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什么是人机界面,它们是如何工作的?

根据定义,人机界面包含一个人将触摸、看到、听到或用于与机器交互的所有元素。在人机界面技术方面,进步正在迅速发展。

EAO AG于2016年9月26日发布

HMI组件通常被视为开关,可以由单个设备组成,如按钮、紧急停止、钥匙锁、指示器等。对于基本的开关理解,技术通过开关将能量驱动到导体,导体可以通过系统产生或切断电流。单电路系统中的基本开关有一个极点,表示通过该开关可以激活的电路数量。开关可以有常开触点、常闭触点或两者的组合。为了创造终极性能,开关已经发展到使用适合各种功率等级和应用要求的金和银触点。
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然而,更换触点很快就会导致其他问题,如电弧、焊接和反弹。利用现代技术,开关设计师正在寻找减少这些问题的方法,重点关注触点的接通或断开。为了减少弹跳,工程师们正在通过增加缓冲弹簧、空气或油减震器来减少触点的动能,以抑制触点反冲。对于电弧,快动开关元件通过将触点从一个弹簧加载位置快速移动到另一个弹簧加载位置(与执行器速度无关)来降低电弧。另一方面,通常用于紧急停止开关和大功率应用中的慢速接通/断开开关元件采用刚性接触臂,强制必要的接触分离以克服接触焊接。

今天的许多开关都是模块化的,由快速组装的组件组成,包括执行器、开关元件、照明块、透镜、标记板和安装系统。
执行器总成,包括前透镜接触面,是直接与用户交互的开关的一部分。它们被设计为需要特定水平的力来影响开关动作。触觉是一个微妙的功能,使执行器易于控制。它提供了一个指示(通过人的触摸感知),表明已达到轻微附加压力将激活开关的点。对于触敏开关,使用电容、高频或压电技术而不是机械执行器来感知它们被触摸的时间并启动响应,例如在公共交通车辆上打开灯或乘客车门。

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现代开关的另一个重要方面是环境密封。开关所需的环境密封类型和数量取决于其位置。在干净的室内环境中操作的开关不需要受保护的开关设备。对于工业、交通、室内/室外公共通道和提升/移动环境,需要坚固的油密和水密开关。在某些危险条件下,还需要防爆外壳。

另一个将看到重大技术变化的领域是在照明中使用发光二极管(LED)。虽然LED的成本更高,但它们的寿命可以延长十倍,耗电量只有白炽灯泡的一半,并且在需要频繁开关循环的应用中表现出色,这可能会导致白炽灯泡更快地出现故障。对于彩色照明,带有多个透镜或红色、绿色和蓝色(RGB)LED的开关可以通过使用不同的颜色来指示特定的开关状态来提供更多信息。真正直观的设计可以通过利用PWM(脉冲宽度调制)技术合成或混合颜色来实现,这种技术可以在光谱中创建任何颜色。
总的来说,当今先进的HMI组件都是精密制作的设备,按照特定的设计规范制造,并采用高级塑料、金属和经过仔细校准的弹簧,公差非常小。

HMI系统的任务是使技术的功能对用户来说不言而喻。设计良好的“混合技术”HMI符合用户对其将执行的任务的印象。HMI的有效性会影响整个系统的验收;事实上,在许多应用程序中,它会影响产品的整体成败。HMI系统是根据其可用性来判断的,这包括它的易学性以及用户的生产力。HMI系统在提高生产率的同时,以最小的工作量执行用户执行规定任务所需的功能。最后,它需要执行到用户满意的程度。人机界面设计人员、工程师、管理人员、人机界面顾问和工业设计师的任务是满足特定人机界面系统规定的可用性要求。

一个设计良好的HMI系统不仅仅提供控制功能和信息;它为操作员提供要执行的活动功能、对这些操作结果的反馈以及有关系统性能的信息。

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•人机界面为客户提供了哪些服务和好处?

人机界面的交互影响比其基本功能更重要。HMI是用户与机器或过程之间的主要接触点。HMI设计实践的良好实施使这种交互看起来更直观。糟糕的人机界面设计可能会疏远用户或潜在客户,鼓励用户绕过系统,或导致系统性能差或不安全。作为与用户的直接联系,HMIs直接代表了核心系统的质量和价值。

对于HMI组件,这项新技术允许轻松定制、一系列不同的开关配置和长期可靠的开关。开关设计具有极大的灵活性,可以创建具有不同透镜颜色、材料、形状、颜色和执行器功能的开关,使其易于用于所有行业。

一个设计良好的HMI系统不仅仅提供控制功能和信息;它为操作员提供要执行的活动功能、对这些操作结果的反馈以及有关系统性能的信息。

•什么是商业模式,人机界面如何影响底线?

正确HMI的选择和实施会对设备的使用和整体效率产生关键影响。故障和性能差通常会导致昂贵的设备停机,从而对最终用户的底线、品牌和挫折感产生负面影响。

该商业模式正在创建先进且精心制作的HMI组件和系统,使客户提供的解决方案具有长而可靠的使用寿命。

基本概念是–注意HMI是所有系统功能的用户链接。不考虑这一点会影响整个机器的接受和可用性。糟糕的HMI系统会疏远用户或潜在客户,并鼓励用户绕过系统。

•人机界面对每个行业部门和行业(如适用)有何影响?

HMI设计和“混合技术”实施实践特别适用于以下行业。满足行业最佳实践在部件放置、大表面积、图例尺寸和颜色、紧急停止开关配置、防护罩和护罩以及其他人体工程学因素方面非常重要。
*工业:随着今天对节省空间解决方案的关注,HMI系统结合了复杂的人机界面设计和空间利用。采用先进开关技术的用户友好型面板设计,可提供更大的工业系统正常运行时间和生产效率。

*运输业:随着运输系统变得越来越复杂,操作员控制和乘客通道产品应更易于理解和使用,以减少人为错误的风险。开关和控制面板用于驾驶室、乘客车门、紧急控制、操作面板和乘客通信系统。

*公共访问/安全行业:银行终端、信息亭、停车收费表和访问控制在室内和室外使用防破坏和几乎无损的键盘和键盘。环境密封、产品标记和标签技术以及暴露材料的耐久性等因素对于选择HMI的最佳选择至关重要。

*起重/移动行业:电梯、叉车、起重机、输送机、机器人和特殊地面支持设备需要耐用、可靠的控制系统,这些系统在所有环境中都能正常工作,并能抵抗冲击、振动和严重磨损。

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整个HMI设计周期的关键是全面了解联邦、行业、人体工程学、安全和设计标准。这些标准包括人体工程学标准,如MILSTD-1472F,它为军事系统、子系统、设备和设施建立了人体工程学设计标准;《美国残疾人法案》等联邦标准;以及行业指南,如全球半导体工业协会SEMI的指南,涵盖半导体制造设备的人机界面。其他HMI规范由ANSI、IEEE、ISO和其他机构提供。

HMI选择和设计实践的有效性取决于包含所有技术、人体工程学和通信要求的严格过程。人机界面的影响远大于其基本功能。HMI组件和系统是用户与机器或过程之间的主要接触点。

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