Антропометрические характеристики оператора.

Моторное поле. Зоны досягаемости и их параметры. Принципы экономии рабочих движений. Требования к размещению органов управления в разных зонах моторного поля. Статические и динамические антропометрические характеристики человека-оператора. Способы задания значений антропометрических характеристик (интервальный и перцентильный). Правила использования антропометрических характеристик в практике проектирования и оценки систем «человек-машина».

Моторное поле рабочего места оператора СЧМ – часть рабочего места оператора СЧМ, в котором размещены используемые оператором органы управления и осуществляются его двигательные действия по управления машиной.

В моторном поле различают три зоны: максимальной, допустимой и оптимальной досягаемости.

Максимальная зона ограничена дугами, описываемыми кончиками пальцев максимально вытянутых рук при их движении в плечевом суставе, допустимая – движением расслабленных рук, а оптимальная – движением рук в локтевом суставе.

Как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях наиболее удобной, т.е. оптимальной, является зона 1 (рис. 1 и 2). В пределах этой зоны могут выполняться наиболее точные и очень частые движения и размещаться наиболее важные и очень часто используемые органы управления.

В зоне 2 - зона легкой досягаемости (рис. 1 и 2) могут выполняться достаточно точные и частые движения и размещаться важные и часто используемые органы управления.

В пределах зоны 3 - зона досягаемости (рис. 1 и 2) могут выполняться менее точные и редкие движения, так как в следствие увеличения амплитуды движения на их выполнение затрачивается больше времени и при высокой частоте такие движения становятся энергетически невыгодными. В зоне 3 могут размещаться менее важные и редко используемые органы управления.

Наиболее редкими должны быть движения рук сзади от нулевой линии, требующие поворота туловища.

В зонах оптимальной и допустимой досягаемости возможны наиболее быстрые и точные движения при минимальной утомляемости оператора. Поэтому здесь рекомендуется располагать наиболее важные и часто используемые органы управления.

В зоне максимальной досягаемости точность и скорость управляющих движений заметно снижается, утомление наступает быстрее. Поэтому в этой зоне возможна лишь непродолжительная работа.

Органы управления должны размещаться с учетом принципов экономии рабочих движений.

Основные принципы экономии движений:

· Естественности движений. Естественные движения легки и лучше всего соответствуют особенностям человеческого тела. Любая работа должна выполняться возможно меньшим числом простых и коротких движений, которые должны быть плавными, закругленными, с рациональном использовании активных и пассивных сил.

· Одновременность движения различных органов тела. Заключается в необходимости обеспечения одновременности участия в трудовом процессе обеих рук рабочего, параллельного действия различных органов, например, рук и ног. Если одна рука работает, другая не должна бездействовать.

· Симметричность движений. Психофизиологическими исследованиями установлено, что более удобными и менее утомительными являются симметричные движения рук.

· Ритмичность и автоматизм движений. Заключается в продуманной, хорошо освоенной, привычной последовательности приемов и движений, что сказывается на снижении утомления.

Весьма тесно с характеристиками управляющих движений связаны антропометрические характеристики. Они включают различные размеры человеческого тела.

Антропометрические характеристики делятся на

· динамические

· статические.

К динамическим характеристикам относятся амплитуды движений головы, рук и ног. Они используются для определения объема рабочих движений, зон досягаемости и видимости.

По ним рассчитывается пространственная организация рабочего места, размах движений вращающихся переключателей, биомеханические модели и манекены.

К статическим характеристикам относятся размеры головы, рук, туловища. Они используются для установления размеров конструктивных параметров рабочего места или изделия (высота, ширина, глубина и др.), определения диапазона изменения в случае их регулировки, а также при проведении инженерно-психологической оценки и конструировании манекенов.

Статические антропометрические характеристики могут быть линейными и дуговыми.

В зависимости от ориентации тела в пространстве линейные размеры делятся на продольные (высота различных точек тела над полом или сидением), поперечные (ширина плеч, таза и т. п.), переднезадние (передняя досягаемость рук и др.).

Особую группу статистических характеристик составляют габаритные размеры тела. Они представляют его наибольшие размеры в различных положениях и позах, ориентированные в разных плоскостях.

Габаритными размерами определяется минимальное пространство, необходимое человеку для работы, минимальные размеры между работающими, размеры проходов, проемов, люков и лестниц.

Как правило, любая антропометрическая характеристика является случайной величиной, подчиненной нормальному закону распределения. Значения антропометрических характеристик отдельно для мужского и женского населения приведены в стандартах по эргономическому проектированию или св специальных справочниках.

Существуют 2 способа задания значений антропометрических характеристик (интервальный и перцентильный):

Интервальный способ - Необходимый диапазон изменчивости учитываемой антропометрической характеристики задается в долях среднеквадратического отклонения σ по отношению к математическому ожиданию М.

Перцентильный способ предполагает указание величины характеристики для определенных перцентилей. Перцентилем называется сотая доля измеренной совокупности, которой соответствует определенное значение антропометрической характеристики.

Порядок использования на практике антропометрических характеристик заключается в следующем:

1) определить контингент людей, для которых предназначено данное оборудование;

2) выбрать антропометрические характеристики, которые являются основными для определения размеров оборудования и необходимого рабочего пространства;

3) установить, какому проценту работающих должно удовлетворять данное оборудование, и найти соответствующие ему значения антропометрических характеристик;

4) учесть соответствующие поправки на одежду и обувь.

Правила использования антропометрических характеристик в практике проектирования и оценки систем «человек-машина»:

В практике построения рабочих мест значения характеристик обычно не берутся более М±2 σ, так как дальнейшее расширение границ нецелесообразно с экономической точки зрения.

Во всех расчетах, где оператор должен что-то доставать, до чего-то дотягиваться, следует исходить из минимальных антропометрических характеристик.

Средние размеры должны использоваться при определении центра лицевой панели пульта управления, зон размещения индикаторов и органов управления.

При практическом использовании антропометрических характеристик необходимо учитывать маскирующие антропометрические признаки. ( Например, за счет расслабления (легко приподнятого) тела происходит уменьшение (увеличение) роста оператора на 40 — 50 мм; легкий наклон корпуса без напряжения на 2—10° вперед и в сторону при работе сидя и стоя способствует уменьшению расстояния до органов управления на 100—120 мм и т. д.).

Приведенные в нормативных документах значения антропометрических характеристик получены для обнаженного тела.