Файл: Литература 25 Краткая история развития эргономики 27.doc

— необходимо создать условия, при которых для преодоления слабых сопротивлений использовались бы малые мышечные груп­пы, а при наличии значительных препятствий включались в дейст­вие большие группы мышц;

— с целью уменьшения мышечной работы в максимально воз­можной степени должна использоваться кинетическая энергия объекта работы.

Не следует проектировать элементы оборудования, требующие приложения больших физических усилий или обусловливающие нерациональные рабочие позы. Так, рабочий не должен продолжи­тельное время держать руки над головой, так как при этом очень быстро наступает утомление. Очень утомительна также поза, при которой рабочему надо ложиться на землю, сгибаться или стано­виться на корточки.

При проектировании оборудования необходимо создать предпо­сылки для обеспечения рациональных рабочих движений. Поэтому следует проектировать такие орудия труда, которые максимально приспособлены к энергетическим, силовым и скоростным характе­ристикам и возможностям человека.

Для обеспечения рациональных рабочих движений из трудово­го процесса необходимо исключить лишние, малоэффективные и утомительные движения и действия, такие, как перекладывание предметов труда или инструмента из одной руки в другую, посто­янное поддерживание руками деталей во время ее обработки, из­лишние нагибания, повороты, приседания и другие ненужные дви­жения, вызывающие преждевременное утомление работающих, и выбирать из всех возможных движений наиболее короткие по тра­ектории и требующие минимальных усилий.

При проектировании оборудования следует учитывать некото­рые, обусловленные физиологическими, психологическими и анато­мическими особенностями человека правила и положения, каса­ющиеся скорости и точности рабочих движений и экономии рабо­чих усилий.

Скорость рабочих движений:

— там, где требуется быстрая реакция, движение к себе пред­почтительнее;— в горизонтальной плоскости скорость рук быстрее, чем в вер­тикальном направлении, наибольшая скорость движений сверху вниз, наименьшая от себя — снизу вверх;

— скорость движений слева направо для правой руки больше, чем в обратном направлении;

— скорость движения правой руки больше, чем левой;

— скорость движения под углом к вертикальной и горизон­тальной плоскости меньше, чем в этих плоскостях;

— вращательные движения быстрее, чем поступательные;

---

— движения с большим размахом более быстрые;

— плавные криволинейные движения рук осуществляются быстрее, чем прямолинейные с внезапным изменением направ­ления;

— скорость движения уменьшается с увеличением нагрузки;

— движения, ориентированные механизмами, быстрее, чем дви­жения, ориентированные на глаз;

— движения одной рукой совершаются с наибольшей ско­ростью под углом 60° к плоскости симметрии, двумя руками — под углом 30°;

— максимальный темп вращательных движений — 4,0—4,8 об/с, нажимных движений для ведущей руки — 6,6 нажимов в 1 с, для неведущей — 5,3 нажима в 1 с. Максимальный темп ударных дви­жений—от 5 до 14 уд/с, оптимальный для длительной работы 3,5—6,0 уд/с

Точность движений:

— точные движения лучше выполняются сидя, чем стоя;

— наибольшая точность движений достигается в горизонталь­ной плоскости в зоне, расположенной на расстоянии 15 — 35 см от средней линии тела, при амплитуде движения в локтевом сус­таве 50 — 60°;

— точность попадания рукой в заданную точку составляет 15 — 20 см в средней зоне ниже груди и 30 — 40 см в крайних зо­нах;

— при работе вслепую в горизонтальной плоскости короткие расстояния человеком преувеличиваются, а длинные преуменьша­ются, в вертикальной плоскости — преувеличиваются;

— наиболее точно оцениваются движения с амплитудой 8— 12 см;

— при движениях в вертикальной «плоскости ошибки меньше, чем в горизонтальной. Наилучшие направления движений в этом отношении — влево вверх и вправо вниз под углом 40° к горизон­тали;

— точность движений обеих рук при оптимальных для каждой руки амплитудах движений одинаковая, но оптимальные амплитуды для обеих рук различны — для правой руки амплитуда боль­ше, чем для левой, на 4 — 5°;

— пространственная точность движений при небольшой нагрузке (до 25% максимального усилия) наилучшая, при значи­тельных усилиях снижается.

Зависимость пространственной точности движений от их ско­рости следующая:

— для вращательных движений наилучшая точность при ско­рости 140—200 об/мин, для ударных—60—70 движений в минуту.

Экономия усилий: — сила, развиваемая рукой, зависит от ее положения: давление и тяга сильнее при движении руки перед корпусом, чем при дви­жении сбоку;

— если при работе используются обе руки, то следует учесть, что сила правой руки больше, чем левой, на 10% для сгибателей пальцев и на 3 — 4% для сгибателей и разгибателей предплечья;

---

— максимальные усилия в положении стоя развиваются на уровне плеча, в положении сидя — на уровне локтя;

— наибольшая сила в положении стоя развивается движением на себя;

— сила давления больше при согнутой руке, чем при вытянутой;

— сила тяги по горизонтали больше при движении перед собой, чем при движении сбоку;

— в положении сидя давление сильнее, чем тяга;

— сила сгибателей предплечья больше при согнутой, чем при вытя­нутой руке;

— величина усилий, развиваемых рукой в положении сидя, при движении в различных направлениях, располагается примерно в следующем порядке: давление (горизонтальное), тяга (гори­зонтальная) , движение вверх, движение вниз, движение к себе (сбоку), движение от себя (сбоку);

— сила вращения руки зависит от ее положения и направления вращения — при повороте внутрь развивается более значитель­ная сила, чем при обратном движении;

— сила давления ног сидящего человека больше, когда они вытя­нуты вперед (с тупым углом в коленном суставе), чем при по­ложении с прямым углом в коленном суставе. В психологии труда выявлено, что движения организуются не только пространственно, но и музыкально, подчиняясь определен­ному ритму. В свое время обратили внимание на то, что наиболее квалифицированные наборщики при составлении полосы набора из отдельных букв выполняют круговые движения, которые, на первый взгляд, кажутся менее целесообразными, чем прямолиней­ные. Между тем круговая (дуговая) линия в большей степени .обеспечивает непрерывность ритма и подчиненность движения оп­ределенной ритмической структуре. Поэтому в определенных слу­чаях не самое скорое движение — самое рациональное и не самое короткое движение— тоже самое рациональное. Выявление соот­ветствующих закономерностей организации движения возможно только на основе глубокого психологического анализа деятель­ности.

§2. Общие требования к органам управления

Каждому типу исполнительных (управляющих) действий опе­ратора свойственны свои биомеханические особенности, учет кото­рых необходим при выборе конструкции и размещении органов управления. Поэтому основное внимание уделяется органам управ­ления, обеспечивающим реализацию решений, принимаемых опера­торами автоматизированных систем, т. е. обеспечивающим ручной ввод информации, ее вызов на устройство отображения и контро­ля, установку измеряемых или отсчитываемых величин, а также воздействие на исполнительные органы объектов управления (пуск и остановку механизмов, переключение режимов работы и т. п.). Поскольку различные органы управления могут применяться для осуществления одних и тех же функций, постольку при выбо­ре этих органов следует учитывать удобство их эксплуатации, бе­зопасность, технологичность конструкции, а также принципы тех­нической эстетики. Такой учет представляет собой трудную зада­чу, так как оцениваемые подобным образом параметры органов управления должны, помимо того, обязательно соответствовать антропометрическим и биомеханическим данным. Результаты сово­купной оценки, как правило, обобщаются. На их основе создаются стандарты и нормали, хотя многие из этих результатов еще оста­ются на уровне общих требований.

---

К общим требованиям относятся следующие. Органы управления выбираются с таким расчетом, чтобы на­правление их движения соответствовало направлению движения связанного с ними индикатора, элемента оборудования или средст­ва передвижения. Движение органа управления вперед, по часо­вой стрелке, вправо или вверх, а также нажатие на него должны соответствовать включению оборудования или его элемента, увели­чению измеряемой (отсчитываемой) величины, а также движению оборудования или его элементов вперед, по часовой стрелке, впра­во или вверх.

Вращающиеся регуляторы клапанов должны открывать кла­паны при вращении против часовой стрелки. Органы управления клапанами снабжаются двунаправленными стрелками, показыва­ющими направление закрывания и открывания клапана с соответ­ствующими надписями (например «Открыто», «Закрыто»).

Если воздействия на органы управления осуществляются в оп­ределенной последовательности, то органы управления должны быть соответствующим образом сгруппированы. При этом их сле­дует располагать так, чтобы облегчить оператору работу (сохра­няя привычный порядок действия — слева направо и сверху вниз). Особо важные и часто используемые органы управления должны иметь наиболее удобное расположение для их досягаемости и за­хвата. Это относится в первую очередь к вращающимся органам управления и требующим тонкой установки (настройки).

Органы управления, применяемые исключительно для техни­ческого обслуживания и регулировки, относятся к категории ред­ко используемых, поэтому они должны быть закрыты, но вместе с тем легко досягаемы.

Органы управления, выполняющие сходные функции, распола­гаются единообразно на разных панелях. Органы управления, ис­пользуемые для выполнения одних и тех же функций на различ­ных панелях, должны быть одного и того же размера.

Формы органов управления должны легко идентифицироваться и не иметь острых краев.

Органы управления должны быть удобными и при работе в ру­кавицах или перчатках. Для этого размеры органов управления дополнительно уточняются. Если необходимо работать вслепую, органы управления должны кодироваться формой или находиться на расстоянии не менее 12 см от соседних органов управления.

Органы управления конструируются и располагаются таким образом, чтобы их нельзя было случайно сдвинуть. Особое внима­ние обращается на критичные органы управления, неосторожное и случайное перемещение которых может привести к повреждению оборудования, ранению операторов или ухудшению системы. Рас­положенные на внутренней части панели или открытые органы уп­равления следует защищать от случайного срабатывания. Для за­щиты органов управления от случайного срабатывания в зависи­мости от конкретных условий необходимо:

---

• 
  располагать и ориентировать органы управления таким обра­зом, чтобы оператор при нормальном выполнении своих функций не мог случайно задеть или передвинуть их;
  
• 
  использовать экранирование и другие способы защиты; обеспечить органы управления надежной блокировкой; создать в органах управления механическое сопротивление (т. е. вязкое или кулоновское трение, нагрузку пружиной или инер­цию), чтобы для перемещения органов управления нужно было приложить определенное усилие;
  
• 
  обеспечивать органы управления замками для предотвращения перехода в запрещенное положение;
  
• 
  использовать вращающуюся конструкцию органов управления. Автоматический тормоз, который обеспечивает автоматическое переключение системы в некритическое рабочее состояние в слу­чае снятия усилия, применяется во всех случаях, когда оператор не способен выполнить работу, и это может привести к критичес­кому состоянию системы.
  

§3. Требования к отдельным видам органов управления

Вращающиеся селекторные переключатели. Их следует исполь­зовать для дискретного переключения, когда нужно получить три или более фиксированных положения; не рекомендуется их при­менять для двухпозиционного переключения (кроме случаев, когда визуальная идентификация положения имеет первостепенное зна­чение, а быстрота переключения не критична). Переключатели, постоянно находящиеся в поле зрения оператора, не должны иметь более 24 фиксированных положений.

Вращающиеся селекторные переключатели снабжаются движу­щейся стрелкой и неподвижной шкалой. Движущаяся стрелка должна иметь форму полоски с параллельными сторонами и заост­ренным указательным концом. Кодирование стрелок формой можно использовать при ограниченном пространстве и небольшом враща­ющем моменте, а также в тех случаях, когда несколько вращаю­щихся селекторных переключателей, выполняющих различные функции, расположено на одной и той же панели, что может при­вести к путанице при манипуляциях. Необходимо также учитывать следующие условия:

• 
  там, где это возможно, позиции вращающегося переключателя не следует располагать непосредственно друг против друга;
  
• 
  в начале и конце диапазона изменения позиций необходимо предусмотреть стопоры;
  
• 
  механическое сопротивление переключателя должно быть плав­ным, сначала нарастающим, затем уменьшающимся по мере при­ближения к фиксированному положению, чтобы переключатель переводился в очередное положение скачком без промежуточных остановок. Влияние трения и инерции должно быть сведено к ми­нимуму.
  

---