для достижения максимального эффекта управления , усилия , прилагаемые человеком к регуляторам , должны соответствовать характеру действия регулятора .

По конструкции все регуляторы можно разделить на :

нажимные ( кнопки , клавиши , педали ). Для кнопок : чем реже используется и чем меньше прилагаемое тем меньше диаметр поверхности нажатия – вогнутая , для облегчения фиксации пальца .

движковые ( ручельные ) – это устройства управления простыми переключателями , которые ( как и нажимные ) должны иметь два чётко фиксируемых крайних положения ( нежелательное исключение – трёх позиционные ) .

рычажные – головки тумблеров и качающихся рычагов : должны иметь чётко различимый угол отклонения и размеры ( форму ) головки для захвата пальцами или всей рукой .

вращательные – разнообразные ручки управления с плавным или

дискретным движением рабочего элемента .

Рукоятки управления могут быть тактильными индикаторами , что даёт возможность определять характерные формы рукояток и облегчать или ускорять процесс управления.

Замечание . Большое влияние на точность и темп работы Человека– оператора оказывает степень обученности , натренированности и профессиональной пригодности ; необходимость и желание выполнять поставленную задачу .

Для обеспечения универсальности обслуживания объектов операторами с различными параметрами должен соблюдаться принцип максимальной стабильности характеристик объекта.

Поэтому индикаторы и органы управления группируются на панелях Панели управления (прибора) по их функциональному применению .

Наиболее важные и часто используемые индикаторы и органы управления размещают в оптимальной зоне ;

аварийные – в легкодоступных местах вне оптимальной зоне ;

второстепенные , периодически используемые – вне оптимальной зоны , руководствуясь правилами группировки и взаимосвязи между ними .

Последние правила состоят в следующем :

1. При групповом размещении индикаторов для контрольного считывания :

при наличии в группе шести и более индикаторов – их располагают в виде двух параллельных рядов (вертикальных или горизонтальных ) ;

не делать более пяти – шести разрядов ;

при наличии 25–30 и более индикаторов комплектовать их в 2–3 зрительно различимые группы . Лицевые поверхности индикаторов следует располагать перпендикулярно к линии взора оператора , находящегося в рабочей позе .

2. При размещении органов управления :

органы управления необходимо располагать в зоне досягаемости (Человек–оператор не должен менять рабочую позу , и не требуется перекрещивать руки (ноги ) или закрывать рукой при включении индикатор ). Важные и часто используемые – в зоне лёгкой досягаемости .

органы управления необходимо располагать в последовательности , соответствующей последовательности действий (например, включения (выключения )) , и группироваться таким образом , чтобы действия оператора осуществлялись слева–направо и сверху– вниз .

3. При правильно размещённых органах управления Человек–оператор, работая , не должен думать о предстоящих манипуляциях управления :

расположение функционально одинаковых органов управления должно быть единообразным во всех группах ;

это расположение должно обеспечивать равномерность нагрузки обеих рук и ног Человека–оператора ;

поверхности , на которых располагаются Индикаторы и Органы управления не должны быть монотонными , зоны расположения их должны быть хорошо освещены .

В заключении , некоторые общие требования к органам управления :

1. Размеры их должны соответствовать прилагаемым усилиям .

2. Форма и фактура поверхности должна обеспечивать удобный захват .

3. Цветовое оформление должно быть согласовано с общим цветовым решением объекта . Не следует использовать «накладной» цвет , т.е. краски , применяют материалы соответствующего цвета , химические или гальванические покрытия .

4. Форма не должна затруднять удаление загрязнений .

5. Конструкция должна гарантировать безопасность оператора , например , от поражения электрическим током или травм эффекторов.

Лекция 16. Основы конструирования

Эргономическая отработка конструкций – общие положения

часть процесса художественного конструирования .

Эргономика изучает функциональные возможности человека в процессах труда с целью создания совершенных изделий и оптимальных условий труда.

ГОСТ 16456–70 устанавливает четыре группы комплексных эргономических показателей :–

гигиенические ;

антропометрические ;

физио– и психофизио– логические ;

психологические .

По этим показателям оценивается качество продукции в целом и в частности , конструкции .

• Гигиенические показатели : уровни освещённости ; вентилируемости ; температуры ; влажности ; запыленности и давления воздуха –микроклимат ;механические и физические факторы : напряжённость магнитного и электрического полей ; радиация ; токсичность ; шум и вибрации ; гравитационные перегрузки и ускорения эти показатели предмет Охраны труда и техники безопасности .

Антропометрические показатели определяются соответствием конструкции объекта размерам и форме тела человека , распределению массы его тела .

Эти показатели проверяют сравнением определяющих размеров тела человека при различных рабочих позах с соответствующими размерами изделия . В ряде случаев необходимо учитывать размеры головы и кисти рук человека .

Физиологические и психофизиологические показатели определяются соответствием конструкции объекта следующим возможностям человека :

• силовым ;

• скоростным ;

• энергетическим ;

• зрительным ;

• слуховым ;

• осязательным ;

• обонятельным и вкусовым.

Для проверки этих показателей анализируют :

размеры органов управления , их форму и прилагаемые усилия ;

зоны обзора

1. 30....40

2. 50....60

3. 90

рабочие зоны Человека–оператора при управлении ручными и ножными регуляторами ;

• анализируют характер движений .

Зона обзора : 30....40 соответствует максимальной – разрешающей способности ;

50....60 – чёткому цветному , а 90– черно– белого зрения .

Наиболее удобное расположение индикаторов –по горизонтали 30 ниже линии взора , но не более 30 (вверх) или 40 (вниз) .

При рассмотрении рабочих зон следует иметь в виду , что величина усилия, прилагаемого к Объекту управления , зависит :

• от направления : вверх, вниз , в сторону ;

• высоты расположения : от 300 до 1800 мм ;

• и руки : у большинства людей правая рука сильнее левой в 1,2 раза .

Если Человек–оператор должен часто выполнять переключение , то величины усилий должны быть уменьшены в 2....3 раза .

Во всех случаях усилия больше 150 Н – для рук и более 250Н –для ног при продолжительности нажатия более 3 секунд – УТОМИТЕЛЬНЫ .

Психологические показатели конструкции изделия определяются соответствием закреплённых и вновь формируемых рабочих навыков человека его возможностям по восприятию и переработке информации .

Лекции 17. Основы конструирования

Эргономический анализ и отработка конструкций .

1. В основе эргономической отработки конструкции лежит полная совокупность эргономических параметров , что позволяет найти оптимальное художественно–конструкторское решение .

Эргономическая отработка производится на основе эргономического анализа .

Эргономический анализ применяет разнообразные методы исследования , такие как :

• социологические методы (опрос) ;

• визуальные (органометрические) методы ;

• составление циклограмм работы Человека–оператора с применением хронометража и фотохронометража (фотосъёмка , кино– , видео– граммы ) ;

• электрофизиологические методы .

Виды исследований :

• электроэнцефолография (мозг) ;

• электроокулография (движения глазного яблока ) ;

• электромиография (мышцы) ;

• электрокардиография (сердце) ;

• динамометрия и т.д.

1. Основные этапы эргономической отработки определяются стадиями разработки :

1. на стадии Технического предложения – предварительный эргономический анализ аналогов и прототипов разрабатываемого объекта ( не только лучших , но и заведомо «плохих» ) , а также детальный анализ конкретных условий функционирования объекта и выявления наиболее важных эргономических показателей ;

2. на стадии Эскизного проектирования – поисковый этап эргономического анализа , на котором рассматривают несколько вариантов конструкции объекта ( художественно–конструкторское решение ) ;

3. на стадии Технического проекта – окончательная художественно–конструкторская компоновка объекта с тщательной эргономической отработкой панелей и пультов управления с индикаторами и регуляторами ;

4. на стадии Рабочего проектирования – авторский надзор за реализацией принятых художественно–конструкторских решений .

При эргономическом анализе учитывают следующие основные группы факторов :

1. насколько учтены антропометрические , психофизиологические , биомеханические и гигиенические данные Человека–оператора ;

2. обеспечивает ли рабочее место Человеку–оператору простую и естественную позу , достаточное рабочее пространство , возможность смены рабочей позы (например, сидя–стоя ) , удобный обзор всех функционально важных узлов и элементов объекта , условий для оперативного обслуживания и профилактики ;

3. создаёт ли цветовое решение объекта положительные эмоции у Человека–оператора и компенсирует ли неблагоприятные воздействия трудового процесса ;

4. является ли информация , поступающая к Человеку–оператору, наглядной и соответствующей сложившимся у него представлениям и стереотипам действий .

Часто при Эргономическом анализе применяют контрольные карты , содержащие перечень вопросов по этим группам факторов , влияющих на трудовой процесс.

: Пример д , смотри Варламов Р. Г. , Струнов О. Д. «Элементы Художественного конструирования и Теория Эргономики» М : 1980 год , стр. 39...40 .

При эргономическом анализе необходимо учитывать :

1. климатические условия местности ;

2. микроклимат помещения и его интерьер ;

3. требуемый ритм работы оператора , частоту выполнения и точность рабочих операций ;

4. характеристику основных ( типовых ) поисковых маршрутов оператора , необходимость и возможность смены рабочей позы , взаимодействие с другими операторами .

На основании этого необходимо :

1. провести анализ габаритов объекта ;

2. определить оперативные рабочие зоны и границы рабочего места в целом и установить их соответствие антропометрическим данным ;

3. определить объём и качество оперативной информации , представляемой на панелях объекта , и проанализировать их соответствие психофизиологическим возможностям Человека–оператора ;

4. определить состав органов управления и проанализировать их с точки зрения хиротехники . Хиротехника – отрасль эргономики , которая занимается разработкой наиболее рациональной формы рукояток управления ( или ручного инструмента ) ;

5. проанализировать взаимодействие сенсорных и моторных зон : логику соответствия Органов управления и Индикаторов ;

6. проанализировать соответствие типовых оперативных маршрутов биомеханическим требованиям .

Результаты Эргономического анализа дают возможность обеспечить :

1. равномерное распределение психофизиологических нагрузок на Человека– оператора :

2. естественность , плавность и последовательность рабочих операций.

1. Оценка результатов принятого художественно– конструкторского решения .

Для объективной оценки выполнения эксплуатационных , компоновочных , эстетических ( в т.ч. социально–экономических и эргономических ) , конструктивно–технологических требований применяют специальные методики .

Например , такие как :

Групповые или экспертные методы оценки (баллы: 0...1–плохо; 1...2–удовлетворительно; 2...3–хорошо; 3...4–отлично ) . Можно применять, когда есть квалифицированная группа экспертов , но тем не менее оценка «субъективная» .

Метод неполных интегральных аналогов . Более объективен , т.к. он использует теорию инвариантов , критерии оценки и критериальные уравнения ..... Системный анализ .

Эргономический анализ тесно связан с анализом эстетическим: к примеру, создание цветового климата в интерьере и цветовое решение оборудования – должны рассматриваться не только с позиций красоты и гармонии , но в аспектах создания определённого эмоционального настроя Человека–оператора и закономерностей его зрительного восприятия .

Согласно методике РД–50–149–79 для оценки художественно–конструкторского решения применяют показатели :

1. Информационная выразительность характеризует способность объекта отражать в своей форме действующие в обществе эстетические представления и культурные нормы , такие как , например : оригинальность ( отличие от аналогов ) ; стилевое соответствие (устойчивые признаки формы соответствующие определённому периоду ) ; соответствия моде ( внешний вид , соответствие временно господствующим эстетическим вкусам ) ; рациональность формы (соответствие назначению , конструкции , технологии изготовления и применяемым материалам ) .

2. Целостность композиции характеризует гармоническое единство частей и целого , органическую взаимосвязь элементов формы объекта и его согласованность с формой окружающих объектов .

3. Совершенство производственного исполнения и стабильность товарного вида характеризуются чистотой выполнения контуров , округлений и сочленений элементов , тщательность нанесения покрытий и отделки поверхностей , чёткость исполнения фирменных знаков и указателей , комплекта Эскизно–технологической документации и информационных ( рекламных ) материалов , устойчивость к повреждениям .

Можно сказать , что внешние поверхности объекта , их отделка и окраска являются основными элементами , создающими его эстетическое восприятие. При художественно–конструкторской отработке этих элементов необходимо выполнять следующие требования :

к форме

1. внешние очертания объекта должны быть простыми и строгими :

например, единство формы и содержания для внешних рабочих органов ; предпочтительная форма – , ; острые углы скругляются, но большой радиус скругления визуально «утяжеляет» конструкцию .

Простая форма облегчает удаление загрязнений .

1. пропорции отдельных частей обеспечивают выделением в конструкции вертикальных или горизонтальных линий . При этом учитывают : вертикальные линии делают объект визуально «выше», а горизонтальные «ниже» .

1. форма объекта в целом должна быть гармонически увязана с формой пультов управления .

1. элементы внешней поверхности объекта : петли и ручки крышек (люков , дверей ) , крышки и кожухи для подвижных частей не надо выделять на фоне наружной поверхности . Петли и ручки должны быть тщательно обработаны .

к отделке и окраске

1. окраска объекта должна соответствовать его конструкции , и не совпадать с окраской помещения ( или окружающей среды ) ;

2. пёстрая окраска вносит впечатление беспорядочности и «дробности» конструкции ;

3. тёмная окраска создаёт впечатление тяжести и грязи , светлые – впечатление лёгкости : тёмные – только для окраски фундаментов и несущих конструкций ;

4. травмоопасные детали и части изделий окрашивают в яркие , предупреждающие цвета ; для движущихся элементов оборудования (столы , салазки ) , подвижных объектов следует применять «растигровку» , которая активизирует окружающих ;

5. органы управления окрашивают в яркие , хорошо различимые цвета ;

6. внутренние поверхности корпусных деталей окрашивают для облегчения сборки в светлые цвета ; дверей , люков , откидных панелей – в яркие цвета , чтобы они отчётливо выделялись в открытом положении ;

7. объекты , излучающие тепло , окрашивают в серебренный или голубой цвета .

На восприятие формы и цвета значительно влияет освещение .