Категория: Эргономика
Педали
Педаль, или элемент ножного управления рычажного типа, используется в том случае, когда требуется быстрое включение и выключение, пуск и остановка большей силой переключения при не особенно большой точности установки органа управления в новом положении. Необходимо предусмотреть удобный способ самовозврата педали (автоматического возвратного движения).
Рис. 1. Педали (модифицировано по Ф. Келерманну).
1 — данные, касающиеся усилия, развиваемого носком (а), пяткой (б), всей ногой (в) сидящего оператора; 2 — рекомендуемый тип педали для более точного и быстрого управления; педали, перемещаемые всей движущейся нижней конечностью, развивают оптимальное переключающее усилие в 40 Н (максимальное 90 Н); педали, перемещаемые поворотом стопы, развивают минимальное переключающее усилие в 20 Н (максимальное 70 Н); педали, перемещаемые силой, свободно положенной на педаль ступни, развивают переключающее усилие 27—32 Н; 3 — рекомендуемая глубина утапливания педали (40—60 мм); 4 — максимальный угол поворота ноги в голеностопном суставе составляет 25° в обе стороны, длина педали 150—200 мм, минимальная ширина 70 мм; 5 — ось переключения педали необходимо расположить так, чтобы длина плеч (рычага педали и ступни) при переключении оставалась относительно постоянной; 6 — оптимальное положение ноги при управлении педалью, требующем большой точности и надежности, когда развивается усилие до 200 Н; оптимальный размах качания (угол поворота) голени составляет 85—105°; поверхность педали должна быть достаточно шероховатой, чтобы нога не скользила по ней
Элементы ножного управления машин, станков и другого оборудования необходимо использовать, когда требуется: – одновременное управление с помощью рук и ног, облегчение мышечной нагрузки рук, большое переключающее усилие (мышечная нагрузка) и не особенно большая точность установки органа управления; – непрерывное (частое) и быстрое управление определенной операцией или установка двух положений (включение — выключение, пуск — останов) без учета точности установки; быстрое (при дефиците времени) управление; высвобождение рук для другой более легкой и точной работы (установки или обслуживания других деталей, органов управления).
При выборе типов и форм конструкций педалей необходимо иметь в виду: – движения нижних конечностей — физиологические данные о способности ноги развивать силу, направлять, сокращать и расслаблять мышцы; – необходимую величину переключающего усилия, принимая во внимание тот факт, что педаль, которую переключает женщина, должна иметь силу сопротивления на 25— 50% меньшую, чем у мужчин; частоту переключения; – величину перемещения (глубину вдавливания); – рабочее положение тела человека (в частности ног).
Рис. 2. Педали (размеры в мм).
1 — педаль акселератора, рекомендуемое переключающее усилие составляет 40—70 Н (у автомобилей 30—40 Н), оптимальный угол наклона к полу составляет ~ 30°, оптимальный угол качания 20° (макс. 28°), для более точного управления используется поворотная цапфа; 2 — минимальное усилие, рекомендуемое для перемещения педали при торможении, составляет 20 Н (перемещение поворотом стопы) или 50 Н (перемещение всей движущейся нижней конечностью), с помощью ступни развивается максимальное усилие в 100 Н с помощью ноги-100—250 Н, при управлении автомобилем требуется оптимальное усилие ноги в 90 Н, глубина вдавливания h составляет 15—60 мм (при перемещении педали стопой) и 180 мм (при перемещении педали всей ногой); 3 — нажимная ножная кнопка, рекомендуемое усилие составляет 20—90 Н, минимальная глубина вдавливания h составляет 15 мм, оптимальное 30 мм, максимальное 50 мм (при нажатии на кнопку стопой; минимальный диаметр кнопки d составляет 20 мм, оптимальный 50—80 мм; 4 — рекомендуемые значения размеров педали у машин и необходимое расстояние между двумя соседними педалями: а — при частом переключении, б—при периодическом переключении (рекомендуемые размеры нажимной поверхности педалей для автомобиля составляют 7X5 см, а расстояние между соседними педалями 10 см); 5 — рекомендуемые значения размера переносной педали; 6 — наименьшее допустимое расстояние органа ножного управления до переднего края сидения при перемещении педали пяткой или передней частью стопы
Рис. 3. Оптимальная рабочая зона для ноги при переключении педалей в положении сидя
Нажимная часть педали должна быть перпендикулярна оси ноги, согнутой в колене; рекомендуется положение педали регулировать (подгонять) в зависимости от роста человека или высоты сиденья.
При выборе оптимального способа применения педалей различного типа с точки зрения требований эргономики необходимо: – предусмотреть достаточное место для ног во время отдыха, оптимальную рабочую зону для ног и размещения педалей в этой зоне; – обеспечить удобную конструкцию с точки зрения физиологических особенностей человека, пропорциональность размеров конструкции; – при переключении с помощью педали исключить положения, неприемлемые с точки зрения требований физиологии человека (например, когда человек стоит на одной ноге), или большую статическую нагрузку на мышцы.
Рис. 4. Оптимальная рабочая зона для ног и расположение педалей в ней при переключении в положении стоя или сидя (модифицировано по Леманну)
Управление педалью стоя, особенно когда в течение продолжительного времени нельзя изменять рабочего положения тела или когда требуется стоять на одной ноге, неприемлемо с точки зрения физиологии. При управлении педалями рекомендуется по возможности использовать сиденья, достаточно высоко приподнятые над полом. Оптимальное усилие, необходимое для нажатия педали в положении стоя, составляет около 150 Н, оно не может быть меньше 100 Н (поскольку масса ноги равна – 10 кг) и больше 300 Н. Максимальное усилие ноги (500— 600 Н) развивается в том случае, когда центр тяжести тела человека приходится непосредственно на педаль, которая отжимается до уровня пола.
Рис. 5. Усилие, развиваемое нижними конечностями человека в зависимости от положения педали.
А — направление максимального усилия (2000 Н); В — наивыгоднейшее с физиологической точки зрения направление усилия. При постоянном и частом управлении сопротивление педали не должно превышать 10% приведенного усилия. Часто переключаемые педали, требующие определенного физического усилия, необходимо размещать в наивыгоднейшем с физиологической точки зрения направлении. Оптимальный угол поворота ноги в коленобедренном суставе в зависимости от усилия нижних конечностей составляет 90—100° (до 100 Н), 110—120’ (при 100— 200 Н) и свыше 120° (при 250—500 Н)
Индикаторные приборы и устройства, или индикаторы, относят к техническим средствам, позволяющим оператору наблюдать за работой различных устройств сигнализации, контролировать и управлять машинами (оборудованием) и технологическими процессами. Индикаторы позволяют оператору во много раз расширить диапазон контроля и управления техническими и другими параметрами, информация о которых по техническим или психологическим причинам может быть им не замечена, хотя управление и регулирование процесса или оборудования является важным. Индикаторы — это также средства информации, которая поступает непосредственно при наблюдении органами зрения и слуха за процессом производства (определение слоя стружки, увеличение оборотов двигателя и т. д.).
Индикаторы являются источниками сенсорной связи человека с информацией (световыми и звуковыми сигналами, количественным и качественным отсчетом показаний измерительных приборов), которая характеризует работу производственного оборудования. Индикаторные приборы и устройства определяют конкретные рабочие действия (поступки) и целесообразность поведения оператора в соответствующей обстановке.
Индикаторы должны обеспечивать точный, надежный и быстрый отсчет показаний, согласно которым оператор управляет и регулирует работу станка (оборудования), а также осуществляет контроль за ходом технологического процесса.
Наибольший объем информации (90—95%) воспринимается органами зрения, поэтому основную группу индикаторов составляют визуальные индикаторы. Это значит, что индикаторы этой группы должны обеспечивать максимально хорошие условия видимости, т. е. оптимальную интенсивность освещения, отражательную способность индикатора, ясность, контрастность и оптимальные значения размеров деталей, в частности знаковой информации. К другой группе индикаторов относятся акустические (звуковые) и тактильные индикаторы, обеспечивающие восприятие оператором остальных видов информации.
Рис. 6. Выбор индикатора.
1 — для сигнализации (звуковой, зрительной, графической) и считывания показаний; 2 — для идентификации символов знаков цветовых сигналов; 3 — для контроля изменения скорости или направления движения с использованием линейкой шкалы [значение параметра возрастает (а), уменьшается (б)]; 4 — для контроля за изменением показаний скорости с использованием круглой или сегментной шкал [скорость уменьшается (а) увеличивается (б)]: 5 — для контрольного отсчета с использованием счетчика плоских круглых или сегментных шкал; 6 — для сравнения выдерживания заданных параметров (шкала с контрольными метками), 7 — для точной и быстрой выставки параметра (шкала, поворотная кнопка); 8 — для настройки (линейная шкала с поворотной кнопкой), 9 — для наблюдения статистических или динамических процессов (счетчик или шкала)
При выборе индикатора необходимо принимать во внимание вид, ценность и скорость изменения наблюдаемой информации.
При сравнении индикаторов необходимо иметь в виду: – вид информации, которую должен воспринимать оператор; – целесообразный способ передачи информации; – ценность и объем передаваемых данных; – целесообразность выбора органа чувств, воспринимающего определенный вид информации; – обеспечение быстрого (мгновенного) отсчета показаний для своевременного принятия решения; точность показаний; надлежащее размещение индикаторов.
Требования, предъявляемые к индикаторам: – обеспечение надежных показаний; оптимальная удобочитаемость прибора; – эстетически целесообразное и качественное оформление внешнего вида прибора; – целесообразный способ крепления (исполнение задней стенки прибора); – обеспечение того, чтобы вмонтированное на циферблате стекло (или другой материал) снижало коэффициент отражения циферблата (например, силикатное стекло); – качественная обработка поверхности прибора; возможность подсветки шкалы.
Рис. 7. Расположение индикаторов (размеры в см).
1 — оптимальное размещение важных и часто используемых индикаторов; в этом положении (параллакс составляет 15°—30°) вертикальная плоскость шкалы приблизительно перпендикулярна направлению наблюдения, поэтому повышается точность считывания. Из некоторых источников оптимальный параллакс при наблюдении шкалы (экрана) в положении стоя составляет 30° ± 10°, в положении сидя 40° ± 10°; рекомендуемое оптимальное расстояние до глаз оператора при считывании показаний индикатора в нормальных условиях видимости составляет 50—70 см; считывание показаний должно обеспечиваться с расстояния не менее 50 см; максимально допустимое расстояние от шкалы (экрана) индикатора до глаз наблюдателя не более 30 см; 2— рекомендуемое размещение панелей в рабочей зоне оператора для обеспечения оптимального считывания показаний; 3 — размещение индикаторов на пультах (а — правильное, б, в, г — неправильное)
Рис. 8. Считывание показаний.
1 — шкала должна быть настолько велика, чтобы обеспечить быстрое и надежное считывание параметров и высокое качество отсчета; необходимо предусмотреть возможность размещения шкал на малогабаритных приборах; на графике показана рекомендуемая зависимость расстояния до шкалы от ее диаметра при различном числе делений шкалы (например, расстояние до шкалы = 5 м, число промежуточных делений = 60, D = 225 мм; 2 — чтобы обеспечить у 99% работающих хорошее различение двух рисок с расстояния 50 см, расстояние между ними должно равняться 1 мм; при наблюдении с расстояния в 1 м и угле зрения 2 (нижний предел различения) расстояние между рисками должно быть равно 0,58 мм; при угле зрения 3’ (нижний предел считывания) оно равно 0.87 мм; при угле 5’ (нижний предел различения двух соседних рисок) оно равно 1,45 мм; деление размером в 1 мм с расстояния 1 м видно под углом 3’30 ; 3 —точность отсчета шкал различных типов; при точности зрительной интерполяции 0,1 удобнее всего считываются деления высотой в 16 мм; с уменьшением высоты делений растет процент ошибок при считывании
Эргономика - Педали
Остались вопросы по теме - "Педали", задайте их на