6.Антропологическое соответствие техники человеку

Полтора, а то и два, миллиона лет назад, когда в Восточной Африке близ вулкана Игоронгоро Хомо Габилис — человек умелый смастерили свои чопперсы — примитивные рубящие орудия из заостренной гальки — впервые возникло взаимодействие человека с камнем, образовалась система «человек — орудие». Тогда же, вероятно, возникла проблема приспособления орудий, предметов обихода и др. к анатомическим возможностям человека. Однако с тех далёких времен и до наших дней эта проблема решалась довольно приблизительно, учитывались лишь наиболее очевидные анатомические требования, основным мерилом оставались «чутье» и «интуиция» мастера. В инженерной практике известны далеко не единичные случаи, когда применение новых машин не приводило к должному эффекту главным образом из-за несоответствия конструкции функциональным особенностям человека.

Наиболее остро проблема антропологического соответствия машины человеку возникла во время второй мировой войны, когда были созданы новые виды вооружения, по своим техническим свойствам намного превосходившие все ранее известное. Использование этой техники требовало от человека большого напряжения, часто в бою секунды и доли секунды решали вопрос жизни и смерти. В такой ситуации предельное выполнение антропологических требований в конструкции было особенно важным.

Итак, если антропология — наука о человеке, то антропологическое соответствие учитывает, прежде всего анатомические особенности человека и обязывает конструктора во всех случаях проектирования изделий учитывать «человеческий фактор».

На основании изложенного можно сделать вывод, что антропологическое соответствие изделий характеризуется правильно выбранными параметрами рабочего места и машины в целом, исходя из анатомических особенностей человеческого тела, его размеров, веса и возможностей движений (моторики), необходимых для управления техникой.

При создании современных технических устройств, специали­стам прежде всего нужны средние антропометрические параметры о контингенте тех лиц, которые будут обслуживать эту технику. К сред­ним антропометрическим параметрам относятся: средний рост и средние размеры между основными ан­тропометрическими точками на теле. На нашем теле антропологи выделяют 100 характерных точек, однако при конструи­ровании машин необходимо учитывать лишь восемь основных антропометрических точек (рис. 6.1.): 1 — верхушечная (наивысшая точка темени); 2 — плечевая (центр плечевого сустава); 3 - лучевая (верхняя точка головки лучевой кости с на­ружной стороны); 4 — шиловидная (самая низкая точка на шиловидном отростке лу­чевой кости); 5 — пальцевая (конечная точка среднего пальца); 6 – тазобедрен­ная; 7 - верхнеберцовая внутренняя (са­мая высокая точка внутреннего края мы­щелка большой берцовой кости); 8 – нижнебер­цовая внутренняя (самая нижняя точка на конце внутренней лодыжки).

Антропометрические обмеры работо­способного населения производятся пре­жде всего по этим точкам.

П

Рис. 6.1. Основные антропометрические точки

ромышленная антропометрия явля­ется составной частью антропологии (науки о происхождении и эволюции чело­века); она изучает с определенных пози­ций взаимосвязи в системе человек—ма­шина — среда, влияние размеров челове­ческого тела, отдельных индивидов и оп­ределенных групп населения на эффек­тивность труда и помогает про­ектировщи­кам в использовании данных, касаю­щихся размеров человеческого тела. Антропометрия имеет сведения о размерах человеческой фи­гуры определенной группы населения (работники промышленности, сельского хозяйства, молодежь, летчики и т. д.), народностей, в том числе племен. Антропометрические данные (табл. 6.1) используются специалистами, занимающимися вопросами эргономики, а также конструкторами, проектирующими, например, сиденья для рабочих мест, рукоятки инструментов и захватных приспособлений органов управле­ния, внутреннее оформление кабин управления, размещение индикаторных устройств и органов управления в рабочих зонах у станка или другого обору­дования. Размер каждого изделия, приемы и усилия, необходимые для манипулирова­ния, должны соответствовать возможностям человека.

Антропометрические данные помогают целесообразно решить формы и размеры промышленных изделий, оборудования, органов управления с учетом анатомической структуры, физиологических возможностей и особенностей человека, обслуживающего эти изделия или пользующегося ими; создать удобные захватные детали органов управления и обеспечить правильное манипулирование ими, оптимальную досягаемость в рабочей зоне, условия использования соответствующей одежды, средств защиты и т. д. Эргономика, используя основные антропометрические данные человеческого тела, способствует тому, чтобы размеры технического оборудования строго соответствовали антропометрическим параметрам, что создает условия для максимальной эффективности труда, повышения качества, безопасн ости работы и снижения травматизма на производстве.

Размеры человеческого тела, имеющие решающее значение при эргономическом решении машин и рабочих мест.

Таблица 6.1

Антропометрические данные (в см.)

Обозначение размера на рис. 6.2.	Наименование размера	Мужчина					Женщина
		m-2s	m	m+2s	%	m-2s		m	m+2s	%
A	Высота стоящей фигуры (без обуви)	163	175	187	100	153		165	177	100
B	Высота уровня глаз стоящего человека	153	164	176	94	143		154	165	93
C	Высота плеча стоящего человека	134	144	154	82	124		134	144	81
D	Высота локтя над полом у стоящего человека	101	108	116	62	95		103	110	62
Е	Высота колена у стоящего человека	47	51	54	29	46		49	53	30
F	Размах рук	173	186	198	106	153		165	177	100
G	Расстояние от кончика пальцев вытянутой руки до спины	80	86	92	49	66		71	76	43
Н	Длина предплечья и кисти согнутой руки	44	48	51	27	40		43	46	26
I	Ширина плеч	42	46	49	26	37		40	42	24
К	Толщина туловища	21	23	24	13	23		25	27	15
L	Ширина бедра	29	32	34	18	32		34	37	21
М	Высота головы над сиденьем	83	90	95	51	78		84	90	51
N	Уровень глаз над сиденьем	73	79	84	45	68		73	78	44
0	Высота плеч над сиденьем	55	60	63	34	50		54	58	33
Р	Высота локтя над сиденьем	21	23	24	13	20		21,5	23	13
R	Расстояние от колена сидящего человека до ягодиц	57	61	65	35	52		56	60	34
S	Длина сиденья (нижней части бедра)	44	48	51	27	43		46	49	28
Т	Высота сиденья над полом	42	45	49	26	40		43	46	25
U	Высота бедра сидящего человека	12	13	14	7,5	13		14	15	8,5
V	Длина стопы	25	27	29	15,5	23		25	27	15
X	Ширина стопы	9,5	10	10,5	5,7	8,5		9	9,5	5,5
Y	Длина кисти	18	19	21	11	16		17,5	18,5	10,5
Z	Высота кисти	9	9,5	10,5	5,5	7,5		8	8,5	4,8

При сидении в напряженном, расслабленном и нормальном состояниях уровень глаз над сиденьем составляет: у мужчин: до 65 см (при росте 163 см), до 70 см (при росте 175 см), до 75 см (при росте 187 см); у женщин: до 62 см (при росте 153 см), до 66 см (при росте 165 см), до 72 см (при росте 177 см).

Примечание. Цифровые данные получены на основе многочисленных антропометрических обследований, проведенных отечественными и зарубежными специалистами. Приведенные размеры не являются характерными для конкретной народности или профессии и могут использоваться конструкторами при решении вопросов, касающихся взаимосвязи человек — машина.

Человек является основным критерием качества конструкций или изделий. Рабочее место, решенное с учетом основных размеров обслуживающего оборудование человека, снижает физическую нагрузку. Рабочее место, спроектированное без учета антропометрических параметров, способствует быстрой утомляемости организма в процессе работы, что снижает производительность труда. Поэтому конструктор и проектировщик, разрабатывая рабочее место для оператора, обслуживающего станок (оборудование) или орган управления, должны прежде всего принимать во внимание основные размеры человеческого тела, т. е. иметь необходимые знания в области антропометрии.

Применяя антропометрический принцип при усовершенствовании технического оборудования, следует исходить из того, кто будет работать на данном оборудовании (станке): мужчина или женщина, какая именно антропометрическая группа людей и т. д. Если этого нельзя определить заранее, используют средние размеры человеческого тела мужчин и женщин.