Человеческий фактор. Том 5 - Крёмер К.
ISBN 5-03-001817-4
Скачать (прямая ссылка):
Организация, отбор и размещение органов управления должны проводиться с учетом эргономических критериев. Такие параметры органов управления, как форма, размер, материал, поверхность, а также назначение органа управления должны соответствовать анатомическим, антропометрическим и физиологическим характеристикам человека. Антропометрические параметры необходимо принимать во внимание при проектировании формы, размера органа управления и его расположения (зоны захвата в системе кисть — рука HAS и (или) зоны нажатия в системе ступня — нога FLS). Анатомические характеристики (например, степень подвижности суставов) важны для определения максимальной рабочей зоны, аналогично тому как физиологические параметры важны для расчета силовой и энергетической передачи. Кроме того, при эргономическом проектировании и размещении органов управления необходимо учитывать, что у разных индивидов эти характеристики различаются. Задача этой главы состоит в том, чтобы дать инжене-рам-проектировщикам технических систем (таких, как рабочее
!> Hans-Jorg Bullinger, Peter Kern, Werner F. Muntzinger, Fraunhofer-Institut fur Arbeitswirtschaft und Organisation, Stuttgart.
Проектирование органов управления
285
оборудование, автотранспортные средства и т. п., т. е. систем, где энергия и (или) информация от человека к технической системе должна передаваться посредством органов управления) руководство для отбора и размещения органов управления. Инженер-проектировщик может выбрать эргономический орган управления только после того, как он определит задачу управления. Общие требования, имеющие важное значение при проектировании органов управления и необходимые при определении их размеров, формы, материала и поверхности, обсуждаются в разд. 8.3.
Г
Способности,
оператора
Антропометрия Анатомия Физиология (двигательная система)
Тренировка Ухудшение деятельности
О
Связь органа управления и тела
Конечность (действия рукой,ногой, одной рукой; двумя руками)
Тип захвата Тип взаимодействия Стати ческое/динамическое взаимодействие
Ограничения на одежду
О "
Проектируемые переменные
Форма Материал Размер Поверхность
О
jaiava
управления
Положение/ось
Сопротивление Точность Скорость/частота Непрерывное /дискретное действие
Размерность (степени свободы> Направление, протяженность и траен тария движения
Оперативная эффективность
Исполнение, напряженность,&езо- I пасиость_
Рис. 8.1. Факторы, оказывающие влияние на «оперативную эффективность».
8.2. Классификация органов управления
Классификация и оценка разнообразных органов управления, которые послужили бы руководством для инженеров-проекти-ровщиков при выборе органов управления, могут быть осуществлены лишь с учетом задачи управления и взаимосвязей между приводным элементом органа управления и конечностью.
8.2.1. Задача управления
В качестве наиболее важных параметров задачи управления рассматриваются сопротивление, точность и скорость. Параметры деятельности в значительной степени зависят от типа управления и от размеров и расстановки органов управления. Осно-
286 Глава 8
ву передачи усилий к органам управления составляют максимальные изометрические мышечные усилия человека в зонах HAS и FLS, которые были установлены экспериментально [7, 27]. Наиболее важными переменными, оказывающими влияние на максимальные изометрические моменты прилагаемого усилия (кроме способности мышечной системы человека), являются такие технические параметры, как точка приложения силы, направление усилия и тип взаимодействия. Изменение начального положения органа управления должно происходить при приложении максимальных усилий. В ручных и ножных органах управления прилагаемые усилия или моменты могут возрасти в случае, если выбранное направление передачи усилия позволяет использовать опору для тела (спинку) или вес тела.
1000 1500 2000 Высота 1г,пн
250
200
150
* 100-1П
5;
50-
тгнтт:
?(Я 959 _ ( R, I1,
>
— Л-
-И5Ь/ 9Ь0 S--
?s Л- Л-
-115/ 963 - ? 7 .. к Н-“
- 82 Tt 970- Тя 4vl — к - •*315
???Ешнвгвдает в»»==»вгяч1ЕШ!
0160
О 500 1000 1500 2000 Высота I , мм
Рис. 8.2. Изометрические вращающие моменты при управлении маховиками. Ступенчатые функции определены стандартом DIN 33411. T=f (Диаметр органа управления; Высота; Направление) [18].
На рис. 8.2 в качестве примера представлены максимальные изометрические моменты прилагаемого усилия для маховиков [18]. На рис. 8.2 видно, что в случае расположения маховика в низком положении возможно использование веса тела, что приводит к увеличению прилагаемых усилий. Однако эффективность такого использования веса тела наблюдается только при большом диаметре маховика; при небольших диаметрах эффективность использования веса тела снижается, о чем свидетельствует достаточно пологая кривая на рис. 8.2.
Однако прилагаемые усилия не должны быть единственным критерием при размещении органов управления, поскольку, как
Проектирование органов управления
287
было показано в приведенном выше примере, максимальный момент приложения усилия достигается только при неудобной позе, требующей дополнительной статической нагрузки. В случае частого использования органа управления его сопротивление не должно превышать 15% от максимальной силы в связи с ограниченными возможностями человека при выполнении непрерывной деятельности. При очень коротком времени приведения органа управления в действие (менее 5 с) сопротивление может составлять приблизительно 50% максимальной силы. Что касается развиваемых усилий, то при проектировании безопасного оборудования должно быть гарантировано, что даже самые слабые рабочие (пятая часть) будут способны привести орган управления в действие. При использовании электрических, пневматических и гидравлических сервоусилителей для сопротивления должна быть создана возможность получения тактильной и проприоцептивной обратной связи (см. разд. 8.5) и компенсации возмущающих воздействий, вызываемых оператором и внешней средой и передаваемых органу управления.
