Условия, методы и организация трудовой деятельности человека. Изменение функций, роли и места человека в труде. Соматографический анализ сверлильного станка. Эргономическое проектирование рабочих пространств и рабочих мест. Компоновка пульта управления.
Аннотация к работе
К общим задачам эргономики относятся: рабочее место компоновка сверловщик a) разработка эргономических требований к проектируемым системам "человек - машина - среда"; Имея в качестве объекта исследования систему "человек - машина", эргономика изучает определенные ее свойства, которые обусловлены положением и ролью человека в системе. Исследователям и проектировщикам важно не только знать базовые характеристики и их номенклатуру, но и представлять, как на их основе формируются человеческие факторы в технике, эргономические свойства и эргономичность систем "человек - машина". Состав эргономической системы: человек - оператор; орудие труда; предмет труда; внешняя среда; лица, находящиеся в зоне работы; воздействия, не связанные с работой рассматриваемой эргономической системой. В проектировании находит применение соматография - технико-антропометрический анализ положения тела и изменения рабочей позы человека, соотношения размеров человека и машины.В данной курсовой работе были представлены компоновка рабочего места, компоновка пульта управления, разрабатывался процесс пропорционирования и проводился соматографический анализ, на основе всех выше перечисленных компонентов.
План
Содержание
Введение
Метод соматографии
Соматографический анализ сверлильного станка
Компоновка рабочего места
Пропорционирование, как средство композиции
Компоновка пульта управления
Заключение
Список литературы
Введение
С развитием производства меняются условия, методы и организация трудовой деятельности человека, претерпевают существенное изменение функции, роль и место человека в труде. Соответственно на разных исторических этапах выступают на первый план те или иные аспекты исследования трудовой деятельности. Преимущественно энергетический подход к ее изучению, обусловленный преобладанием в прошлом ручного труда, являлся типичным для исследований в сфере физиологии труда. Мы живем в мире машин, и сегодня они выполняют не только силовые функции, но ряд работ, которые всегда выполнялись только людьми (вычислительные, логические операции, распознавание образов и т.д.). Это позволяет освободить человека от неквалифицированной работы и, в конечном счете, приводит к изменению самих принципов общения с машиной.
В процессе работы от машины к человеку поступает поток осведомительной информации: показания приборов, положения рабочих органов или обрабатываемой детали и т.д. В результате обработки этой информации человек подает новые команды машине, воздействуя на органы управления, что в свою очередь приводит к появлению новых элементов в потоке осведомительной информации. Сложную машину, техническую систему и человека сейчас уже невозможно рассматривать раздельно. С одной стороны, машина должна легко управляться человеком, а с другой, - следует так обучить оператора, чтобы полностью реализовать возможности машины. Таким образом, органы управления и контроля являются звеньями, объединяющими человека и машину в единую функциональную систему - "человек-машина".
Производство и транспорт, оснащенные сложными техническими системами, предъявляют к человеку требования, вынуждающие его иногда работать на пределе психофизиологических возможностей и в экстремальных ситуациях. Благодаря эволюции техники резко изменился характер трудовой деятельности человека. Современная техника требует от рабочего не столько значительных физических усилий, сколько точности реакций, продуманности действий, быстрых решений и, следовательно, значительного нервного напряжения. Поэтому рациональную конструкцию машины нельзя создать, не зная эргономики, изучающей функциональные возможности человека в трудовых процессах с целью создания для него таких условий труда, которые обеспечивали бы не только высокопроизводительный и безопасный труд, но и необходимые удобства в работе, т.е. сохранение его сил, здоровья, работоспособность.
Эргономика - наука о правильной организации человеческой деятельности.
Эргономика - это научная дисциплина, комплексно изучающая человека в конкретных условиях его деятельности в современном производстве. Основным объектом исследования эргономики является система "человек - машина - среда", а предметом - деятельность человека или группы людей с техническими средствами.
Эргономика не изучает рабочую среду и другие ее виды как таковые, это предметы других наук. Для эргономики важно влияние среды на эффективность и качество деятельности человека, его работоспособность, физическое и психическое благополучие. Эргономика определяет оптимальные величины средовых нагрузок - как по отдельным показателям, так и в сочетании.
Главная цель эргономики формулируется как единство двух аспектов исследования и проектирования: a) удобство и комфортные условия эффективной деятельности человека, а соответственно и эффективное функционирование систем "человек - машина";
b) сохранение здоровья и развитие личности.
К общим задачам эргономики относятся: рабочее место компоновка сверловщик a) разработка эргономических требований к проектируемым системам "человек - машина - среда";
b) рациональное распределение функций между машиной и оператором;
c) обоснование принципов создания систем "человек - машина - среда" по заданным эргономическим требованиям;
d) научное обоснование методов отбора и подготовки операторов.
Эргономика опирается на достижения многих наук: психологии, физиологии, медицины, архитектуры и социологии, промышленного дизайна (технической эстетики); использует результаты исследований в области биомеханики (изучение мускульных усилий), антропометрии (отрасли науки, занимающейся измерениями человеческого тела и его частей и имеющей практическое применение в судебно-следственном процессе). Специалисты в этой области приспосабливают конструкцию и дизайн изделий и рабочих мест к телосложению и размерам человека, его физической силе и ограничениям, биологическим потребностям, способности воспринимать информацию и принимать решения, возможностям переносить такие психологические нагрузки, как изоляция и стресс.
Имея в качестве объекта исследования систему "человек - машина", эргономика изучает определенные ее свойства, которые обусловлены положением и ролью человека в системе. Эти свойства получили название человеческих факторов в технике.
Человеческие факторы в технике формируются на основе базовых характеристик: социально-психологических, психологических, физиологических и психофизиологических, антропологических, гигиенических в их соотношении с техникой. Исследователям и проектировщикам важно не только знать базовые характеристики и их номенклатуру, но и представлять, как на их основе формируются человеческие факторы в технике, эргономические свойства и эргономичность систем "человек - машина".
Эргономичность системы "человек - машина" взаимосвязан с критериями производительности, надежности, экономичности и эстетичности. Эргономичность - это целостность эргономических свойств, к которым относятся управляемость, обслуживаемость, освояемость и обитаемость.
Управляемость, обслуживаемость и освояемость - описывают свойства системы, при которых она органично включается в структуру и процесс деятельности человека или группы людей по управлению, обслуживанию и освоению. Происходит это в тех случаях, когда в проект системы закладываются решения, создающие наилучшие условия для удобного, эффективного и безопасного выполнения указанных видов деятельности.
Обитаемость - относится к условиям функционирования системы, при которых сохраняется здоровье людей, поддерживаются нормальная динамика их работоспособности и хорошее самочувствие. Одним из эффективных путей создания таких условий является устранение или ослабление неблагоприятных факторов рабочей среды в самом источнике их образования в системах, машинах и оборудовании.
На сегодняшний день эргономическая система выглядит следующим образом:
Рис. 1. Схема эргономической системы
Состав эргономической системы: человек - оператор; орудие труда; предмет труда; внешняя среда; лица, находящиеся в зоне работы; воздействия, не связанные с работой рассматриваемой эргономической системой.
При таком составе эргономической системы очень важно правильно представить внутрисистемные связи. Это необходимо для понимания внутренней организации системы, определения ее уязвимых звеньев и прогнозирования ее поведения в различных условиях эксплуатации.
Основные задачи эргономических разработок: 1. Анализ деятельности операторов в системе "человек - машина - среда".
2. Изучение комплекса эргономических свойств человека.
3. Организация рабочего места с учетом эргономических требований.
4. Профессиональная подготовка операторов (отбор операторов, тренировка и формирование коллектива).
5. Эргономическое проектирование и оценка системы "человек - машина - среда".
6. Определение эргономического эффекта.
Метод соматографии
Теоретические сведения.
В проектировании находит применение соматография - технико-антропометрический анализ положения тела и изменения рабочей позы человека, соотношения размеров человека и машины. Результаты этого анализа обычно представляются в графической форме. Соматография позволяет рассчитывать зоны легкой и оптимальной досягаемости, находить оптимальные способы организации рабочего места с учетом пропорциональных отношений между элементами оборудования и человеком.
Соматография использует схематическое изображение человеческого тела в различных положениях с учетом всех норм технического черчения и начертательной геометрии. Она базируется на анатомии человеческого тела и антропометрии, позволяет использовать системы контурных элементов.
Основной задачей соматографии является сообщение конструкторам и проектировщикам данных, необходимых для конструирования и технического вычерчивания человеческой фигуры при назначении размеров и формы рабочего пространства и всего оборудования, с которым человек непосредственно соприкасается.
На практике методами соматографии пользуются следующим образом. На рабочих чертежах машины в соответствующем масштабе вычерчивается схематическое изображение фигуры оператора в одной или нескольких характерных рабочих позах. Контурное соматографическое изображение фигуры оператора, вычерченное с применением правил технического черчения и начертательной геометрии, выполняется "прозрачным", поэтому оно не заслоняет узлы и органы управления проектируемой машины. Обычно такой чертеж дополняется углами зрения, а также размерами зоны ручного действия и, если есть необходимость, - размерами зоны действия ног.
Анализируя такой чертеж, называемый соматографической схемой, легко представить себе размеры машины, судить о масштабности изделия и удобства расположения органов управления. При решении обратной задачи методы соматографии позволяют обосновать оптимальную форму и размеры изделия, рабочего места и расположение органов управления.
Соматография не учитывает индивидуальных особенностей каждого отдельного человека, так как ориентируется на "среднего человека" размеры фигуры которого получены эмпирически. Однако конструктору следует помнить, что проектируемая машина должна одинаково удобно обслуживаться людьми не только среднего, но и очень низкого и очень высокого роста.
Анализируя степень удобства расположения органов управления и индикаторов ряда машин, к которым можно отнести станки, автоматы для изготовления изделий из пластических материалов, литейные машины, следует учесть ряд так называемых маскирующих антропометрических факторов. К ним относятся: 1) высота фундамента станка над уровнем пола лежит в пределах 100 - 250 мм;
2) уменьшение (увеличение) роста оператора (40 - 50 мм) за счет расслабления (легкого приподнятия) тела;
3) легкий наклон корпуса без напряжения до 2-10° вперед и в сторону при работе сидя или стоя. При таком наклоне расстояние до органов управления уменьшается на 100-120 мм;
4) небольшой шаг в сторону или перенос центра тяжести с одной ступни на другую, что позволяет уменьшить расстояние до боковых элементов управления на 150-200 мм;
5) расстояние между оператором и передней плоскостью станины (обычно составляет 150-200 мм);
6) высоту деревянных решеток, подкладываемых под ноги (50-80 мм);
7) высоту каблуков; для женщин она составляет 50 мм для мужчин - 25 мм.
Соматографический анализ сверлильного станка
Выполним соматографический анализ рабочего места сверловщика.
В данной работе необходимо было решить задачу совершенствования станка.
Рабочее положение оператора - стоя: сверловщик управляет через пульт управления сверлильным станком для изготовления необходимых деталей.
Мы можем увидеть (см. Приложение 2) сверлильный станок, форма которого пластична и выразительна. Пластика формы достигнута в результате осмысленного и рационального использования конструктивных деталей.
На данном чертеже (см. Приложение 3) видно, что наклон туловища сверловщика вперед и в сторону составляет 8?, что соответствует допускаемой норме - 2-10?. Наклон головы составляет 15?, также соответствует норме (вперед, назад) - до 30?.
Исходным положением оператора относительно машины считается такое, из которого оказывается возможным свободно наблюдать за рабочим процессом и управлять им. На основании специальных данных эргономики, учитывающих антропометрические показатели и характер рабочих движений человека, выявлены границы удобных рабочих зон. Максимальный радиус досягаемости действия рук сверловщика составил 625мм, что соответствует норме, которая представлена на рис.2:
Рис. 2. Размеры зон ручного действия (1, 2, 3, 4 - соответственно оптимального захвата, оптимального ручного действия, максимальной досягаемости, максимального захвата).
При разработке рабочего места необходимо учесть размеры зрительного пространства, которые определяются угловыми мерами. Оптимальной зоной для выполнения зрительных функций является зона, соответствующая пространству, ограниченному углом 30?, в горизонтальной и вертикальной плоскостях, это можно рассмотреть на рис. 3.:
Поле зрения оператора
Рис. 3. Зоны видимости в вертикальной и горизонтальной плоскостях: А - при повороте только глаз, Б - при повороте головы, В - при повороте головы и глаз.
В оптимальной зоне обеспечивается достаточно четкое восприятие, хорошо различаются форма и цвет предмета, поэтому в пределах данной зоны рекомендуется размещать основные и аварийные индикаторы и главные органы управления производственного оборудования.
Менее важными средства отображения информации могут располагаться в зоне, примыкающей к оптимальной, а редко используемые элементы - в зоне с еще большими пределами (когда для наблюдения за СОИ необходимо поворачивать и голову и глаза).
Компоновка рабочего места
Трудовая активность человека во многом определяется условиями, в которых он работает. К ним, прежде всего, относятся рабочее пространство и рабочее место.
Под рабочим пространством понимается некоторый объем, предназначенный в рабочей системе для трудовой деятельности одного человека или большего числа людей и позволяющий выполнить рабочую задачу.
Рабочим местом называется та часть рабочего пространства, где располагается производственное оборудование, с которым взаимодействует человек в рабочей среде.
Рабочая задача - это цель, которая должна быть достигнута в определенных условиях, и требуемые действия для выполнения задачи человеком или большим числом людей.
Эргономическое проектирование рабочих пространств и рабочих мест производится для конкретных рабочих задач и видов деятельности с учетом антропометрических, биомеханических, психофизиологических и психических возможностей и особенностей работающих людей. Оно должно создать наилучшие условия для: размещения работающего человека с учетом рабочих движений и перемещений в соответствии с требованиями технологического процесса;
выполнение основных и вспомогательных операций в удобном рабочем положении, соответствующем специфике трудового процесса, и с применением наиболее эффективных приемов труда;
расположение средств управления в пределах оптимальных границ пространства перемещений человека;
сохранения оптимального обзора источников визуальной информации при смене рабочей позы и рабочего положения;
свободного доступа к местам профилактических осмотров, ремонта и наладки, удобства их выполнения;
рационального размещения оборудования, безопасности работающих.
Рабочее пространство и организация рабочего места, досягаемость и величина усилий на органы управления, а также характеристики обзорности обусловливаются, прежде всего, положением тела работающего. Наиболее распространены рабочие положения: стоя и сидя. Каждое из положений характеризуется определенными условиями равновесия, степенью напряжения мышц, состоянием кровеносной и дыхательной систем, расположением внутренних органов и, следовательно, расходом энергии.
Параметры производственного оборудования и рабочего места условно делят на три группы: габаритные, свободные и компоновочные (сопряженные).
Габаритные размеры - наибольшие размеры тела в разных его положениях и позах, ориентированные в разных плоскостях (размах рук, наибольший поперечный диаметр тела, горизонтальная и вертикальная досягаемость рук и т.п.). Они измеряются по наиболее удаленным точкам тела и используются для расчетов параметров пространства, занимаемого телом человека в разных положениях и позах, проходов, проемов, лестниц, люков, лазов, безопасных расстояний и т.п., а также для расчетов максимальных и минимальных границ досягаемости рук и ног.
В пределах габаритных параметров рассматриваются свободные и компоновочные параметры.
Свободные параметры - это параметры отдельных элементов рабочего места, которые не имеют общих баз отсчета, а следовательно не сопряжены друг с другом. Свободные параметры могут быть регулируемыми (переменными - рабочее кресло) и нерегулируемыми (постоянными).
Компоновочные параметры - характеризуют положение отдельных элементов рабочего места относительно друг друга и работающего человека. К ним относятся расстояния между элементами рабочего места, границы досягаемостей в моторном пространстве, зоны оптимального видения, высотные соотношения между рабочей поверхностью, сиденьем и подставкой для ног, размах движений приводных элементов органов управления и т.д.
При расчете компоновочных и свободных параметров используют антропометрические данные.
Антропометрические признаки - соматические характеристики человека, отражающие его внутривидовые вариации строения и закономерности развития (линейные, периметровые, угловые разметы тела, сила мышц, форма головы, грудной клетки и др.). Схема измерения антропометрических размеров тела в положении стоя представлена на рис.4.
Антропометрические данные по способам измерений и в зависимости от сферы использования разделяют на статические и динамические.
Статические антропометрические данные - это размеры тела, измеряемые однократно в статическом положении человека. Эти данные используются для расчета свободных параметров элементов рабочего места, для определения диапазона регулирования изменяемых параметров. В свою очередь они делятся на габаритные размеры и размеры отдельных частей тела.
Среди размеров отдельных частей тела различают размеры конечностей и корпуса, размеры кисти, стопы и головы. Они необходимы для расчетов габаритных и свободных параметров элементов рабочего места.
И габаритные размеры, и размеры отдельных частей тела делятся на продольные, поперечные и переднезадние, а также на проекционные и прямые.
Антропометрические данные
Рис. 4. Эргономические размеры тела в положении стоя: а - продольные размеры отдельных частей тела; б, в, г - габаритные размеры тела (соответственно - продольные, поперечные, переднезадние).
В таблице 1 приведен перечень эргономических размеров тела и их статические параметры, необходимых для расчета линейных параметров элементов рабочих мест для работы в положении стоя. Измерения проведены в 1994 г. - мужчины (166 человек) и женщины (207 человек) в возрасте 18-21 год.
Таблица 1
Эргономические размера (антропометрические признаки). Положение стоя
Динамические антропометрические данные.
К динамическим антропометрическим данным относятся размеры тела человека, изменяющие свою величину при угловых и линейных перемещениях измеряемой части тела в пространстве. Изменения могут быть выражены непосредственно в виде каждого нового измерения одного и того же размера в абсолютных величинах, например изменения длины руки при ее движении в сторону, вперед, вверх. Такие размеры дают представление о максимальных и минимальных границах досягаемости в моторном пространстве. Кроме того, они могут выражаться в виде приростов (эффект движения тела), а именно: максимального увеличения или уменьшения одного и того же размера при перемещении части тела или всего тела в пространстве (рис. 5). Например, на 2 - 3 см увеличиваются наибольшая ширина таза, наибольший переднезадний диаметр тела, передняя досягаемость руки при переходе из положения стоя в положение сидя, при переходе из положения стоя в положение лежа длина тела увеличивается также на 2-3 см и т.п.
Рис. 5. Динамические размеры тела: а - передняя досягаемость руки; траектории (А, В, С) перемещения III фаланговой точки в горизонтальных плоскостях, расположенных на различной высоте от сиденья. База отсчета - точка по середине прямой, соединяющей правую и левую плечевые точки; б - углы сгибания и разгибания кисти в лучезапястном суставе. Пальцы охватывают рукоятку рычага.
Антропометрические признаки определяются с учетом возрастных, половых, этнических (территориальных) и других факторов, так как существенно от них зависят.
Рассмотрим компоновку рабочего мета, за которым сверловщик проводит необходимые действия
(Приложение 3): 1. Человек, выполняющий все действия - женщина.
2. Рабочее положение оператора - стоя.
3. Габаритные размеры станка: - Длина 600 мм;
- Ширина 1300 мм;
- Высота 2600 мм.
4. Расстояние от сверловщика до столешницы станка составляет - 200 мм, что соответствует допустимым нормам.
5. Наклон корпуса тела вперед и в сторону составляет 8? (2-10?), а наклон головы - 15? (до 30?), данные размеры соответствуют нормам.
6. Максимальный радиус действия рук - 625 мм.
7. Возле станка расположена тележка на колесах. Длина ее - 1000 мм, а ширина - 720 мм. Расстояние от пола - 800 мм. Тележка разделена на два отсека, в первом отсеке лежат необрабатываемые заготовки, а во втором - готовые изделия.
8. Справа от станка расположен пульт управления. Его размеры составляют: - Длина 1400 мм;
- Ширина 1200 мм;
- Высота 1500 мм.
Размеры соответствуют нормам, см. табл.2.
9. На ПУ расположены органы управления, которые соответствуют нормам. (См. раздел Компоновка пульта управления).
10. Зона углов обзора, также соответствует нормам Рис.3.
11. Зона рук досягаемости Рис.2.
Пропорционирование, как средство композиции
Композиция - это эстетическая характеристика, отражающая систему организации, связи элементов формы и содержания, диктующих положение основных частей элементов в определенной последовательности. (Конспект лекций по эргономике и ХК).
Гармония формы в технике достигается с помощью особых средств. В дизайне, как и в архитектуре, они называются средствами композиции. Это пропорции, масштаб, контраст, нюанс, ритм, метрические повторы, характер формы.
Среди всех "классических" средств композиции на первое место следует поставить пропорции. В самом деле, размерные отношения элементов формы - это та основа, на которой строится вся композиция. Как бы ни были хороши детали изделия сами по себе, но если всю его объемно-пространственную структуру не объединяет четкая пропорциональная система, трудно рассчитывать на целостность формы.
Процесс назначения основных размеров изделия или их анализ и дальнейшее уточнение этих размеров, связанные с гармонизацией формы, получил название пропорционирования.
К сожалению, в ряде работ, посвященных пропорционированию станков, машин, приборов, мало анализируется объективная основа гармоничных размерных отношений, не указываются приемы пропорционирования станка или прибора со сложной объемно-пространственной структурой, где так трудно использовать существующие методы. Пропорционирование в технике нельзя сводить к механическому заимствованию классических приемов пропорционирования в архитектуре и прославлению "золотого сечения" на все случаи жизни. Пропорции лишь тогда приобретают действенную силу, когда проектировщик подходит к ним от самой сущности вещи, а не навязывает форме произвольно выбранную пропорциональную схему.
Различия методов пропорционирования в технике и архитектуре определяются прежде всего разной степенью обусловленности формы конструкцией. Если в классической архитектуре заранее разработанная система пропорций иногда могла служить своего рода основой композиции сооружения и, следовательно, во многом предопределяла его конструкцию, то в технике это почти невозможно. Немыслимо пропорционировать станок раньше, чем определится его кинематика и хотя бы в общем виде будет выбрана силовая схема. Ведь без этого вообще нельзя подойти к форме станка!
Когда инженер-конструктор в эскизах наметит ряд вариантов компоновки станка и начнет выбирать из них оптимальный, художник-конструктор приступает к наброскам композиционных вариантов по этим компоновкам. Здесь не нужна тщательная проработка - важно уточнить лишь пропорциональную схему каждого из вариантов. В этих случаях среди ряда решений всегда обнаруживаются схемы явно непропорциональные. Другие варианты оказываются потенциально пропорциональными, что позволяет в дальнейшем без особых натяжек создать вполне гармоничную систему пропорций. Далее, по мере уточнения конструкции расчетом, проработки узлов и деталей, у художника-конструктора появляется возможность яснее представить себе форму и уточнить размерные отношения главных элементов объемно-пространственной структуры. Таким образом, на стадии инженерной отработки конструкции параллельно идет и художественно-конструкторская отработка формы. В результате пропорции станка оказываются производными от его инженерной компоновки. Именно поэтому пропорциональный строй, соразмерность частей и целого служат важной и точной проверкой технического совершенства конструкции. Можно принять за аксиому, что чем точнее учтены в конструкции истинные усилия, чем логичнее она в целом и деталях, чем большую роль играл расчет в определении важнейших размерных отношений несущей основы станка, тем больше шансов на то, что станок окажется и гармонически соразмерным. Все, что конструктивно нелогично, заведомо непропорционально.
Итак, пропорции складываются объективно - они связаны с основой конструкции, и от этого нельзя абстрагироваться. Если проектировщики начнут анализировать геометрическую основу формы станка или машины на раннем этапе инженерного конструирования, то можно будет без всякого ущерба для сроков проектирования гармонизовать основные размерные отношения. Черновой рабочий макет на этом этапе особенно полезен, так как позволяет точно выверить размеры. Обычно в качестве методических примеров по пропорционированию в технике берут изделия с относительно простыми геометрическими формами, легко поддающимися пропорционированию. Таковы, например, приближающиеся к плоскости панели различных приборов и пультов управления, к которым вполне применимы приемы и методы пропорционирования (Рис.6).
А) Б)
Рис. 6. Примеры организации панели прибора с помощью пропорционирования.
В художественном конструировании станков получает распространение графическое пропорционирование на основе геометрического подобия. Рассмотрим два случая сочетания прямоугольников на основе подобия прямоугольных треугольников (Рис.7):
На рис.7, а, связь двух прямоугольников, являющихся самостоятельными элементами композиции, возникает на основе соподчинения меньшего прямоугольника большему (части и целого). Соподчинение здесь обусловлено системой подобных треугольников, вписанных в рассматриваемые прямоугольники. В случае, показанном на рис.7, б, связь двух прямоугольников получена путем повторения формы меньшего в большем, т.е. при расчленении целого на подобные части. Соподчинение и расчленение в разнообразных сочетаниях обычно используется в качестве пропорционирования.
Пропорции тесно связаны с характером взаимоотношений элементов формы - их пространственным расположением, соподчиненностью в композиции.
В сфере техники пропорции приобретают все большее значение. Это объясняется прежде всего тем, что многие современные изделия (в нашем случае, станки) представляют собой своеобразные системы многократно повторяющихся унифицированных элементов. С другой стороны, сама унификация немыслима без строгой организации структуры. Однако в этих условиях достижение геометрических подобий в системах элементов - задача более легкая, ибо структура чаще всего строится на модульной основе.
Различают следующие виды пропорций: · арифметическая: H1 - H 2=Н2 - H 3;
· геометрическая: = ;
· восемь гармонических: · 1) ;
· 2) ;
· 3) ;
4) ;
5) ;
6) ;
7) ;
8) .
В первом случае система пропорций подчинена метрическому ряду, так как высота прямоугольника увеличивается на одну и ту же величину a. Для геометрической пропорции, которую называют "непрерывной", характерно наличие общего члена в формуле, выражающей данную зависимость (а: b = b: с).
Особенности пропорционирования - многих промышленных изделий зависят от того, какими средствами воспользуется проектировщик, чтобы усилить воздействие пропорциональной закономерности, лежащей в основе композиции изделия. Это может быть, например, тоновой контраст или нюанс, определенная светотеневая структура и т.п. Работа над пропорциями в ходе выполнения художественно-конструкторского проекта часто наталкивается на непреодолимые, казалось бы, трудности: ведь техническая структура подчас плохо поддается пропорционированию. Однако если на ранней стадии работы тщательно продумать систему пропорций, компоновка технической структуры в соответствии с нею значительно облегчится.
Пропорционирование в технике нельзя рассматривать лишь как средство "эстетизации" промышленного оборудования. По мнению ряда специалистов, пропорционирование дает и непосредственный инженерный эффект. Пропорционально спроектированный станок обладает лучшими показателями жесткости по сравнению с непропорциональными вариантами, меньшей металлоемкостью. Хорошие пропорции говорят о рациональности кинематической схемы и т.д.
Компоновка пульта управления
Проектирование органов управления начинается с выбора системы управления, которая должна быть надежной в работе, удобной в обслуживании, иметь оптимальное количество органов управления и предотвращать аварии и травмы при перегрузках и ошибочных действиях оператора. Удобство обслуживания обеспечивается за счет минимальных затрат времени на выполнение операций управления, антропометрического соответствия, небольших затрат физических сил, рационального расположения приборов и органов управления, избавляющего оператора от излишнего напряжения памяти и внимания.
Размеры и форма пульта управления определяются числом на нем расположенных элементов. В табл.2 приведены размерные параметры пульта управления фронтальной формы:
Таблица 2
К органам управления (ОУ) относятся устройства, с помощью которых человек управляет объектами.
Выбор органов управления зависит от следующих факторов: - структуры и особенностей деятельности оператора, как при нормальной работе системы, так и при их отказе;
- управляющих действий, которые должен производить оператор (включение, переключение, регулировка);
- рабочего положения тела человека (сидя, стоя);
- динамических характеристик рабочих движений (усилия, точность, диапазон, траектория и т.д.);
- информации, на которую должен отвечать человек или которую должен вводить в машину;
- места расположения ОУ (на панели пульта или вне ее);
- характеристик рабочей среды (освещенность, вибрация, помехи);
- наличия или отсутствия спецодежды и средств индивидуальной защиты.
При размещении ОУ на рабочем месте следует учитывать: - структуру деятельности человека;
- требования к частоте и точности движений;
- требования к величине прилагаемых усилий;
- положение тела и условия формирования рабочей позы;
- размеры моторного пространства;
- опасность неумышленного изменения функционального положения органов управления.
Требования к размещению органов управления касаются их размещения на рабочем месте относительно работающего, группирования и взаимного расположения на панели относительно СОИ или управляемых объектов (рис.8).
Размещение органов управления
Рис. 8. Варианты размещения органов управления и средств отображения информации.
Оформление органов управления не должно быть монотонным. Следует стремиться к тому, чтобы они были легко доступными, хорошо просматривались и различались, например, по цвету или форме. Индикатор и соответствующий ему орган управления следует снабжать одинаковыми надписями или условными обозначениями. Ручные органы управления следует располагать так, чтобы ни приводной элемент, ни рука работающего не закрывали расположенных рядом СОИ (см. рис.8). При последовательном использовании органов управления их следует располагать по горизонтали слева направо или сверху вниз, а в пределах ряда - сверху вниз или слева направо и как можно ближе друг к другу. Если на панели расположено большое количество взаимосвязанных органов управления и СОИ, рекомендуется каждый орган управления располагать непосредственно под связанным с ним индикатором: справа вверху - для правой руки; слева вверху - для левой (см. рис.8).
Органы управления должны быть сгруппированы в моторном пространстве рабочего места. Большинство ручных органов управления постоянного действия должно располагаться на уровне локтя или чуть ниже. Редко используемые ОУ (2 - 3 раза в смену) могут располагаться на уровне плечевого пояса или лучезапястного сустава (рис.9, а). ОУ должны отстоять от передней поверхности туловища оператора не менее чем на 150 мм (рука согнута в локтевом суставе), но не более чем на размер вытянутой вперед руки (рис.9, б).
Зоны размещения органов управления а - в вертикальной плоскости б - в горизонтальной плоскости
Рис.9. Рекомендуемые зоны для размещения ОУ.
Оформление органов управления не должно быть монотонным. Следует стремиться к тому, чтобы они были легко доступными, хорошо просматривались и различались, например, по цвету или форме.
Время поиска нужного ОУ должно быть минимальным. Различные по форме и размерам ручки, кнопки, рычаги, не только уменьшают опасность ошибок, также позволяют находить нужный ОУ "вслепую".
Простые управляющие типа "вкл - выкл" обычно выполняются с помощью кнопок, педалей, рукояток, рычагов.
Выбирая движения ОУ, необходимо помнить, что движение "на себя" и "от себя" осуществляется легче, чем движение в сторону.
Усилия на ручках управления для нечастого пользования приведены в табл.3. А наибольшие допустимые усилия на ОУ приведены ниже:
Таблица 3
Рассмотрим ПУ, за которым сверловщик проводит необходимые действия
Рабочее положение сверловщика за ПУ - стоя.
Габаритные размеры ПУ составляют: Высота - 1500 мм;
Длина - 1400 мм;
Ширина - 1100 мм.
В данном ПУ используются оптимальные зоны сенсомоторного поля: Форма пульта управления простая, так как имеет малое число элементов, а именно:
Рычажные переключатели (тумблеры) - применяются для быстрого включения, выключения и переключения режимов работы, не требуют при управлении больших физических усилий, хорошо опознаются на рабочем месте, позволяют осуществлять операции с большой скоростью. Форма рычажной части с расширением на конце в виде лопатки. Расстояние между рычагами - 200 мм, что составляет допустимым нормам - не менее 150 мм. Длина рычага - 300 мм. Диаметр головки рычага составляет - O60 мм. Угол отклонения, соответствует норме - 30?.
Кнопки применяются для проведения быстрых операций типа "включено - выключено", требуют при управлении незначительных физических усилий, позволяют осуществлять управляющие действия с наибольшей скоростью. В целях исключения возможности случайного включения соседних кнопок расстояние между их соседними краями должно составлять не менее 15 мм. Для контроля операции включения - выключения использовали кнопки-индикаторы. Форма кнопок круглая.
Рабочие движения оператора сведены к движениям предплечья, кисти и пальцев рук. Отсутствует необходимость нагибаться во время работы. т.к. между оператором и пультом выдержано расстояние, удобное для работы.
Размеры ПУ и расположение органов управления (ОУ) соответствует эргономическим требованиям, и исключают быструю утомляемость неудобства для оператора.
Основные операции, которые выполняет оператор: 1. Включение/выключение станка с помощью кнопки O60мм, белого цвета, которая находится в поле действия допустимого радиуса движения руки и углов обзора. При этом оператор находится возле пульта управления.
2. С помощью рычага управления стола, сверловщик выб
Вывод
В данной курсовой работе были представлены компоновка рабочего места, компоновка пульта управления, разрабатывался процесс пропорционирования и проводился соматографический анализ, на основе всех выше перечисленных компонентов. Необходимо было выполнить компоновку рабочего места сверловщика, со всеми соответствующими нормами.
Были разработаны антропометрические данные, углы обзора, зоны досягаемости рук, рациональное распределение органов управления и СОИ на пульте управления, элементы управления не только удобны в эксплуатации, но и выразительны и оказались простыми в управлении.
Анализируя композицию станка, можно заметить, что он наделен многими качествами: он пропорционален и сомасштабен человеку.
Данная работа была выполнена в соответствии со стандартами и все параметры взяты из ГОСТОВ.