编码解码，以闪断方式控制门泵电磁阀以达到工关自动门的目的。用于客车（大巴、中巴）遥控开、关车门，避免驾驶员每次都需要上车开门的烦恼。历史上到底是谁发明出第一个遥控器已不可考。但最早的遥控器之一，是一个叫尼古拉特斯拉（Nikola Tesla）（1856-1943）的发明家（他曾经为爱迪生工作

3、，同样被誉为天才发明家）在1898年时开发出来的（美国专利613809号），叫做“Method of and Apparatus for Controlling Mechanism of Moving Vehicle or Vehicles”。最早用来控制电视的遥控器是美国一家叫Zenith的电器公司（这家公司现在被LG收购了），在1950年代发展出来的。1980年代，发送和接收红外线的半导体装置开发出来时，就慢慢取代了超声波控制装置。即使其他的无线传输方式（如蓝牙）持续被开发出来，这种科技直到现在还持续广泛被使用。 工作原理 很多电器都采用红外遥控,那么红外遥控的工作原理是什么呢?首先我们来

4、看看什么是红外线。人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.620.76m；紫光的波长范围为0.380.46m。比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线。红外线遥控就是利用波长为0.761.5m之间的近红外线来传送控制信号的。常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通5发光二极管相同，只是

5、颜色不同。红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样：用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定，而业余条件下只能用拉距法来粗略判定。 接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率一般都较小（100mW左右），所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。前些年常用PC1373

6、H、CX20106A等红外接收专用放大电路。最近几年不论是业余制作还是正式产品，大多都采用成品红外接收头。成品红外接收头的封装大致有两种：一种采用铁皮屏蔽；一种是塑料封装。均有三只引脚，即电源正（VDD）、电源负（GND）和数据输出（VO或OUT）。红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，可参考厂家的使用说明。成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽，使用起来如同一只三极管，非常方便。但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。红外遥控常用的载波频率为38kHz，这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的。在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz1237.9

7、kHz38kHz。也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。由于其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰；电路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作；编解码容易，可进行多路遥控。由于各生产厂家生产了大量红外遥控专用集成电路，需要时按图索骥即可。因此，现在红外遥控在家用电器、室内近距离（小于10米）遥控中得到了广泛的应用。多路控制的红外遥控系统 多路控制的红外发射部分一般有许多按键，代表不同的控制功能。当发射端按下某一按键时，相应地在接收端

8、有不同的输出状态。接收端的输出状态大致可分为脉冲、电平、自锁、互锁、数据五种形式。“脉冲”输出是当按发射端按键时，接收端对应输出端输出一个“有效脉冲”，宽度一般在100ms左右。“电平”输出是指发射端按下键时，接收端对应输出端输出“有效电平”，发射端松开键时，接收端“有效电平”消失。此处的“有效脉冲”和“有效电平”，可能是高、也可能是低，取决于相应输出脚的静态状况，如静态时为低，则“高”为有效；如静态时为高，则“低”为有效。大多数情况下“高”为有效。“自锁”输出是指发射端每按一次某一个键，接收端对应输出端改变一次状态，即原来为高电平变为低电平，原来为低电平变为高电平。此种输出适合用作电源开关、

9、静音控制等。有时亦称这种输出形式为“反相”。“互锁”输出是指多个输出互相清除，在同一时间内只有一个输出有效。电视机的选台就属此种情况，其它如调光、调速、音响的输入选择等。“数据”输出是指把一些发射键编上号码，利用接收端的几个输出形成一个二进制数，来代表不同的按键输入。一般情况下，接收端除了几位数据输出外，还应有一位“数据有效”输出端，以便后级适时地来取数据。这种输出形式一般用于与单片机或微机接口。 除以上输出形式外，还有“锁存”和“暂存”两种形式。所谓“锁存”输出是指对发射端每次发的信号，接收端对应输出予以“储存”，直至收到新的信号为止；“暂存”输出与上述介绍的“电平”输出类似。 遥控距离的影

10、响因素 影响 遥控器遥控距离（Remote distance of RF Remote Control ） 的因素主要有如下几点 ：1、发射功率：发射功率大则距离远，但耗电大，容易产生干扰；2、接收灵敏度：接收器的接收灵敏度提高，遥控距离增大，但容易受干扰造成误动或失控；3、天线：采用直线型天线，并且相互平行，遥控距离远，但占据空间大，在使用中把天线拉长、拉直可增加遥控距离；4、高度：天线越高，遥控距离越远，但受客观条件限制；5、阻挡：目前使用的无线遥控器使用国家规定的UHF频段，其传播特性和光近似，直线传播，绕射较小，发射器和接收器之间如有墙壁阻挡将大大打折遥控距离，如果是钢筋混泥土的墙壁，

11、由于导体对电波的吸收作用，影响更甚。三：遥控器整体造型 3.1.遥控器的外型设计遥控器的形状电视遥控器的按钮较多，使得操作台面相应较大，相对于其他形状，长方体具有便于单手手掌握持、手指活动自然、上面积大等优点，故目前市面上电视遥控器采用的大都是长方体设计。从满足功能要求和提高握持感的角度，我们可以对遥控器的形状进行改进。按照四指握持拇指操作的习惯，遥控器可以设计成前宽后窄的类似阶梯形。后部方便握持，宽大的前部方便安排大尺寸的按键，棱角部分用圆弧过渡。这样既能满足遥控器功能和操作的要求，又能从外观视觉和整体握持感上让用户觉得舒适。对于与操作用的上表面相对的下表面，主要用于用和手掌握持。一些老式电

12、视机的遥控器设计成严正的长方体，下策两边的棱角让用户我起来很不舒服，因此可以考虑下侧两棱向内回收，并用圆弧过渡。这样与人的手掌握起来的形状相配合，整体手感很好。遥控器的尺寸 按照GB10000-88 标准中我国成人人体主要尺寸规定，我国95%的成年男性手长在196mm 以下，手宽在89mm 以下，手掌长在102mm 左右，95%的成年女性手长在183mm 以下，手宽在82mm 以下。因此，为方便握持及操作，遥控器的宽度应该在4050mm 范围内，这也与手机的宽度尺寸类似。宽度在60mm 以上时，手指的灵活性被过分限制，既不利于操作按键，也降低了握持的舒适程度。宽度过窄时，电视机遥控器较多的功能

13、按钮使遥控器不得不设计得很长，给大拇指操作带来不便。遥控器的重心 遥控器内部电路板的重量较为均一，主要的重量和重心调节来自电池。由于遥控器的使用频度较高，以及红外线控制的需要，其工作电压在1.8V5.5V 范围内，故目前电视机遥控器大都采用的是两节电压为1.5V 的五号电池（AA）供电，这样也方便更换。5 号电池的尺寸为直径14mm，高度49mm，因此，遥控器的厚度至少应在18mm 以上，以容纳两节电池，同时不应超过25mm，否则握持时不舒服。为了保持遥控器握持时得左右平衡，两节电池应该纵向放置，左右平列并排。人们握遥控器事都是握在遥控器的后部，因此遥控器的重心应该后移，尽量放在人的掌心内，这样握持和操作都会很舒适。所以，电池仓应该设置在遥控器的底部。另外，整个遥控器的形状也应配合这一布置，前方较薄，逐渐过渡到后方约20mm 的厚度，这样也便于手指握持。综合以上因素，在市面上较为流行的几个品牌的电视中，夏普液晶电视的遥控器握持感最为舒适。该款设计采用前宽后窄的形状，喉部便于握持，前部便于安排按键。棱角处用圆弧过渡，手感舒适。（图1）电池仓放置在整个遥控器的底部，整个遥控器的重心因此后移，与前宽后窄的外形相呼应，带来最好的整体握