Оценка органов управления оборудования

Уфимский Государственный Авиационный технический университет

Кафедра безопасности жизнедеятельности

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Оценка органов управления оборудования

УФА-2001

Оценка органов управления.

          Изучение  функциональных возможностей человека в трудовых процессах выявляет возможности и закономерности создания оптимальных условий 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 тесно связана с физиологией, кибернетикой и другими науками. Инженерная психология изучает орудия труда и технологические процессы для выяснения требований, предъявляемых конструкциям инструментов, машин, машин, приборов к особенностям производственных операций к психическим особенностям человека. Занимается  проблемами целесообразного распределения и согласования функций человека и машины, взаимодействия людей в системе управления, исследует факторы, определяющие надежность, точность и стабильность деятельности оператора, анализирует процессы восприятия информации человеком.     

          К органам управления относятся устройства, с помощью которых человек управляет другими объектами. Исполнительные действия осуществляются посредством кнопок, клавиш, тумблеров, переключателей и др. При оценке органов управления необходимо учитывать ряд факторов. 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 величине перемещения указателя индикатора, расположение.

          Органы управления должны соответствовать следующим требованиям:

1.     Количество органов управления должно быть минимальным, но достаточным для эффективного выполнения задач, поставленных перед оператором;

2.     Усилия, затрачиваемые на  включение органа управления, должны быть такими, чтобы исключалось срабатывание данного органа управления от прикосновения к нему, от вибрации и других случайных причин;

3.     Размеры и форма управления должны соответствовать антропометрическим данным человека;

4.     Органы управления должны быть ясно и понятно обозначены, все они должны быть снабжены четкими надписями, указывающими их назначение, включенное или выключенное положение. Краткие надписи, символы или цифры, указывающие назначение органов управления, целесообразно наносить непосредственно на них.

Оценка отдельных органов управления. Выключатели и переключатели типа “Тумблер” применяются для осуществления операций быстрого включения-выключения и переключения электрических цепей при необходимости зрительного контроля положения переключателей.

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 усилий приведены в таблице 1.

При размещении тумблеров на панели управления в ряд расстояние l между осевыми линиями приводных элементов должно быть не менее 19мм, при рабор                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               5 менее 35 мм.

Если приводные элементы перекидываются в противоположных направлениях, их концы должны быть удалены друг от друга на расстояние не менее 19 мм.

Расстояние между осевыми линиями тумблеров и другими элементами управления лицевой панели должно быть не менее 25 мм.

Выключатели и переключатели клавишные и кнопочные применяются для осуществления операции быстрого включения и выключения, для выбора нужного параметра набора и ввода команд управления.

Оценка кнопок производится по назначению, размерам и форме, цвету, расстоянию между отдельными кнопками и их группами, усилиям, прилагаемым при переключении.

При оценке кнопок необходимо учитывать определенные требования. Нажимные кнопки, управляемые одним пальцем, должны иметь круглое или квадратное сечение. Кнопки, предназначенные для нажатия разными пальцами должны быть по форме ближе к квадрату, чем к кругу, чтобы предупредить проскальзывание пальцев между кнопками, т.е. должны походить на клавиши рояля. Вогнутая форма поверхности клавиш позволяет немедленно фиксировать положение пальца.

В случае применения кнопочных и клавишных переключателей при освещенности менее 300 лк и частоте нажатия более 50 раз в минуту размер приводных элементов и расстояние между ними увеличивают в 1,5-3 раза, при этом максимально допустимое нажатие должно быть не более 0,6 Н.

Размеры приводных элементов кнопочных и клавишных выключателей и переключателей в 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, количеству положений и углу поворота, размерам, расстоянию между переключателями, усилием при одном переключении.

Размеры приводного элемента поворотных выключателей и переключателей выбираются в зависимости от величины прилагаемых усилий и приведены в таблице     3.

Для выполнения особо точных операций настройки, регулировки допускается выбирать диаметр приводного элемента равным 2-4 диаметрам, указанным в таблице 3.

При размещении выключателей и переключателей на панели минимальное расстояние между приводными элементами (их наиболее близкими точками) должно быть не менее 20 мм при работе одной рукой и 70 мм при работе двумя руками. При работе в перчатках минимальное расстояние между приводными элементами должно быть не менее 25 мм.

 Приводной элемент выключателя (переключателя) – часть выключателя (переключателя), посредством которого производится приведение в действие подвижной системы.

Если используются педали, то при оценке их учитывают форму, расстояние между ними, наклон педали, частоту обращения, расстояние от рабочего до педали, возможность регулирования, затрачиваемые усилия, величину смещения.

Предпочтительное расстояние между педалями 150 мм. Когда ноге приходится перемещаться с одной педали на другую, между педалями следует предусматривать достаточный зазор во избежание случайного защемления ноги или одновременного нажатия на обе педали. При перемещении педали её плоскость должна всё время быть как можно ближе к перпендикуляру относительно естественной траектории движения  ступни оператора, чтобы человек был в состоянии приложить максимальные усилия. Частота обращения зависит от назначения органа управления в системе. Для часто приводимой  в действие ножной педали в целях снижения усталости оператора рекомендуется сила нажатия ноги, равная приблизительно 2 кг; при нечастом нажиме на ножные педали и их ходе не более 250 мм усилие обычно принимается равным 25-30 кг.

В случае использования маховиков управления и штурвалов форма и размер рукояток вращения маховиков должны обеспечивать максимальное удобство их захвата и надежного удержания в процессе управления. Предпочтение  отдаётся рукояткам удлиненных форм (цилиндрической, веретёнообразной, грушевидной и др.) с плавными, округлыми обводами и тщательно обработанной гладкой или рифленой поверхностью.

Ось вращения маховика управления и штурвала при вращении его двумя руками сидя следует располагать в плоскости симметрии сидения с отклонениями не более 50 мм.

Маховик, вращаемый одной рукой, устанавливается против (на стороне) соответственно действующей (правой или левой) руки.

Маховики (за исключением рулевых маховиков и штурвалов) должны иметь хорошо видимые надписи, обозначающие их назначение, а также указатели положения, направления перемещения и его следствия помещаемые как непосредственно на маховиках, так и рядом с ними. Основные размеры маховиков управления и штурвалов приведены в таблице 4.

Усилия, необходимые для вращения маховиков и штурвалов, приведено в таблице 5.

Плоскость вращения маховика, не имеющего рукоятки и штурвала, должна находиться при вращении двумя руками: сидя - перпендикулярно продольной плоскости симметрии сидения и под углом от 40 до 90° к горизонтали, стоя – под углом от 0 до 90° к горизонтали с осью вращения в сагиттальной плоскости тела оператора.

Интервал между ободами и другими деталями соседних маховиков, расположенных в одной плоскости должен быть не менее 50 мм при вращении одной рукой последовательно или в случайном порядке; 100 мм при вращении двумя руками одновременно; 130 мм при работе в рукавицах или в перчатках.

Орган управления, как правило, подписывают прописными буквами. Все надписи должны быть краткими и состоять из одного или двух слов, сокращение слов допускается только в том случае, если при этом не искажается их смысл. Надписи должны располагаться единообразно: под каждым обозначенным элементом или над ним. Они должны быть расположены так, чтобы их можно было читать слева направо (а не сверху вниз). Каждый объект должен использоваться для обозначения  только одной функции.

Высота букв и других символов на панелях, находящихся непосредственно перед рабочим, должна быть не менее 3-4 мм. Отношение высоты знака к его ширине должно составлять 3:2. Рекомендуемые размеры букв в надписях приведены в таблице 6.

Рекомендуемая ширина штриха букв указана в таблице 7. Ширина штриха черных цифр и букв на белом фоне должна составлять около 1/6 высоты. Ширина штриха белых букв и цифр на чёрном фоне должна составлять около 1/7 – 1/8 их высоты.

Таблица 1.

Примечание. При сопротивлении переключению, превышающем 2,5 Н, следует применять выключатели и переключатели типа “Рычаг”.

Таблица 2

Примечание. Кнопки для микроэлектронной аппаратуры при l=10 мм не допускается располагать более двух в ряд.

Таблица 3

* Частота переключения не более пяти раз в минуту.

** Частота переключения не более двух раз в минуту.

*** Частота переключения не более одного раза в минуту.

Таблица 4

Примечание * Для штурвалов приведены оптимальные размеры, вместо диаметра - расстояние между рукоятками.

Таблица 5

Таблица 6

Таблица 7

          Оценка органов управления фрезерно-копировального станка ФК-300.

          В данном типе оборудования применяются переключатели для настройки подач, частоты вращения фрезы, которые расположены на панели управления станка, имеется кнопка выключения станка. Все эти элементы должны отвечать  требованиям инженерной психологии и создавать максимально удобные условия труда и наибольшую производительность.

                                 станка  ФК-300.                

          На данной панели управления переключатели расположены в ряд. Поэтому на основании требований к такого рода приводным элементам минимальное расстояние между этими элементами (их наиболее близкими точками) должно быть не менее 20 мм (примем 30 мм). С учётом этой величины и размеров самого переключателя расстояние L между осями вращения переключателей будет равно:

                                   L=30+R_пер1+R_пер2=30+50+50=130мм;                   (   )

                                где   R_пер1,R_пер2  - радиусы переключателей, мм

      Орган управления подписывается прописными буквами, надписи   краткие и состоят из одного или двух слов: "подача", "частота вращения". Надписи  располагаются единообразно над каждым обозначенным элементом и читаются слева направо.

          Высота букв равна 6,6 мм, ширина букв равна 0,5 мм  (см табл. 6,7). Ширина штриха 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 станка предусмотрена красная кнопка под всю ладонь диаметром 55 мм.            

                                    рис. Кнопка выключения станка.

          Выполнение данных норм расстояний и размеров, позволяет наиболее полно использовать функциональные и психические  возможности человека, создаёт условия для высокопроизводительного труда. 

          Надписи содержат необходимую и достаточную информацию для рабочего, их размеры и шрифт оптимальны для восприятия человеком. Органы управления  ясно и понятно обозначают  положение и состояние управляемого объекта.

          Количество органов управления минимально, но достаточно для эффективного выполнения производственных задач, усилия, затрачиваемые на  включение органа управления исключают срабатывание данного органа управления от прикосновения к нему, от вибрации и других случайных причин;