Человеческий фактор. Том 5 - Крёмер К.
ISBN 5-03-001817-4
Скачать (прямая ссылка):
Точность управления зависит от следующих факторов: типа органа управления; типа взаимодействия между динамикой органа управления, силовой функцией (типом слежения), диапазоном движений, влиянием внешней среды и т. п. Скорость управляющих воздействий зависит в основном от сопротивления и типа органа управления. Наиболее высокие скорости в достаточно широком диапазоне движений могут быть получены при использовании кривошипных рукояток для рук и для пальцев, поскольку благодаря статическому типу взаимодействия нет необходимости в перехватывании органа управления. Дополнительными параметрами являются радиус кривошипной рукоятки в приведенном выше случае и размещение элементов органа управления. Траектория движения в HAS зависит от направления движения в горизонтальной плоскости и от амплитуды движения и в приближении соответствует эллипсу, что связано с физиологическими и биомеханическими ограничениями [33]. Было обнаружено, что движения правой рукой совершаются быстрее из положения слева снизу в направлении вверх направо, чем из положения снизу справа в направлении вверх налево, что может быть объяснено биомеханическими свойствами локтевого сустава. Что касается амплитуды движения, то взаимоотношение скорости и точности достаточно хорошо описывается эмпирическим законом Фиттса [11]:
MT = a+b4g (2A/W),
где МТ — время движения, А — амплитуда, W—размер цели, а и b — константы. Это соотношение применимо и к движениям органов управления.
288 Глава 8
8.2.2. Геометрия управляющих движений
Число степеней свободы органа управления, предусмотренное проектом, определяет его размерность. Многомерная задача управления может выполняться как несколькими одномерными органами управления, так и одним многомерным органом управления. Например, продольная и поперечная динамика транспортного средства с ручным управлением регулируется четырьмя одномерными органами управления и одним двумерным рычагом переключения передач. Эту задачу можно было бы выполнить с помощью одного двумерного управляющего рычага, но это повлекло бы за собой значительные технические сложности. При использовании многостепенных органов управления возникают трудности, связанные с нарушением движения в различных направлениях. Соответственно типу движения различают поступательные и вращательные органы управления. В зависимости от размаха движений управляющие движения могут быть вращательными (маховики и штурвалы) и ква-зивращательными (рычаги). Параметры деятельности определяются в основном направлением движения, которое зависит от ориентации осей органа управления и его положения относительно работающего (спереди, сбоку или сверху).
Ввод информации посредством органа управления может быть непрерывным или дискретным (ступенчатым). В случае ручного ввода цифровой информации необходимо установить, будет ли орган управления иметь две позиции, снабженные механическим стопором, или несколько позиций. При необходимости установления промежуточных позиций орган управления должен быть снабжен механическими трещотками или соответствующими характеристиками смещения — сопротивления, что обеспечивало бы надежную идентификацию позиции. Для вращательных органов управления для одной руки позиции должны быть локализованы в секторе 15. ..45°.
8.2.3. Взаимосвязь органа управления и тела
Работающий человек обладает способностью переводить перерабатываемую информацию в FLS или HAS. С одной стороны, выбор конечности зависит от специфики деятельности; с другой стороны, при решении сложных задач управления по эргономическим соображениям должна быть гарантирована максимально возможная сбалансированность стрессов и нагрузок, которым подвергаются верхние и нижние конечности. Вообще говоря, ножные органы управления должны использоваться только в случаях, не требующих высокой скорости и большой точности. Тип взаимодействия зависит от того, являются ли
Проектирование органов управления
289
задачи управления сенсомоторными или для их решения не требуется тонкой регулировки (подробно классификацию типов взаимодействия между рукой и органом управления см. в работе [5]).
Движения нажатия рукой или ногой следует использовать для грубой регулировки, тогда как захват пальцами целесообразно применять при тонкой сенсомоторной регулировке. При решении сенсомоторных задач преимущественное значение имеет захват концами пальцев, потому что именно эти участки кожи обладают наибольшей тактильной чувствительностью благодаря распределению периферических рецепторов (тельца Паччини, Мейсснера и Меркела) и обслуживающих эти поля центральных нейронов. При изменении типа взаимодействия от касания до захвата размах движений в HAS постепенно уменьшается, поскольку тип взаимодействия ограничивает активность суставов рук и пальцев. Еще большее уменьшение размаха движений наблюдается в случае использования органов управления, перемещаемых двумя руками. По аналогии с ручными органами управления в ножных органах управления также имеются различные типы взаимодействия ноги с органом управления. Движение может осуществляться передней частью ступни, пяткой или целой ступней. И в этом случае тип взаимодействия зависит от задачи управления.
