6.13 Антропометрическая совместимость предполагает учёт размеров тела человека, возможность обзора внешнего пространства, положения (позы) оператора в процессе работы.
Сенсомоторная совместимость предполагает учёт скорости двигательных (моторных) операций человека и его сенсорных реакций на различные виды раздражителей (световые, звуковые и др.) при выборе скорости работы машины и подачи сигналов.
Энергетическая (биомеханическая) совместимость предполагает учёт силовых возможностей человека при определении усилий, прилагаемых к органам управления.
Психофизиологическая совместимость должна учитывать реакцию человека на цвет, цветовую гамму, частотный диапазон подаваемых сигналов, форму и другие эстетические параметры машины.
Организация рабочего места оператора
Организация рабочего места, конструкция органов контроля и управления должны учитывать антропометрические, сенсомоторные, биомеханические и психофизиологические характеристики человека.
Пространство рабочего места, в котором осуществляются трудовые процессы, должно быть разделено на рабочие зоны. Зонирование рабочего места в горизонтальной и вертикальной плоскостях представлено на рис 6.12, 6.13. Рабочую зону, удобную для действия обеих рук, нужно обязательно совмещать с зоной визуального обзора.
а |
|
|
|
Рис. 6.12. Зоны для выполнения ручных операций и размещения органов управления в горизонтальной плоскости: 1 – зона для размещения очень часто используемых и наиболее важных органов управления (оптимальная зона моторного поля); 2 – зона для размещения часто используемых органов управления (зона легкой досягаемости моторного поля); 3 – зона для размещения редко используемых органов управления (зона досягаемости моторного поля) |
Рис. 6.13. Зоны для выполнения ручных операций и размещения органов управления в вертикальной плоскости при работе стоя: 1 – зона для размещения очень часто используемых и наиболее важных органов управления (оптимальная зона моторного поля); 2 – зона для размещения часто используемых органов управления (зона легкой досягаемости моторного поля); 3 – зона для размещения редко используемых органов управления (зона досягаемости моторного поля) |
)
при работе стоя
б)
при работе сидя
Конструкция рабочего места должна обеспечивать выполнение трудовых операций в зонах моторного поля (оптимальной, легкой досягаемости и досягаемости) в зависимости от требуемой точности и частоты действий:
выполнение трудовых операций «очень часто» (две и более операции в 1 мин) и «часто» (менее двух операций в 1 мин, но более двух операций в 1 час) должно производиться в пределах оптимальной зоны моторного поля и зоны легкой досягаемости. Следует отметить, что в зависимости от требуемых усилий и точности в этих зонах существуют некоторые рациональные уровни. Например, рычаги, требующие для своего перемещения больших усилий, следует размещать на нижних уровнях оптимальной зоны. Требования же к точности перемещения легче всего удовлетворяются на средних уровнях;
выполнение трудовых операций «редко» (не более двух операций в 1 час) допускается в пределах зоны досягаемости моторного поля. В зоне максимальной досягаемости точность и скорость управляющих движений заметно снижаются, утомление наступает быстрее.
Минимальное пространство рабочего места, необходимое для выполнения работы при различных положениях тела указано на рис. 6.14.
Р |
ис. 6.14.
Минимальное пространство, необходимое
для выполнения работы при различных
положениях тела, см
Важное эргономическое значение имеет рабочая поза человека (табл. 6.8).
Таблица 6.8. Энергетические затраты на поддержание рабочей позы
Поза |
Количество затрачиваемой энергии, кДж/мин |
Сидя |
1,3 |
На коленях |
2,1 |
На корточках |
2,1 |
Стоя |
2,5 |
Стоя в наклоне более, чем на 15°, и другие неудобные позы |
3,4 |
Работа в неудобных позах (например, характеризующихся необходимостью сильно наклоняться вперед или в стороны; приседать; работать с вытянутыми или высокоподнятыми руками и т. п.) должна быть полностью исключена, в редких случаях она может допускаться на кратковременный период. Рабочая поза «стоя» требует больших энергетических затрат и менее устойчива из-за поднятого центра тяжести, поэтому эта поза приводит к быстрому утомлению (рис. 6.15).
Менее утомительна, а потому более предпочтительна, рабочая поза «сидя», в этом случае резко уменьшается высота центра тяжести над точкой опоры, а следовательно, возрастает устойчивость тела и значительно сокращаются энергетические затраты организма на поддержание такой позы.
|
Рис. 6.15. Схема биомеханического анализа рабочей позы при устойчивой (а и б) и неустойчивой (в и г) положениях: а, в – стоя; б, г – сидя. |
При выборе положения работающего («сидя» и/или «стоя») необходимо учитывать:
физическую тяжесть работ;
размеры рабочей зоны и технологическая необходимость передвижения в ней работающего в процессе выполнения работ;
технологические особенности процесса выполнения работ (требуемая точность действий, характер чередования во времени пассивного наблюдения и физических действий, необходимость ведения записей и др.).
Рабочее место для выполнения работ «стоя» организуется при физической работе средней тяжести и тяжёлой (при работе большой группы мышц), а также при технологически обусловленной величине рабочей зоны, превышающей ее параметры при работе «сидя».
Если технологический процесс не требует постоянного перемещения работающего и физическая тяжесть работ позволяет выполнять их в положении «сидя», в конструкцию рабочего места следует включить рабочее кресло оператора и подставку для ног, а также предусмотреть в конструкции оборудования пространство для размещения ног. Кресло должно соответствовать антропометрическим данным человека и, при необходимости, учитывать поправки на спецодежду и снаряжение. Основные геометрические параметры рабочих кресел стандартизованы. Целесообразно применять кресла с регулируемыми параметрами (высотой, углом наклона спинки), чтобы приспособить их под антропометрические характеристики конкретного человека.
Рабочая зона должна быть организована так, а органы управления должны быть так расположены, чтобы в рабочей позе проекция центра тяжести тела человека была расположена в пределах площади его опоры (рис. 6.15). В противном случае положение тела человека будет неустойчивым и потребует значительных мышечных усилий (т. е. вызовет статические напряжения). Это может привести к заболеваниям опорно-двигательного аппарата (например, искривление позвоночника, плоскостопие), быстрому утомлению, травме.
Ножные и ручные органы управления1 должны соответствовать по прилагаемым усилиям биомеханическим характеристикам человека и в зависимости от частоты их использования располагаться в соответствующих зонах досягаемости. Для органов управления различного типа существуют рекомендации по оптимальным прилагаемым силам.
Организация рабочего места должна обеспечивать сенсорный контроль деятельности и безопасность выполнения трудовых операций. Размещение рабочего места должно обеспечивать необходимый обзор рабочей зоны и контроль отсутствия людей в опасных зонах. Конструкция и расположение средств отображения информации, предупреждающих о возникновении опасных ситуаций, должны обеспечивать безошибочное, достоверное и быстрое восприятие информации.
Устройства визуальной информации оператора информации (средства отображения информации) в зависимости от частоты их использования должны располагаться в соответствующих зонах визуального поля человека. Зоны зрительного наблюдения разделяют на три (рис. 6.16):
в зоне 1 (± 15° от нормальной линии взора в горизонтальной и вертикальной плоскостях) располагают очень часто используемые средства отображения информации, требующие точного и быстрого считывания;
в зоне 2 (± 30°) располагают часто используемые средства отображения информации, требующие менее точного и быстрого считывания;
в зоне 3 (± 60°) – редко используемые средства отображения информации (здесь возможны движения глаз и повороты головы).
Р |
а – в горизонтальной плоскости; б – в вертикальной плоскости Нормальная линия взгляда располагается под углом 15° вниз от горизонтальной линии. Сагиттальная плоскость (от лат. sagitta – стрела) проходит вертикально спереди назад вдоль тела; серединная сагиттальная плоскость делит тело на симметричные половины |
ис. 6.16.
Зоны зрительного наблюдения:
В случае перегрузки зрительного канала или в условиях ограниченной видимости, большой пространственной протяжённости, монотонной деятельности необходимо использовать акустические средства отображения информации.
Цветовая раскраска, размеры органов управления должны соответствовать психофизиологическим и антропометрическим характеристикам человека, освещенности на рабочем месте и другим характеристикам световой среды.
Взаимное расположение и компоновка рабочих мест должны обеспечивать безопасный доступ на рабочее место и возможность быстрой эвакуации в случае опасности.
1 Предпочтительнее управление ручное, причем лучше использовать регуляторы, которые приводятся в движение рукой к себе или от себя. Следует иметь в виду, что движения руки к себе более быстрые, но менее точные; тогда как от себя – более точные, но менее быстрые. Ножные органы управления используют тогда, когда требуются большие усилия и небольшая точность: включение – выключение, грубая регулировка напряжения или тока и т. п.