Для создания комфортных и безопасных условий труда необходимо комплексное изучение системы человек — машина — производственная среда, которые находятся в тесной взаимосвязи и влияют на безопасность, производительность и здоровье человека.
Эргономика — научная дисциплина, комплексно изучающая человека в конкретных условиях его деятельности в современном производстве.
На человека в процессе труда действуют множество факторов: вид трудовой деятельности, ее тяжесть и напряженность, условия, в которой она осуществляется (вредные вещества, излучения, климатические условия, освещенность и т.д.), психофизиологические возможности человека (прежде всего антропометрические характеристики человека, скорость реакций на различные раздражители, особенности восприятия человеком цвета и т.д.). Для того чтобы человекомашинная система функционировала эффективно и не приносила ущерба здоровью человека, необходимо, прежде всего, обеспечить совместимость характеристик машины и человека. Совместимость человека с машиной определяется его антропометрической, сенсомоторнои, энергетической (биомеханической) и психофизиологической совместимостью.
Антропометрическая совместимость предполагает учет размеров тела человека, возможность обзора внешнего пространства, положения (позы) оператора в процессе работы.
Сенсомоторная совместимость предполагает учет скорости двигательных (моторных) операций человека и его сенсорных реакций на различные виды раздражителей (световые, звуковые и др.) при выборе скорости работы машины и подачи сигналов.
Энергетическая (биомеханическая) совместимость предполагает учет силовых возможностей человека при определении усилий, прилагаемых к органам управления.
Психофизиологическая совместимость должна учитывать реакцию человека на цвет, цветовую гамму, частотный диапазон подаваемых сигналов, форму и другие эстетические параметры машины.
Антропометрические, сенсомоторные
И энергетические характеристики человека
К антропометрическим характеристикам человека относятся статические характеристики — размеры тела человека и его отдельных частей (головы, ног, рук, кистей, стоп, ширина плеч, таза и т.п.) и динамические характеристики — возможные углы поворота отдельных частей тела, зоны досягаемости. На рис. 3.3 показаны антропометрические зоны досягаемости рук человека в положении «стоя». В табл. 3.1 представлены размеры этих зон.
4--------------- ± ------------ 1 2 | * | ||
и | &, | ||
%2hj | |||
^НР —■■■■ | |||
Рис. 3.3. Зоны досягаемости
Рук человека в положении
Стоя в вертикальной и
горизонтальной плоскостях:
1-8 - номера зон (см. табл. 3.1)
Таблица 3.1 Размеры зон досягаемости рук человека (рис. 3.3), мм
Номер позиции на рис. 3.3 | В вертикальной плоскости | В горизонтальной плоскости | ||
для женщин | для мужчин | для женщин | для мужчин | |
— | — |
Информационные зоны визуального поля обзора человека представлены на рис. 3.4 и определяются полями зрения, размеры которых выражаются углами зрения.
Рис. 3.4. Информационные зоны визуального поля:
а — при повороте глаз; б — при повороте головы;
в — при повороте головы и глаз;
оптимальные углы обзора;
максимальные углы обзора
Время некоторых сенсомоторных реакций человека представлены в табл. 3.2, 3.3.
Таблица 3.2
Временные характеристики некоторых моторных (двигательных) операций
Характер движения | Время выполнения, с |
Движение пальцами | 0,17 |
Движение ладонью | 0,33 |
Нажатие рукой, ногой (на педаль) | 0,72 |
Сгибание и разгибание ноги | 1,33 |
Сгибание и разгибание руки | 0,72 |
Ходьба (один шаг) | 0,61 |
Поворот корпуса на 45...90°: сидя стоя, с приставлением второй ноги к первой | 0,72 1,34 |
Приседание: движение вниз движение вверх | 1,25 1,56 |
Установка предмета: без точного положения в точное положение | 0,36 0,55 |
Таблица 3.3
Время реакций на некоторые типы раздражителей
Рефлекторные реакции | Время реакции, с |
На световое раздражение | 0,16...0,22 |
На слуховое раздражение | 0Д4...0Д6 |
На болевое раздражение: электрокожное тепловое | 0Д0...0Д2 0,36...0,40 |
В процессе управления человек обязательно должен прилагать некоторые усилия к органам управления, так как отсутствие усилий (при кнопочном управлении) дезориентирует человека, лишает его уверенности в правильности выполненного действия.
Однако прилагаемые к органам управления усилия должны быть совместимы с биохимическими параметрами человека. В табл. 3.4 приведены средние показатели силы некоторых мышечных групп человека.
Таблица 3.4
Средние показатели силы некоторых мышечных групп человека
Группа мышц | Среднее значение силы, Н | |
мужчин | женщин | |
Кисть (сжатие динамометра): правая рука левая рука | 386 362 | 225 204 |
Бицепс: правая рука левая рука | 279 268 | 136 130 |
Кисть (сгибание): правая рука левая рука | 279 266 | 217 207 |
Кисть (разгибание): правая рука левая рука | 119 109 | 9083 |
Стан (мышцы, выпрямляющие согнутое туловище) |