Лекции / Erg&Dis-r

19

работы; соответствие движений стрелок индикаторов направлению движения частей машин и ОУ.

5.Проверяется соблюдение принципов функциональной значимости, частоты и последовательности использования при компоновке индикаторов и ОУ.

6.Определяется форма связи между операторами, необходимость и возможность связи между ними с помощью приборов.

О ц е н к а д о с т у п н о с т и ч а с т е й м а ш и н ы п р и э к с п л у а т а ц и и и р е м о н т е

1.Оценивается возможность доступа к отдельным узлам и механизмам при техническом обслуживании и ремонте, к местам смазки; возможность использования устройств автоматизированной

имеханизированной смазки.

2.Выявляется наличие на поверхности машины острых граней

ивыступов, которые могут привести к травмированию; возможность их удаления.

3.Проверяется выявление цветом особо опасных частей машин и безопасность доступа к ним.

О ц е н к а в р е д н о с т и ф а к т о р о в , в о з н и к а ю - щ и х в п р о ц е с с е р а б о т ы и з д е л и я

1.Устанавливается выделение пыли, газа; выявляется возможность их своевременного удаления.

2.Измеряется количество выделяемого тепла (холода); оцениваются меры защиты человека от их влияния.

3.Замеряются вибрации и шум, возникающие в процессе работы изделия; оцениваются меры защиты человека от их влияния.

20

4. Выясняются возможности повреждения кожи в процессе работы и оцениваются меры его предотвращения.

Э р г о н о м и ч е с к и е и с с л е д о в а н и я п р о и з в о д с т -

ве н н о й с р е д ы

1.Исследуются микроклиматические условия на рабочем месте: температура, скорость движения и влажность воздуха, загрязнение воздуха пылью, газом, вредными веществами.

2.Оценивается освещенность рабочего места и типа освещения (естественное, искусственное, смешанное; его сила, направленность, равномерность, отсутствие слепящего эффекта).

3.Выявляется необходимость дополнительного освещения отдельных узлов машины и участков рабочего места.

4.Замеряется уровень, спектр характер шума; направление, амплитуда и частота вибраций.

5.Оценивается обзор из кабины, цветоклимат, характер покрытия пола, планировка кабины и размещение вспомогательного оборудования в ней.

О с н о в н ы е к р и т е р и и " ч е л о в е ч е с к о г о ф а к т о р а " Узловыми вопросами эргономики, непосредственно связанными с художественным конструированием, являются зрительное вос-

приятие, антропометрические данные и биомеханика (моторика) человека.

При учете особенностей зрительного восприятия следует помнить, что поле зрения человека имеет форму неправильного овала и, в зависимости от четкости восприятия, делится на 4 зоны:

21

-зона центрального зрения – (конический угол 1.5º – 3 º), в ее пределах восприятие наиболее четкое;

-зона мгновенного зрения – ( до 18º), в этой зоне возможно лишь кратковременное четкое восприятие;

-зона эффективной видимости – ( до 30º), поле наилучшего зрения, в пределах которого восприятие четкое при надлежащем внимании;

-предельное поле зрения – (углы в горизонтальной плоскости направо и налево – до 70º; вниз – 65º; вверх – 45º) – характеризуется возможным нечетким восприятием объектов при неподвижном состоянии глаз.

Следует учитывать основные закономерности зрительного восприятия:

− чувствительность глаза в поле зрения уменьшается от центра поля к периферии;

− центральными участками сетчатки глаза осуществляется хроматическое (цветное) зрение, а периферическими – ахроматическое (бесцветное).

− в поле зрения разные цвета воспринимаются в различных пределах: желтый и голубой – наиболее широко; красный и зеленый – наиболее узко;

− на большом расстоянии лучше всего воспринимается белый цвет на черном фоне, очень плохо – синий.

Особенности строения тела человека (антропометрия) – рост, размер и пропорции отдельных частей тела, вес – имеют большое значение при проектировании рабочих механизмов, органов управ-

22

ления, определении зон досягаемости. Для создания наилучших условий труда оператора антропометрические данные из специальных таблиц следует выбирать в пределах возможных отклонений показателей от средних величин. Например, минимум свободного пространства (в кабине) следует определять по максимальным антропометрическим размерам, а зоны досягаемости – по минимальным.

Следует учитывать особенности моторики человека – вопросы структуры и деятельности двигательного аппарата человека. При проектировании моторного поля нужно принимать во внимание силу и выносливость мышц, размах (амплитуду) движений, их быстроту, точность и др. Мышечная сила, которую человеку приходится развивать в трудовом процессе, должна составлять не более 1/3 от максимальной. Максимальные усилия допускаются только кратковременно.

Быстрота движений характеризуется их частотой. С увеличением продолжительности работы частота снижается. Рабочая частота обычно должна быть на 30-40% ниже максимальной.

Наибольшая точность движений достигается в горизонтальной плоскости в зоне, расположенной на расстоянии 15 – 35 см от средней линии тела при амплитуде движений в локтевом суставе 50…60º. В положении сидя точность движений выше, чем в положении стоя. Пространственная точность движений при небольших отягощениях руки (до 25% максимального груза) повышается, а при значительных – снижается. Поэтому для органов управления, требующих большой точности движений, необходимо подбирать соответствующие сопротивление и вес.

23

Требования эргономики к изделию машиностроения

Рассмотрим ключевые моменты требований эргономики, которые необходимо учитывать при проектировании новых изделий техники и производства. Сюда относятся вопросы, связанные с проектированием органов управления, органов контроля и индикации, их компоновкой, а также общей организацией рабочего места.

Рекомендации по проектированию органов управления ( ОУ )

−ОУ должны быть простыми для манипулирования ими;

−иметь хорошую досягаемость и видимость для оператора;

−иметь согласованность движения с ориентацией оператора;

−размещение ОУ должно исключать взаимные помехи при управлении;

−способствовать оптимальности прилагаемого усилия;

−обеспечивать наибольшую надежность работы ОУ даже при самых неожиданных направлениях движения;

−исключать возможность самовключения;

−иметь минимальный "холостой ход";

−иметь ограниченную скорость вращения маховичков и рукояток для предотвращения травмирования при автоматическом и ускоренном ходе;

Для облегчения управления, уменьшения ошибок и времени поиска нужного ОУ их рекомендуется кодировать формой, размером, способом выполнения действия, цветом, этикетированием. Наиболее эффективно кодирование цветом, среди которых рекомендуется применять пять цветов: красный (для отключающих ОУ), оранжевый, желтый, зеленый (для включающих ОУ), синий.

24

Ручные ОУ применяются при точном и быстром регулировании, не требующем большого и продолжительного усилия. Предпочтительно использовать ОУ, приводимые в действие одной рукой. Они подразделяются на следующие виды:

Рычаги – применяются для быстрого движения и переключения при коротком ходе, средних и больших усилиях. Вертикальный рычаг предпочтительнее горизонтального. Движение рычага "к себе" точнее, чем "от себя", "вверх-вниз" – точнее, чем "вправо-влево".

Штурвалы – применяются для точной установки при малом числе оборотов и средней нагрузке. Для обеспечения большей скорости вращения рекомендуется устанавливать штурвал так, чтобы его ось составляла 60º с фронтальной плоскостью оператора; а для передачи большого крутящего момента – параллельно ей.

Вращающиеся кнопки и головки – используются для быстрого включения и переключения вращением при небольших усилиях пальцев; требуют небольшого пространства для размещения. Оптимальное расстояние между головками – 20-30 мм; диаметр – 3575 мм. Рекомендуется четное число выемок для пальцев (лучше – 6) по окружности головки.

Рычажные выключатели (тумблеры) – применяют для быстрого переключения, включения и выключения, а также при близком расположении ОУ. При групповой установке рекомендуется размещать тумблеры горизонтальными рядами.

Нажимные кнопки – используют для быстрого включения и выключения при небольших усилиях пальцев. Оптимальное расположение – на уровне локтя сидящего человека, угол наклона пульта

25

–15º; наиболее удобны четырехугольные кнопки с закругленными углами и неглубокими выемками для фиксации пальца.

Ножные ОУ – в основном, педали, применяются при небольшой точности регулировки и при необходимости больших усилий; используются обычно для включения и выключения. Размеры длительно используемых педалей имеют большую длину (280-300 мм), кратковременно – меньшую (75 мм) при ширине – 85 мм. Расстояние педалей от "оси" оператора не должно превышать 100 мм; они должны располагаться симметрично, с расстоянием между их осями

–200…400 мм; свободный ход – до 150 мм.

Рекомендации по проектированию органов индикации ( ОИ )

Проектирование ОИ зависит от характера восприятия информации, подаваемой индикатором (зрительная, звуковая).

Зрительная индикация.

Для количественной информации могут применяться все виды зрительных индикаторов, но лучшим является счетчик. Больше ошибок наблюдается при использовании приборов со шкалой. Для контрольной информации рекомендуется применять приборы с подвижной шкалой и неподвижной стрелкой; для качественной информации – с неподвижной шкалой и подвижной стрелкой. Если время взгляда на шкалу менее 0.5 с. – лучше читается подвижная шкала; более – неподвижная.

Скорость и безошибочность считывания показаний зависит от формы и длины шкалы (для коротких шкал предпочтительнее прямолинейные шкалы, для длинных – круговые, полукруговые).

26

Наиболее важная информация должна отражаться на шкалах диаметром 120-130 мм, менее важная – 70-80 мм, у приборов общего назначения диаметр шкалы не должен быть менее 25 мм.

На шкалах рекомендуется выделять цветом зоны работы: нормальную – зеленым/голубым, критическую – красным. Увеличение измеряемой величины должно соответствовать движению стрелки вверх (вправо). Шкалы и стрелки одной панели должны быть однотипными.

Звуковая индикация.

При контрольной информации типа "Да/Нет" используется предупредительная и аварийная сигнализация: сирена, гонг, звонок. Для привлечения внимания следует модулировать сигнал (трели, биения).

При передаче качественной информации сигналы должны быть логичными и простыми. Лучше варьировать один и тот же сигнал, меняя его интенсивность; не делать длительные интервалы между звуками.

Компоновка индикаторов и ОУ.

При компоновке необходимо учитывать следующие принципы: 1 – функциональной организации – индикаторы и ОУ должны

компоноваться по функциям.

2 – значимости – группировать в зависимости от их важности для определенной группы операций.

3 – оптимального расположения – учитывать особенности прибора (точность считывания, скорость восприятия, удобство манипулирования ОУ).

4 – последовательного использования – учитывать последовательность операций при размещении приборов и ОУ.

27

5 – частоты использования – наиболее часто применяемые элементы следует помещать в удобных местах.

Приборы необходимо размещать под углом 90º к зрительной линии оператора, с учетом особенностей пространственного восприятия, в пределах зоны эффективной видимости, с учетом особенностей двигательного аппарата человека (для ОУ). При необходимости поместить несколько групп приборов, одинаковых по размерам, но измеряющих разные параметры, на одной панели, целесообразно дать разные цвета для шкал, стрелок, оцифровки.

Рекомендации по организации рабочего места

Для определения размеров (оптимальных и полных) рабочего места основополагающими являются размеры поля зрения, зон досягаемости рук и ног оператора. Следует определить рабочие зоны для рук и ног, рабочей позы (стоя, сидя) с учетом особенностей выполняемых операций, прикладываемого усилия, подвижности во время работы.

Краткие сведения по бионике

Бионика – возникла на стыке кибернетики, биофизики, биохимии, инженерной психологии, космической биологии и других; это наука об использовании в технике и архитектуре знаний о конструкциях и формах, принципах и технологических процессах живой природы. Основу бионики составляют исследования по моделированию различных живых систем. Биологическое моделирование значительно сложнее моделирования, осуществляемого в других науках. Модели бионики – это динамические структуры, их создание требует специальных уточняющих исследований на живом материале.

28

Изучение природы (растений, животных) раскрывает совершенство естественных форм, возникших и отобранных в ходе эволюции.

Существует много примеров из архитектуры и техники использования в качестве образца форм живой природы. Например, ствол дерева (стебель растения) послужил прототипом колонны, прочно заделанной в грунт со всеми свойственными такой конструкции деформациями и напряжениями от ветровых нагрузок. Использование форм раковин морских моллюсков позволило создать достаточно прочные архитектурные оболочки.

Изучение форм природы имеет важное значение не только с технической, инженерной точки зрения, но и с эстетической. Изучение вопросов пропорциональности и гармоничности строения форм природы способствует созданию эстетически полноценных изделий промышленного производства, дает научное обоснование законам гармонии.

Отметим основные направления в бионических исследованиях:

– исследование строения живых организмов для создания прочных, аэро- (гидро-) динамичных сооружений; – исследование принципов функционирования живых систем (адаптация, самоорганизация, самонастройка в условиях изменяющейся внешней среды; компенсация нарушенных функций и т.д.), которые будут полезны при создании технических устройств обработки информации; – исследования, направленные на создание различных датчиков на основе рецепторных органов животных; – исследования, направленные на раскрытие принципов распознавания образов, ориентации и навигации; – разработка методов, обеспечивающих оптимальное взаимодействие человека и объектов техники.