Человеческий фактор. Том 5 - Крёмер К.
ISBN 5-03-001817-4
Скачать (прямая ссылка):
Если орган управления имеет рифленую поверхность, то важное значение имеют размер и форма насечек, а также расстояние между ними. Более того, при передаче усилия важным является и соответствие положений насечек и руки или пальцев. Если предполагается, что управление будет осуществлять-
п
100 -
80- —
60-
аМО-
20-
0-
’ Мп
It
Рис. 8.8. Значения коэффициентов статичного трения Ц] и трения скольжения Цг для различных материалов, отчгсев-
ные к коэффициентам трения плексигласа [6J.
300 Глава 8
ся мокрыми, масляными или грязными руками, то во избежание перегрузки или повреждения кожи поверхность органа управления должна быть мелкорифленой (расстояние между насечками менее 3 мм). В этом случае насечки должны быть ориентированы перпендикулярно по отношению к направлению усилия. На рис. 8.9 показана зависимость коэффициента трения от формы и направления насечек. Результаты свидетельствуют о том, что эффективность рифленой поверхности по сравнению с гладкой зависит от нормальной силы. При мень-
Форма Ориентаций
насечек насечек
Рис. 8.9. Значения коэффициента трения ц разливных материалов при различных структурах поверхности, нормированные к коэффициенту трения каучука [6].
ших нагрузках на единицу площади (нормальных силах) коэффициент трения меньше для рифленых поверхностей по сравнению с гладкими. Насечки значительно уменьшают эффективную зону захвата и соответственно силу сцепления между рукой и материалом. При более высоких нагрузках на единицу площади для рифленых поверхностей наблюдается более высокий коэффициент трения, что связано с усилением взаимного сцепления между кожей и данной поверхностью.
В экспериментах, где проверялась эффективность различных типов насечек при решении реальных задач управления, испытуемые должны были выполнять преследующее слежение [15]. Испытуемый манипулировал органом управления (диаметр
Проектирование органов управления
301
70 мм, длина 80 мм) поочередно двумя руками при диапазоне движений 5 оборотов (рис. 8.10). Ошибка слежения использовалась как показатель качества управления, а ошибки скорости— как мера непрерывности управляющих движений. На рис. 8.11 показана зависимость ошибки слежения от формы органа управления, рифлености его поверхности и сопротивления. Существенные изменения наблюдаются в зависимости от рифлености поверхности и формы органа управления. Наивысшая ошибка слежения отмечается для шестигранного органа
Сагиттально - гори- Горизонтальна -фрж-
зонтальная оси шальная ось
35 30 5 25
О.
го
-I 15 10 i 5 0
О 5 га 15 го 25
Время, с
Рис. 8.10. Манипулирование органом управления двумя руками, характеризуемое зависимостью ответной реакции <р(/) и <р(/) от прилагаемого усилия w(t) при выполнении преследующего слежения [15].
управления Сч при любых значениях сопротивления. Нерифленый цилиндрический орган управления удобен лишь при очень низких значениях сопротивления. Незначительные ошибки наблюдаются при работе с рифлеными органами управления при высоких сопротивлениях (от 0,4 до 0,9 Н-м). Как видно из рис. 8.11, существует характерная зависимость между рифле-ностью поверхности и значениями сопротивления. Наименьшие ошибки слежения наблюдаются при средних значениях сопротивления; при высоких значениях сопротивления из-за статического трения могут наблюдаться резкие движения, что приводит к снижению эффективности управления, а при низких зна-
302 Глава 8
Вращающий момент, Н ? м
-60°-v
ш У^У/.
Орган управления (0У1 Параметры поверхности t, | Ь, | s% мм мм 1 мм
Цилиндрический ОУ (/?z= 1,27мим)
С2 Шестигранный ОУ (/?2 = 1,51мкм)
СЪ 1 ОД 0,6
3 0,6 1,2
'5 8 0,8 2,2
Рис. 8.11. Зависимость ошибки слежения е2 от формы органа управления, структуры поверхности и сопротивления [15].
чениях сопротивления происходят потеря проприоцептивной информации и перенос ошибочных движений.
В тех случаях, когда между органом управления и рукой в процессе работы происходят взаимные движения, эффективность управления будет также зависеть от теплопроводности материалов. Теплопроводность материалов, используемых для органов управления, может изменяться от 0,15 Вт/(м-К) (жесткий ПВХ) до 70 Вт/(м-К) (сталь). Выделяющееся при высоких скоростях управляющих движений фрикционное тепло, например при управлении кривошипом с неподвижной рукояткой,
Проектирование органов управления
303
может быть рассеяно только через руку, что может вызвать недопустимое повышение температуры руки. При статическом соединении руки (пальцев) с органом управления необходимо использовать материалы с низкой теплопроводностью, особенно при низкой температуре окружающей среды, для того чтобы избежать слишком быстрой передачи тепла от руки к органу управления, вызывающей гипотермию руки.
При проектировании размеров органов управления необходимо учитывать, будут ли управляющие действия осуществляться в перчатках. Необходимо предусмотреть приблизительно 10%-ную поправку для внутренних и внешних размеров. Если сенсомоторные управляющие действия выполняются в перчатках, то можно ожидать снижения тактильной чувствительности и уменьшения подвижности руки, что сказывается на качестве выполнения задачи управления [35]. Сходные ограничения должны быть введены и для ножных органов управления в случае, когда человек обут в тяжелые ботинки.
