Уфимский ГосударственныйАвиационный технический университет
Кафедрабезопасности жизнедеятельности
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Оценка органов управленияоборудования
УФА-2001
Оценка органов управления.
Изучение функциональных возможностей человека втрудовых процессах выявляет возможности и закономерности создания оптимальныхусловий для высокопроизводительного труда и обеспечения необходимых удобств,содействующих развитию способностей работника.
Проблемы,которые возникают в сложных системах управления класса «человек-машина» являются предметом изучения инженерной психологии, которая тесносвязана с физиологией, кибернетикой и другими науками. Инженерная психологияизучает орудия труда и технологические процессы для выяснения требований,предъявляемых конструкциям инструментов, машин, машин, приборов к особенностямпроизводственных операций к психическим особенностям человека. Занимается проблемами целесообразного распределения исогласования функций человека и машины, взаимодействия людей в системеуправления, исследует факторы, определяющие надежность, точность и стабильностьдеятельности оператора, анализирует процессы восприятия информациичеловеком.
К органам управления относятсяустройства, с помощью которых человек управляет другими объектами.Исполнительные действия осуществляются посредством кнопок, клавиш, тумблеров,переключателей и др. При оценке органов управления необходимо учитывать рядфакторов. Влияющих на скорость и точность выполнения операций, а именно:размер, форму, цвет, направление движения, амплитуду движения, сопротивление,частоту использования, отношение величины перемещения органа управления к величинеперемещения указателя индикатора, расположение.
Органы управления должнысоответствовать следующим требованиям:
1. Количествоорганов управления должно быть минимальным, но достаточным для эффективноговыполнения задач, поставленных перед оператором;
2. Усилия,затрачиваемые на включение органа управления,должны быть такими, чтобы исключалось срабатывание данного органа управления отприкосновения к нему, от вибрации и других случайных причин;
3. Размерыи форма управления должны соответствовать антропометрическим данным человека;
4. Органыуправления должны быть ясно и понятно обозначены, все они должны быть снабженычеткими надписями, указывающими их назначение, включенное или выключенноеположение. Краткие надписи, символы или цифры, указывающие назначение органовуправления, целесообразно наносить непосредственно на них.
Оценка отдельных органов управления. Выключатели и переключатели типа“Тумблер” применяются для осуществления операций быстрого включения-выключенияи переключения электрических цепей при необходимости зрительного контроля положенияпереключателей.
Оценка тумблеров производится по назначению, количеству, расположению,длине (мм) приводного элемента (ПЭ), сопротивлению (Н), перемещению ПЭ,минимальному диаметру a(мм) ПЭ, усилению (Н), необходимому для перемещения ПЭ, частоте обращения.
Размеры приводного элемента в зависимости от значения прилагаемых усилийприведены в таблице 1.
При размещении тумблеров на панели управления в ряд расстояние lмежду осевыми линиями приводныхэлементов должно быть не менее 19мм, при рабор 5 менее 35 мм.
Если приводные элементы перекидываются в противоположных направлениях, ихконцы должны быть удалены друг от друга на расстояние не менее 19 мм.
Расстояние между осевыми линиями тумблеров и другими элементамиуправления лицевой панели должно быть не менее 25 мм.
Выключатели и переключатели клавишные и кнопочныеприменяются для осуществленияоперации быстрого включения и выключения, для выбора нужного параметра набора иввода команд управления.
Оценка кнопок производится по назначению, размерам и форме, цвету,расстоянию между отдельными кнопками и их группами, усилиям, прилагаемым припереключении.
При оценке кнопок необходимо учитывать определенные требования. Нажимныекнопки, управляемые одним пальцем, должны иметь круглое или квадратное сечение.Кнопки, предназначенные для нажатия разными пальцами должны быть по форме ближек квадрату, чем к кругу, чтобы предупредить проскальзывание пальцев междукнопками, т.е. должны походить на клавиши рояля. Вогнутая форма поверхностиклавиш позволяет немедленно фиксировать положение пальца.
В случае применения кнопочных и клавишных переключателей при освещенностименее 300 лк и частоте нажатия более 50 раз в минуту размер приводных элементови расстояние между ними увеличивают в 1,5-3 раза, при этом максимальнодопустимое нажатие должно быть не более 0,6 Н.
Размеры приводных элементов кнопочных и клавишных выключателей и переключателейв зависимости от прилагаемых усилий приведены в таблице 2.
Выключатели и переключатели поворотные применяются для операций включения –выключения, последовательного переключения и для плавного непрерывного или ступенчатого(дискретного) регулирования.
Оценка переключателей производится по назначению, форме, количествуположений и углу поворота, размерам, расстоянию между переключателями, усилиемпри одном переключении.
Размеры приводного элемента поворотных выключателей и переключателейвыбираются в зависимости от величины прилагаемых усилий и приведены втаблице 3.
Для выполнения особо точных операций настройки, регулировки допускаетсявыбирать диаметр приводного элемента равным 2-4 диаметрам, указанным в таблице3.
При размещении выключателей и переключателей на панели минимальноерасстояние между приводными элементами (их наиболее близкими точками) должнобыть не менее 20 мм при работе одной рукой и 70 мм при работе двумя руками. Приработе в перчатках минимальное расстояние между приводными элементами должнобыть не менее 25 мм.
Приводной элемент выключателя(переключателя) – часть выключателя (переключателя), посредством которогопроизводится приведение в действие подвижной системы.
Если используются педали, то при оценке их учитывают форму,расстояние между ними, наклон педали, частоту обращения, расстояние от рабочегодо педали, возможность регулирования, затрачиваемые усилия, величину смещения.
Предпочтительное расстояние между педалями 150 мм. Когда ноге приходитсяперемещаться с одной педали на другую, между педалями следует предусматриватьдостаточный зазор во избежание случайного защемления ноги или одновременногонажатия на обе педали. При перемещении педали её плоскость должна всё времябыть как можно ближе к перпендикуляру относительно естественной траекториидвижения ступни оператора, чтобы человекбыл в состоянии приложить максимальные усилия. Частота обращения зависит отназначения органа управления в системе. Для часто приводимой в действие ножной педали в целях сниженияусталости оператора рекомендуется сила нажатия ноги, равная приблизительно 2кг; при нечастом нажиме на ножные педали и их ходе не более 250 мм усилиеобычно принимается равным 25-30 кг.
В случае использования маховиков управления и штурвалов форма иразмер рукояток вращения маховиков должны обеспечивать максимальное удобство ихзахвата и надежного удержания в процессе управления. Предпочтение отдаётся рукояткам удлиненных форм(цилиндрической, веретёнообразной, грушевидной и др.) с плавными, округлымиобводами и тщательно обработанной гладкой или рифленой поверхностью.
Ось вращения маховика управления и штурвала при вращении его двумя рукамисидя следует располагать в плоскости симметрии сидения с отклонениями не более50 мм.
Маховик, вращаемый одной рукой, устанавливается против (на стороне)соответственно действующей (правой или левой) руки.
Маховики (за исключением рулевых маховиков и штурвалов) должны иметьхорошо видимые надписи, обозначающие их назначение, а также указателиположения, направления перемещения и его следствия помещаемые какнепосредственно на маховиках, так и рядом с ними. Основные размеры маховиковуправления и штурвалов приведены в таблице 4.
Усилия, необходимые для вращения маховиков и штурвалов, приведено втаблице 5.
Плоскость вращения маховика, не имеющего рукоятки и штурвала, должнанаходиться при вращении двумя руками: сидя — перпендикулярно продольнойплоскости симметрии сидения и под углом от 40 до 90°кгоризонтали, стоя – под углом от 0 до 90°к горизонтали с осью вращения всагиттальной плоскости тела оператора.
Интервал между ободами и другими деталями соседних маховиков,расположенных в одной плоскости должен быть не менее 50 мм при вращении однойрукой последовательно или в случайном порядке; 100 мм при вращении двумя рукамиодновременно; 130 мм при работе в рукавицах или в перчатках.
Орган управления, как правило, подписывают прописными буквами. Всенадписи должны быть краткими и состоять из одного или двух слов, сокращениеслов допускается только в том случае, если при этом не искажается их смысл.Надписи должны располагаться единообразно: под каждым обозначенным элементомили над ним. Они должны быть расположены так, чтобы их можно было читать слеванаправо (а не сверху вниз). Каждый объект должен использоваться дляобозначения только одной функции.
Высота букв и других символов на панелях, находящихся непосредственноперед рабочим, должна быть не менее 3-4 мм. Отношение высоты знака к его ширинедолжно составлять 3:2. Рекомендуемые размеры букв в надписях приведены втаблице 6.
Рекомендуемая ширина штриха букв указана в таблице 7. Ширина штрихачерных цифр и букв на белом фоне должна составлять около 1/6 высоты. Ширинаштриха белых букв и цифр на чёрном фоне должна составлять около 1/7 – 1/8 ихвысоты.
Таблица 1.
Сопротивление перемещению ПЭ, Н
Длина ПЭ, мм
Мерительного инструмента минимальный диаметр a, мм
Усилие, необходимое для перемещения, ПЭ, Н
Примечание
До 2,0
2,0-3,0
3,0-5,0
5,0-7,0
7,0-10,0
10,0-15,0
15,0-20,0
20,0-25,0
10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-56
3,8
8-15
2,0
3,0-2,0
3,3-2,5
3,5-2,8
4,0-3,3
5,0-4,2
5,7-5,0
6,2-5,0
Тумблеры широкого применения (частота переключения не более 10 раз в минуту)
Тумблеры специального применения (частота переключения не более 1 раза в минуту)
Примечание. При сопротивлении переключению, превышающем 2,5 Н, следует применятьвыключатели и переключатели типа “Рычаг”.
Таблица 2
Приводной элемент ПЭ
Усилие нажатия, Н
Минимальные размеры ПЭ, мм
Мерительного инструментанимальное расстояние между центрами ПЭ l, мм
Рабочий ход ПЭ m, мм
Применение
Примечание
axb
b
Кнопка под указательный палец
Кнопка под большой палец
Кнопка под ладонь
Клавиши
До 1
1-2
2-4
4-8
8-20
20-35
10-50
до 2,5
2,5-4,0
4-6
6-16
10х15
12х7
18х8
20х12
-
-
-
10
15
18
18-20
3-5
10
12
15
30
30
50
-
-
-
-
10
15
15-18
18-20
30
30
150
18-25
18-25
До 2
2-3
3-5
4-6
3-8
5-8
5-10
3-5
4-6
4-6
5-10
Микроэлектронная аппаратура
Панели и пульты управления электроустановок радио- и электроаппаратуры
Кнопка сброса, аварийная кнопка, аппаратура, работающая в условиях переменных механических нагрузок
Применение в особых случаях
Панели и пульты управления
Электроустановки радио- и электронной аппаратуры
Частота нажатия не более 2 раз в минуту
Частота нажатия не более 10 раз в минуту
Частота нажатия не более 5 раз в минуту
Частота нажатия не более 3 раз в минуту
Частота нажатия не более 10 раз в минуту Частота нажатия не более 1 раз в минуту
Примечание. Кнопки для микроэлектронной аппаратуры при l=10 мм не допускается располагатьболее двух в ряд.
Таблица 3
Сопротивление перемещению на оси переключателя, Н
Размеры приводного элемента, мм
Усилие, необходимое для перемещения ПЭ, Н
I тип
II и IV типы
III тип
L
B
H
D
H
d
h
До 0,5
0,5-1,0
1,0-1,5
1,5-2,0
2,0-2,5
2,5-4,0
4,5-5,0
5,0-10,0
10,0-15,0
15,0-20,0
20,0-50,0
50,0-100,0
до 2,0
2,0-3,0
3,0-5,0
5,0-10,0
10,0-15,0
15,0-30,0
50,0-50,0
50,0-100,0
20
25
30
35
40
45
55
90
2-3
3-4
3-5
3-5
5-8
5-10
8-12
12-15
10
12
12
15
15-18
20
25
40
50
60
70
75
80-100
100-120
38
40
45
45
55
55
6
10
15
20
40
50
12
13
13
15
25
25
1,6
2,0
2,0
2,0
1,2
1,6
1,6
3,3
4,2
5,3*
10,0**
16,6***
2,0
2,4
3,3
5,7
7,5
13,3*
18,1**
22,2***
* Частотапереключения не более пяти раз в минуту.
** Частотапереключения не более двух раз в минуту.
*** Частотапереключения не более одного раза в минуту.
Таблица 4
Способ вращения
Размеры, мм
Обод
Рукоятка
Диаметр наибольший
Поперечное сечение
Длина
Диаметр наибольший
Предельное значение
Оптимальное значение
Предельное значение
Оптимальное значение
Предельное значение
Оптимальное значение
Предельное значение
Оптимальное значение
Двумя руками за обод
140-1000
350-400*
10-40
25-30
Одной рукой за обод
50-140
75-80
10-25
15-20
Кистью за рукоятки
150-400
250-300
75-150
100-120
15-35
25-30
Пальцами за рукоятки
50-200
75-100
30-75
40-50
10-20
15-18
Примечание *Для штурвалов приведены оптимальные размеры, вместо диаметра — расстояние междурукоятками.Таблица 5
Способ вращения
Характер и частота использования
Быстрое вращение точной установки
Более пяти раз за смену
Менее пяти раз за смену
Маховики с рукояткой
Маховики без рукоятки и штурвалы
Маховики без рукоятки и штурвалы
Кистью и пальцами
1
Кистью и предплечьем
2
3
6
Всей рукой
4
4
15
Двумя руками
6
25
Таблица 6
Расстояние до глаз, м
Размеры букв или цифр, мм
Важные надписи
Обычные надписи
0,7
1,0
2,0
6,0
2,5-5,0
3,3-6,6
6,6-12,0
22,0-43,0
1,2-4,0
1,5-4,5
3,3-10,0
11,0-33,0
Таблица 7
Расстояние до глаз, м
Ширина штриха буквы, мм (черные на белом)
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
0,5
0,8
1,1
1,4
1,7
2,0
Оценкаорганов управления фрезерно-копировального станка ФК-300.
В данном типе оборудования применяютсяпереключатели для настройки подач, частоты вращения фрезы, которые расположенына панели управления станка, имеется кнопка выключения станка. Все эти элементыдолжны отвечать требованиям инженернойпсихологии и создавать максимально удобные условия труда и наибольшую производительность.
130
50
10 Рис. Фрагмент панели управленияфрезерно-копировального
станка ФК-300.
Наданной панели управления переключатели расположены в ряд. Поэтому на основаниитребований к такого рода приводным элементам минимальное расстояние между этимиэлементами (их наиболее близкими точками) должно быть не менее 20 мм (примем 30мм). С учётом этой величины и размеров самого переключателя расстояние Lмежду осями вращения переключателейбудет равно:
L=30+Rпер1+Rпер2=30+50+50=130мм; ( )
где Rпер1,Rпер2 — радиусыпереключателей, мм
Орган управления подписывается прописнымибуквами, надписи краткие и состоят изодного или двух слов: «подача», «частота вращения».Надписи располагаются единообразно надкаждым обозначенным элементом и читаются слева направо.
Высота букв равна 6,6 мм, ширина буквравна 0,5 мм (см табл. 6,7). Ширинаштриха Н рассчитывается по формуле:
Н =(0,14...0,3)В=0,3*6,6=1,98=2 мм ; ( )
где В — высота буквы, мм.
Для отключения станкапредусмотрена красная кнопка под всю ладонь диаметром 55 мм.
Ø55
рис. Кнопкавыключения станка.
Выполнение данных норм расстояний иразмеров, позволяет наиболее полно использовать функциональные ипсихические возможности человека,создаёт условия для высокопроизводительного труда.
Надписи содержатнеобходимую и достаточную информацию для рабочего, их размеры и шрифтоптимальны для восприятия человеком. Органы управления ясно и понятно обозначают положение и состояние управляемого объекта.
Количество органовуправления минимально, но достаточно для эффективного выполненияпроизводственных задач, усилия, затрачиваемые на включение органа управления исключаютсрабатывание данного органа управления от прикосновения к нему, от вибрации идругих случайных причин;