一种基于人因工程的航行驾驶显控台的制作方法

1.本实用新型涉及潜水器舱载设备领域，具体涉及一种基于人因工程的航行驾驶显控台。


背景技术：

2.载人潜水器是指具有水下观察和作业能力的潜水装置，主要用来执行水下考察、海底勘探、海底开发和打捞、救生等任务，并可以作为潜水人员水下活动的作业基地。载人潜水器载人舱空间较小，且舱内搭载有繁杂的系统功能设备，导致目前载人潜水器的驾驶显控台的设计大多停留在满足功能需求的层面，在外观外形、交互方式和人机关系等方面都存在很大不足，例如驾驶显控台的屏幕位置、器件布局等方面经常出现人机不匹配的问题，导致操作方式效率低，无法适应各种复杂的操作情况。
3.作为全站一体化信息系统的重要载体，也是人直接参与到潜水器航行作业任务的直接媒介，现有技术中的柜式固定尺寸驾驶显控台无法适应特定平台的载人舱内双人双岗的操控环境，单人操控环境下台面空间存在浪费，且预留接口有限，模块化换装能力不足，因此有必要从人因角度出发，通过对任务剖面和作业流程的分析，对各系统功能设备合理整合，提出一套满足人员操控、舱室布置需求的航控台，提升潜航员的操作效率和驾控体验。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于人因工程的航行驾驶显控台，通过融入交互技术，搭建高效舒适的多通道人机交互环境，实现交互模块快速柔性组建，为航行操控提供物理环境支撑。
5.本实用新型的目的是通过以下方案实现的：一种基于人因工程的航行驾驶显控台，包括：水平层、上斜一层、上斜二层、上斜三层和上斜四层。
6.航行驾驶控制台设置左右两岗，左右两岗布局一致。
7.水平层设置键盘、鼠标、操纵杆与车钟，其中，键盘、鼠标、操纵杆为左右岗通设，互作冗余备份。
8.其中，操纵杆的布置台面相较于水平层下沉30mm-50mm，以降低潜航员长时间使用带来的疲劳感。
9.车钟布置台面相较于水平层下沉70mm-80mm，为后方的操控面板让出输入空间。
10.上斜一层设置数个通用操控面板，用以满足各系统功能需求。
11.上斜二层为操控与观察热区，设置多个触控显示屏，触控显示屏下方设置led灯带，兼顾操控输入与显示输出。
12.上斜三层为次级内容显示区，设置多个触控显示屏，触控显示屏下方设置智能传感模块。
13.上斜四层设置各类告警灯、触控显示屏和把手，不需长时间观察。
14.上斜二层和上斜三层的左右侧设置有触控显示屏和拓展面板，受载人舱球形艏的耐压舱结构影响，上斜二层和上斜三层的左右侧需各向中翻折35
°‑
45
°
。
15.上斜一层与水平层、上斜二层与竖直面、上斜三层与竖直面、上斜四层与竖直面分别呈一定角度设计，以满足人体视觉上下转动的角度。
16.其中，上斜一层与水平层的夹角为35
°‑
45
°
，上斜二层与竖直面、上斜三层与竖直面的夹角为5
°‑
15
°
，上斜四层与竖直面的夹角为35
°‑
45
°
。
17.驾驶显控台按功能划分为显示单元、操控单元和显控处理单元。
18.其中，显示单元主要包括设置于各层级的触控显示屏和告警灯，显示单元主要显示的内容包括平台航行信息、平台能源信息、平台环境信息、平台检测信息、平台安全告警与提示信息、平台导航信息、声呐与探测设备信息、平台监控信息、平台操作日志，根据内容重要性和使用频率定义默认常显内容，其他系统内容界面可通过切换调出。
19.操控单元包括键盘、鼠标、操纵杆、触控显示屏、指令键盘和通用操控面板，其中航行操控面板、液压操控面板、观察操控面板、台位控制面板均为5*4键位的通用操控面板。
20.显控处理单元包括显控计算机和电源。显控计算机实现计算存储、图形处理、图像视频处理、综合显示、通信互联功能，内置于驾驶显控台之中；电源实现ac-dc转换，负责向全台所有模块提供直流电源。
21.优选的，操纵杆的布置台面相较于水平层下沉40mm，以降低潜航员长时间使用带来的疲劳感。
22.优选的，车钟布置台面相较于水平层下沉80mm，为后方的操控面板让出输入空间。
23.优选的，上斜一层设置的操控面板包括通用操控面板、数字小键盘、语音交互模块、台位控制面板、告警指示面板和应急操控面板。
24.优选的，上斜二层和上斜三层的左右侧各向中翻折40
°
。
25.优选的，上斜三层触控显示屏下方设置的智能传感模块由传感器模块和智能处理模块两部分组成。其中，传感器模块包括rgb摄像头、红外摄像头、光感传感器和mic矩阵；用于处理生物识别、语音识别、语音合成、音频播放和音视频的压缩。
26.优选的，上斜四层各类告警灯包括消防告警、漏水告警、设备故障综合告警面板，触控显示屏用于显示监控画面。
27.优选的，上斜一层与水平层的夹角为40
°
，上斜二层与竖直面、上斜三层与竖直面的夹角为10
°
，上斜四层与竖直面的夹角为40
°
。
28.优选的，水平层距地面的高度为700mm，驾驶显控台最高点距地面高度为2000mm。
29.优选的，通用操控面板支持软件设置按键功能标识，可根据具体航行任务进行功能重新配置，其模组包括开关按键、复位按键、消音按键、调光旋钮、调音旋钮、告警扬声器、告警指示屏、可编程按键、保险按键和指纹传感器。
30.与现有技术相比，本实用新型具备以下优点：
31.本实用新型提供的一种基于人因工程的航行驾驶显控台，将各个组件以模块化的方式集成于显控台中，使绝大部分的系统功能设备覆盖到平台全使用周期环境，优化台位人机关系，对比以往的专岗专人，本实用新型提供的航行驾驶显控台通过合理分配所需功能，充分提高潜航员的操控效能，精简人员配置，并在通用操控面板上加入可编程按键模块以适应不同操作习惯人员的使用，实现“一对多”的使用理念。本实用新型针对双人操控环
境需求，结合载人潜水器的曲面围壁安装条件和载人舱耐压壳体尺寸约束，充分利用每一寸空间，使台体设计能很好地融入整舱环境。
附图说明
32.图1为本实用新型中航行驾驶显控台结构示意图；
33.图2为本实用新型中航行驾驶显控台人岗位处剖面图人员岗位剖面示意图；
34.图3为本实用新型实施例中航行驾驶显控台设备布置平面示意图；
35.图4为本实用新型实施例中航行驾驶显控台人岗位处剖面图人员岗位剖面示意图。
36.图中，1为键盘；2为鼠标；3为操纵杆；4为车钟；5为通用操控面板；6为触控显示屏；7为led灯带；8为智能传感模块；9为告警灯；10为把手；11为拓展面板；12为数字小键盘；13为语音交互模块；14为台位控制面板；15为告警指示面板；16为应急操控面板。
具体实施方式
37.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
38.如图1至图2所示，本实用新型的技术方案中提供一种基于人因工程的航行驾驶显控台，包括：水平层、上斜一层、上斜二层、上斜三层和上斜四层。
39.航行驾驶控制台设置左右两岗，左右两岗布局一致。
40.水平层设置键盘1、鼠标2、操纵杆3与车钟4，其中，键盘1、鼠标2、操纵杆3为左右岗通设，互作冗余备份。
41.上斜一层设置数个通用操控面板5，用以满足各系统功能需求。
42.上斜二层为操控与观察热区，设置多个触控显示屏6，触控显示屏6下方设置led灯带7，兼顾操控输入与显示输出。
43.上斜三层为次级内容显示区，设置多个触控显示屏6，触控显示屏6下方设置智能传感模块8。
44.上斜四层设置各类告警灯9、触控显示屏6和把手10，不需长时间观察。
45.上斜二层和上斜三层的左右侧设置有触控显示屏6和拓展面板11，受载人舱球形艏的耐压舱结构影响，上斜二层和上斜三层的左右侧需各向中翻折35
°‑
45
°
。
46.上斜一层与水平层、上斜二层与竖直面、上斜三层与竖直面、上斜四层与竖直面分别呈一定角度设计，以满足人体视觉上下转动的角度。
47.其中，上斜一层与水平层的夹角为35
°‑
45
°
，上斜二层与竖直面、上斜三层与竖直面的夹角为5
°‑
15
°
，上斜四层与竖直面的夹角为35
°‑
45
°
。
48.驾驶显控台按功能划分为显示单元、操控单元和显控处理单元。
49.其中，显示单元主要包括设置于各层级的触控显示屏6和告警灯9，显示单元主要显示的内容包括平台航行信息、平台能源信息、平台环境信息、平台检测信息、平台安全告警与提示信息、平台导航信息、声呐与探测设备信息、平台监控信息、平台操作日志，根据内容重要性和使用频率定义默认常显内容，其他系统内容界面可通过切换调出。
50.操控单元包括键盘1、鼠标2、操纵杆3、触控显示屏6和通用操控面板5，其中航行操控面板、液压操控面板、观察操控面板、台位控制面板均为5*4键位的通用操控面板5。
51.显控处理单元包括显控计算机和电源。显控计算机实现计算存储、图形处理、图像视频处理、综合显示、通信互联功能，内置于驾驶显控台之中；电源实现ac-dc转换，负责向全台所有模块提供直流电源。
52.操纵杆3的布置台面相较于水平层下沉30mm-50mm，以降低潜航员长时间使用带来的疲劳感。
53.车钟4布置台面相较于水平层下沉70mm-80mm，为后方的操控面板让出输入空间。
54.如图3所示，在本实用新型的一些实施例中，上斜一层设置的操控面板包括通用操控面板5、数字小键盘12、语音交互模块13、台位控制面板14、告警指示面板15和应急操控面板16。
55.上斜二层、上斜三层分别设置3台触控显示屏6，左右两侧各向中翻折40
°
，两侧分别嵌入消防控制与通讯设备模块。
56.上斜三层触控显示屏6下方设置的智能传感模块8由传感器模块和智能处理模块两部分组成。其中，传感器模块包括rgb摄像头、红外摄像头、光感传感器和mic矩阵；用于处理生物识别、语音识别、语音合成、音频播放和音视频的压缩。
57.上斜四层各类告警灯9包括消防告警、漏水告警、设备故障综合告警面板，触控显示屏6用于显示监控画面。
58.操纵杆3的布置台面相较于水平层下沉40mm，以降低潜航员长时间使用带来的疲劳感。车钟4布置台面相较于水平层下沉80mm，为后方的操控面板让出输入空间。
59.如图4所示，在本实用新型的一些实施例中，上斜一层与水平层的夹角为40
°
，上斜二层与竖直面、上斜三层与竖直面的夹角为10
°
，上斜四层与竖直面的夹角为40
°
。
60.水平层距地面的高度为700mm，驾驶显控台最高点距地面高度为2000mm。在这些实施例中，各层级的设置满足人眼向上和向下转动的最大角度，能够增加人员操作的舒适度，降低疲劳感。
61.在本实用新型的一些实施例中，通用操控面板5支持软件设置按键功能标识，可根据具体航行任务进行功能重新配置，其模组包括开关按键、复位按键、消音按键、调光旋钮、调音旋钮、告警扬声器、告警指示屏、可编程按键、保险按键和指纹传感器。
62.以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种基于人因工程的航行驾驶显控台，其特征在于：所述驾驶显控台包括：水平层、上斜一层、上斜二层、上斜三层和上斜四层；所述航行驾驶控制台设置左右两岗，所述左右两岗布局一致；水平层设置键盘(1)、鼠标(2)、操纵杆(3)与车钟(4)；其中，所述键盘(1)、鼠标(2)、操纵杆(3)为左右岗通设；所述上斜一层设置数个通用操控面板(5)；所述上斜二层为操控与观察热区，设置多个触控显示屏(6)，所述触控显示屏(6)下方设置led灯带(7)；所述上斜三层为次级内容显示区，设置多个所述触控显示屏(6)，所述触控显示屏(6)下方设置智能传感模块(8)；所述上斜四层设置各类告警灯(9)、所述触控显示屏(6)和把手(10)；所述上斜二层和所述上斜三层的左右侧设置有所述触控显示屏(6)和拓展面板(11)，所述上斜二层和上斜三层的左右侧各向中翻折35
°‑
45
°
；所述上斜一层与水平层、上斜二层与竖直面、上斜三层与竖直面、上斜四层与竖直面分别呈一定角度设计；其中，所述上斜一层与水平层的夹角为35
°‑
45
°
，所述上斜二层与竖直面、上斜三层与竖直面的夹角为5
°‑
15
°
，所述上斜四层与竖直面的夹角为35
°‑
45
°
；所述驾驶显控台按功能划分为显示单元、操控单元和显控处理单元；其中，所述显示单元包括设置于各层级的所述触控显示屏(6)和所述告警灯(9)，所述显示单元主要显示的内容包括平台航行信息、平台能源信息、平台环境信息、平台检测信息、平台安全告警与提示信息、平台导航信息、声呐与探测设备信息、平台监控信息、平台操作日志，根据内容重要性和使用频率定义默认常显内容，其他系统内容界面可通过切换调出；所述操控单元包括所述键盘(1)、鼠标(2)、操纵杆(3)、触控显示屏(6)和通用操控面板(5)，其中航行操控面板、液压操控面板、观察操控面板、台位控制面板均为5*4键位的所述通用操控面板(5)；所述显控处理单元包括显控计算机和电源；所述显控计算机实现计算存储、图形处理、图像视频处理、综合显示、通信互联功能，内置于驾驶显控台之中；所述电源实现ac-dc转换，负责向全台所有模块提供直流电源；所述操纵杆(3)的布置台面相较于所述水平层下沉30mm-50mm；所述车钟(4)布置台面相较于水平层下沉70mm-80mm。2.如权利要求1所述的一种基于人因工程的航行驾驶显控台，其特征在于：所述上斜一层设置的所述操控面板包括数字小键盘(12)、语音交互模块(13)、台位控制面板(14)、告警指示面板(15)和应急操控面板(16)。3.如权利要求1所述的一种基于人因工程的航行驾驶显控台，其特征在于：所述上斜二层和所述上斜三层的左右侧各向中翻折40
°
。4.如权利要求1所述的一种基于人因工程的航行驾驶显控台，其特征在于：所述上斜三层触控显示屏(6)下方设置的所述智能传感模块(8)由传感器模块和智能处理模块两部分
组成；其中，所述传感器模块包括rgb摄像头、红外摄像头、光感传感器和mic矩阵。5.如权利要求1所述的一种基于人因工程的航行驾驶显控台，其特征在于：所述上斜四层各类所述告警灯(9)包括消防告警、漏水告警、设备故障综合告警面板，所述触控显示屏(6)用于显示监控画面。6.如权利要求1所述的一种基于人因工程的航行驾驶显控台，其特征在于：所述上斜一层与水平层的夹角为40
°
，所述上斜二层与竖直面、上斜三层与竖直面的夹角为10
°
，所述上斜四层与竖直面的夹角为40
°
。7.如权利要求1所述的一种基于人因工程的航行驾驶显控台，其特征在于：所述操纵杆(3)的布置台面相较于所述水平层下沉40mm。8.如权利要求1所述的一种基于人因工程的航行驾驶显控台，其特征在于：所述车钟(4)布置台面相较于所述水平层下沉80mm。9.如权利要求1所述的一种基于人因工程的航行驾驶显控台，其特征在于：所述水平层距地面的高度为700mm，所述驾驶显控台最高点距地面高度为2000mm。10.如权利要求1所述的一种基于人因工程的航行驾驶显控台，其特征在于：所述通用操控面板(5)支持软件设置按键功能标识，可根据具体航行任务进行功能重新配置，其模组包括开关按键、复位按键、消音按键、调光旋钮、调音旋钮、告警扬声器、告警指示屏、可编程按键、保险按键和指纹传感器。

技术总结
本实用新型提供了一种基于人因工程的航行驾驶显控台，通过显控台将各个组件以模块化的方式集成，优化台位人机关系，对比以往的专岗专人，本实用新型提供的航行驾驶显控台通过合理分配所需功能，充分提高潜航员的操控效能，精简人员配置，并在通用操控面板上加入可编程按键模块以适应不同操作习惯人员的使用，实现“一对多”的使用理念。本实用新型针对双人操控环境需求，结合载人潜水器的曲面围壁安装条件和载人舱耐压壳体尺寸约束，充分利用安装区域空间，使显控台整体较好地融入整舱环境。使显控台整体较好地融入整舱环境。使显控台整体较好地融入整舱环境。


技术研发人员：周晓易 张展硕 李宁 王红瑀 陈子昂 杨超 黄天成 蒋璐潞 张亦驰 邢福 渠继东 苏涛
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司综合技术经济研究院
技术研发日：2022.08.18
技术公布日：2023/3/21