Диссертация (1026354), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Классификация джойстиков по их основным параметрамПо виду джойстики можно разделить на дискретные (цифровые) ианалоговые (пропорциональные).В дискретных джойстиках сенсоры могут выдавать два значения: «0»или «1» (например, выключен/включен, и т. д.). При отклонении ручки в одномиз направлений (обычно 4 или 8) больше заданного предела происходитсрабатывание сенсора на данном направлении. Джойстики такого типасчитаются устаревшими и не используются в качестве основных устройствввода, но применяются в портативных игровых приставках, геймпадах,медиаплеерах, мобильных телефонах и др. устройствах.В аналоговых, или пропорциональных, джойстиках выходной сигналплавно изменяется от нуля до максимума в зависимости от угла отклоненияручки: чем больше величина отклонения ручки, тем выше уровень сигнала.Диапазонвыходныхзначенийограниченразрешением применяемых сенсоров.ходомручкиджойстикаи11В свою очередь, аналоговые джойстики могут содержать как аналоговыедатчики, так и цифровые, оптические, магнитные и их комбинации.Аналоговыйджойстиксрезистивнымдатчикомконструктивносодержит потенциометр (резистор) и аналогово-цифровой преобразователь(АЦП).

Преимущества таких джойстиков в том, что нет особых требований кмеханике. Основными недостатками являются требовательность к качествупитания и АЦП, а также то, что сам датчик при этом недостаточно долговечен.Аналоговый джойстик с энкодером конструктивно содержит один илинесколько энкодеров. Преимущества таких джойстиков в том, что задаетсяочень четкий ход, датчик имеет высокий ресурс. Основным недостаткомявляется то, что для обеспечения достаточного количества шагов дискретностинужендорогойвысокоточныйэнкодериликачественныйредуктор(мультипликатор).Аналоговыйджойстиксоптическимдатчикомконструктивноаналогичен оптической мыши и совмещает высокую точность с высокойнадежностью.

Его недостатком является сравнительно небольшой ход ручки.Аналоговый джойстик с магнитным датчиком конструктивно можетсодержать один или несколько магниторезистивных датчиков либо датчиков,принцип действия которых основан на эффекте Холла или на принципелевитации. Несомненное преимущество таких джойстиков – их долговечность.По количеству степеней свободы джойстики подразделяются на:- одномерные: ручка такого джойстика способна отклоняться по однойкоординате;- двухмерные:ручкатакогоджойстикаотклоняетсяподвумкоординатам в плоскости X-Y;- трёхмерные: ручка такого джойстика отклоняется по двум координатамв плоскости X-Y и поворачивается вокруг своей оси.Поспособуподключенияджойстикиклассифицируютсяподключаемые через специализированные порты, так и через порт USB.как12Современныеджойстики,представляющиесобойзаконченноеустройство бытового или полупрофессионального назначения, оснащаютсяуниверсальным интерфейсом USB, посредством которого они могут бытьподключены к ПК или приставке.

Устаревшие джойстики могли подключатьсячерез специализированный интерфейс или через игровой порт.Джойстикипрофессиональногоназначения,предназначенныедлявстраивания в человеко-машинные интерфейсы управления, оснащаютсяспециализированными интерфейсами передачи данных. Среди них наиболеепопулярны RS-485, CAN, TWI, SPI.По размеру джойстики подразделяются на собственно джойстики илиручные джойстики, обхват управляющей ручки которых производится рукой, ипальчиковые джойстики, воздействие на управляющую ручку которыхпроизводится иногда несколькими, а чаще одним пальцем руки.

Иные названиядля пальчиковых джойстиков – миниджойстики, микроджойстики илиминистики.Преимуществом аналоговых ручных джойстиков является большой ходручки и, как следствие, высокая точность задания положения. Для дискретныхджойстиков это неактуально.Преимуществом микроджойстиков является скорость управления. Делов том, что движения пальцами в 5-7 раз быстрее, чем движения кисти руки.Малые размеры микроджойстиков позволяют размещать несколько штук наодной ручке управления, что позволяет управлять объектами с большимколичеством степеней свободы.В общем случае, деление джойстиков по размеру достаточно условное.Исходя из определения, переход джойстиков из одной категории в другуюопределяется минимизированием габаритных размеров и монтажной глубины.Иногда более малый по геометрии джойстик может являться составнымэлементомболеебольшогоджойстика.Например,игровойджойстикконструктивно содержит так называемую «хатку» (hat switch, сокращенно HAT)13– миниджойстик, который позволяет компактно разместить от 4 до 8 кнопок.Миниджойстик «hat switch» используется для навигации по меню и управленияобзором.По области применения джойстики классифицируются на бытовые ипромышленные.В бытовой сфере джойстики нашли применение в ПК и игровыхприставках, для управления различными радио- и электромоделями, вустройствах, так или иначе сопутствующих повседневной жизнедеятельности(телевизоры, мобильные телефоны и пр.).

В медицинских целях джойстикииспользуются на колясках с электроприводом для удобства перемещениялюдей с ограниченными возможностями.В промышленной сфере в настоящее время джойстики используютсяпрактически повсеместно. Это различные автоматизированные системыуправления (АСУ), станки с телеметрическими устройствами, крановое ипогрузочноеоборудование,пультыдистанционногоуправления(ПДУ)различного транспорта, станочное оборудование, медицинское оборудование ипр.Немаловажное значение в системе «оператор – джойстик» играютэргономические показатели качества.Основныеэргономическиетребования,предъявляемыекразрабатываемым и изготавливаемым в настоящее время манипуляторам,используемым в различных областях науки и техники, отражены во многихруководящих документах, например в [1 – 15].Анализ руководящих документов показывает, что эргономическиепоказатели характеризуют систему «человек – изделие» (в частности «человек –джойстик») и учитывают, в общем случае, комплексное влияние на операторагигиенических,антропометрических,психофизиологических,различныматакжепроизводственнымифизиологическихпсихологическихбытовымсвойств,процессам.иприсущихЭргономические14показатели, относящиеся к вышеуказанным группам, схематично показаны наРисунке 1.2.Эргономическийхарактеризуетодноилипоказательнесколькокачестваизделияэргономическихколичественносвойствизделия,используемых для определения его соответствия эргономическим требованиям.Эргономическиепоказателигигиеническиеантропометрическиефизиологическиеи психофизиологическиепсихологическиех а р а к т е р и з у ю щ и е- уровеньосвещенности;- температуры;- влажности;- давления;- напряженности магнитного иэлектрическихполей;- запыленности;- излучения;- токсичности;- шума;- вибрации;- различныхперегрузоксоответствиеконструкцииизделия:- размерам телачеловека и егоотдельныхчастей;- форме тела иего отдельныхчастей,входящих вконтакт сизделием;- распределению массычеловекасоответствиеконструкцииизделия:- силовымвозможностямчеловека;- зрительнымпсихофизиологическимвозможностямчеловека;- слуховымпсихофизиологическимвозможностямчеловека;- осязательнымвозможностямчеловека;- вкусовым иобонятельнымвозможностямчеловекаРисунок 1.2.

Эргономические показателисоответствиеизделия:- возможностямвосприятия ипереработкиинформации;- закрепленными вновьформируемымнавыкамчеловека (сучетом легкостии быстроты ихформирования)припользованииизделием15Совокупность эргономических показателей может изменяться по мереразвития научно-технического прогресса, выявления и изучения новых свойствоцениваемых изделий.Таким образом, учитывая данные, приведенные на Рисунок 1.2,основные эргономические требования, предъявляемые к джойстикам, будутзаключаться в достижении следующих показателей:- показателей соответствия джойстика и его элементов размерам иформе тела человека и его отдельным частям;- показателей соответствия джойстика силовым, энергетическим,скоростным возможностям человека, соответствия джойстика возможностяморганов зрения, слуха, обоняния человека;-показателейсоответствияджойстикавозможностямчеловекавоспринимать, сохранять и обрабатывать информацию и соответствиязакрепленным и вновь сформированным навыкам;- показателей, характеризующих влияние среды использования и самогоджойстика на эффективность деятельности человека.В Таблице 1.1 приведены некоторые базовые значения эргономическихпоказателей, которые могут, а в некоторых случаях в обязательном порядкедолжны учитываться при проектировании и изготовлении новых джойстиков[14, 15].Таблица 1.1.Некоторые базовые значения эргономических показателейНаименование показателяЗначениеДосягаемость органа управления (ОУ) пополукруг r=600 ммгоризонтали, мм16Таблица 1.1 (продолжение).Некоторые базовые значения эргономических показателейРасстояния между ОУ, мм:- для тумблеров при размещении во фронтальную не менее 19линию;- для тумблеров при размещении "вглубь" пульта; не менее 25Расстояния между ОУ, мм:- для рычагов при действиях одной рукой;не менее 50- для рычагов при действиях двумя рукамине менее 100Размеры ОУ, мм:- для рычагов управления с округлой рукояткой:диаметр рукоятки30 - 40высота рукоятки40 - 50- для рычагов управления с удлиненнойрукояткой:диаметр рукоятки20 - 28высота рукоятки50 - 100Усилие перемещения, Н:- для кнопок:под указательный палец1-8под большой палец8 - 25под ладонь10 - 50- для рычагов управления:при работе пальцами5 - 30кистью5 - 40кистью с предплечьем15 - 60всей рукой20 - 150двумя руками45 - 20017Таблица 1.1 (продолжение).Некоторые базовые значения эргономических показателейВеличина перемещения ОУ, мм:- для кнопок:под указательный палец2 до 6под большой палец3 до 8под ладонь5 до 10- для рычагов управленияминимальный допустимый ход50оптимальный ход для рычагов длиной до 200150 - 200ммоптимальный ход для рычагов длиной св.

Характеристики

Список файлов диссертации