Фиг. 3.7. Определяне на размерите на знаците върху индикаторите

Означения:

Препоръчителните височини на знака се изчислят приблизително:

• 
  препоръчителният обхват за широчината на знака (w) е между 60 и 80% от височината на знака. Когато повърх­ността на индикатора е заоблена или зрителният ъгъл не е прав, трябва да се използва обхват между 80 и 100% от височината на знака. Дебелина на знака под 50% от височината на знака е неподходяща.
  
• 
  подходящи обхвати за дебелина на щриха на знака
  (s на фигура 3.7) са дадени в таблица 3.3. Препоръчва се да се предвидят подходящи разстояния между буквите
  (от 20 до 50% от широчината на знака) и между думите
  (от 1 до 1,5 широчини на знака).
  

Проектираните цифри и контрастът им с фона трябва да отговарят на дадените по-горе препоръки. При механичен цифров индикатор (цифрите са отпечатани по обиколката на въртящи се барабани) се препоръчва цифрите да са изцяло различими в прозореца на индикатора, а не да са закрити частично, когато барабаните се въртят (например при фиксиращи движения) [17].

Трябва да се дава предимство на използването на цифровите индикатори, тъй като те се нуждаят от малко пространство и могат да изобразяват големи цифри. Когато се изобразят много цифри, грешките при отчитане могат да се намалят, ако цифрите се групират в малки блокове. За предпочитане е блоковете да съдържат три или две цифри, освен ако тълкуването от индикатора не се улеснява от повече цифри в блок.

Аналогови индикатори

В аналоговите индикатори се използват три основни форми на зрителна индикация: стрелкова, знакова, графична. Към всяка от тях се предявяват специфични ергономични изисквания [17].

Важно влияние върху отчитането на показанията оказват отделните елементи на стрелковия прибор: скала, стрелки, цифри, деления (отметки). Точността и скоростта на отчитане на показанията от скалата на прибора зависи от нейния вид, форма, размер, разстояния за наблюдение, интервал между деленията. При кратки експозиции (по-малки от 0.5 s) по-точно се отчитат показания от прибор с подвижна скала и неподвижна стрелка. При увеличаване на времето за експозиция по-предпочитани са приборите с подвижна стрелка и неподвижна скала [17, 30].

Върху качеството на отчитане влияе и формата на скалата. По-добри резултати дава кръглата скала, след това праволинейната – хори­зонтална; по-лоши – вертикалната скала. Това не е задължително във всички случаи. Например за прибори, с които се контролират дълбо­чина, височина, температура, по-добри се оказват вертикалните скали.

При избрана форма на скалата точността на отчитането зависи от това в какъв участък от скалата се води отчитането. При кръглите скали най-добро е отчитането в централния горен сектор, при хоризонталните – централната част на скалата. В крайните части на тези скали точността и скоростта на отчитане бързо пада.

Оптималният ъглов размер на скалите е 2.5^о-5^о (линеен размер:
40-60mm при дистанция за наблюдение 750-900mm). При намаление на размера на скалата до 20mm, точността и скоростта на отчитане намаляват незначително, но под тази граница отчитането съществено се влошава. Същото се наблюдава и при увеличение на размера
до 120-150mm.

Показалецът (например стрелка, ниво на течността) трябва да е видим по всяко време, дори когато излезе от скалата. Препоръчва се използването на индикатори с подвижен показалец и неподвижна скала. На фигура 3.8. са представени подходящи посоки на движение за показалеца за индикатори с нарастващи и намаляващи стойности.

Нулевата точка на скалата трябва така да се разположи, че нараства­нията да се показват или чрез движения на стрелката отляво надясно, по посока на часовниковата стрелка, или чрез движение нагоре, докато намаляванията да се показват чрез движения на стрелката отдясно наляво, обратно на часовниковата стрелка, или като дви­жения надолу.


Фигура 3.8. Подходящи посоки за движение на стрелките

Забележка: а) нарастване b) намаляване
Избор на скали за аналогови индикатори

За да се постигне добро възприемане и да се намалят грешките при отчитане, трябва да се вземат под внимание размерът на скалата, отметките, надписите и видът на стрелката [30].

Различните размери на една скала трябва да се определят в съответствие с разстоянието за отчитане и осветлението на заоби­калящата среда. В таблица 3.4 се дават препоръки за размерите на скалите при различни условия на осветление и типично разстояние за отчитане от 700mm. При други разстояния в сила е следната формула:

;

x е размер от А до G от таблица 3.4

d – разстояние между скалата и окото (в mm)

– зрителен ъгъл в дъгови минути.

Забележка: За опростено изчисляване x е приблизително равно на , като L се за­мества с подходящия размер от A до G от таблица 3.4 и разстоянието за отчитане е 700 mm.

Таблица 3.4. Размери на скалните знаци за висока, нормална и
ниска осветеност при разстояние за отчитане от 700 mm

От фиг. 3.8	Описание на означението	Висока/нормална осветеност		Слаба осветеност < 100 lx
		дъгови минути	mm	дъгови минути	mm
A	Широчина на дълъг скален знак	1,5	0,3	4,5	0,9
B	Широчина на сре­ден скален знак	1,5	0,3	3,5	0,7
C	Широчина на къс скален знак	1,5	0,3	3	0,3
D	Височина на дълъг скален знак	24	4,9	24	4,9
E	Височина на сре­ден скален знак	18	3,7	18	3,7
F	Височина на къс скален знак	12	2,4	12	2,4
G	Минимално разстояние между съседни знаци: липса на деле­ние или на 2 деления на 5 деления	4	0,8	6	1,2
		12	2,4	12	2,4

Градуирането на скалата е важно средство за доброто разпознаване на стойностите на скалата. То трябва да отговаря на необходимата точност на измерване. Не трябва да се използват повече от 3 степени на градуиране (дълги, средни и къси скални знаци-фиг.3.9), да не се поставят повече от 4 средни скални знака (т.е. 5 деления) между два дълги и не повече от 4 къси знака (т.е. 5 деления) между два средни скални знака. Стойностите на измервателните интервали между два къси знака могат да са 1, 2, респ. 5, или десетично кратно на тях. Възможността за разпознаване не е еднакво добра за всяко градуиране. На фигура 3.10 са представени някои подходящи и неподходящи градуирания на скали.

Означения:

a – дълъг скален знак

b – среден скален знак

c – къс скален знак

Размерите на скалните знаци

от А до G са в таблица 3.4
Индикацията на стойностите на скалата между два къси скални знака не е необхо­дима. Ако се налага индикация, то нужната точност не трябва да надвишава една пета от интервала и когато е необходимо, интервалите трябва да бъдат увеличени [30].


Фигура 3.10. Примери за скални знаци и означения на скали

Формата и големината на цифрите на скалите трябва да отговарят на препоръките, дадени по-горе. Използваните знаци се поставят изпра­вени при всички позиции на скалата и не трябва да се закриват от стрелката. Знаците трябва да са разположени на тази страна на скалата, която е срещу стрелката. Между два означени скални знака не трябва да има повече от девет неозначени. Върхът на стрелката трябва да изтънява равномерно и да достига само до основната линия на скалата. За да се избегнат грешки от паралакс (видимо ъглово изместване), центърът на кръговите скали трябва да е вдлъбнат. Паралаксите да се доведат до минимум, за да се осигури правилното отчитане от оператора, дори когато зрителният ъгъл не е идеален [12].

Нужно е индикаторите така да се подбират, че техният обхват на скалата да отговаря на желания обхват на стойностите от измер­ването. Така например при обхват на скалата от –5 до +5 показаната скала на фигура 3.11. отдясно е допустима, а изобразената отляво скала е неподходяща.



Фигура 3.11. Правилно и погрешно приложение на скали

Забележка: а – използвана зона

Избор на индикатори

Изборът на индикатори зависи също и от приложението им, особено във връзка с основната задача, която изпълняват:

• 
  отчитане на измервана стойност;
  
• 
  отчитане за проверка;
  
• 
  наблюдение и контрол на промени на измерваната стойност.
  

Отчитането е задача, при която с бърз поглед се проверява дали показваната стойност съвпада с предварително зададена стойност и дали стойността е в допустимия обхват.

Наблюдение и контрол на промените на измерваната стойност е задача, при която наблюдателят отчита посоката и скоростта на промените на измерваните стойности. Този вид наблюдение е харак­терен за задачи за управление.

Изборът на хоризонтална или вертикална линейна скала зависи от съвместимостта с движенията на управление, които променят пока­занието. Например, когато величината е ниво на водата, се препоръч­ва вертикална скала. Когато движенията за управление се извършват по хоризонталната равнина (наляво и надясно), трябва да се използва хоризонтална скала. Когато движенията за управление се извършват по вертикалната равнина (нагоре и надолу), трябва да се използва вертикална скала [23].

За да се откриват възможно най-лесно състоя­нията, различни от нормалните, индикаторите трябва да са подредени така, че всички стрел­ки да заемат еднакво положение, ако по­казват нормално състояние (виж фигура 3.12). Аналоговите индикатори се препоръчват за интегрирано отчитане [7].

Ако много индикатори са подредени близо един до друг (например на един пулт за управление), проектантът трябва да предотврати възможността за объркването им, например чрез цветово означение, или чрез пространствено разположение (например групиране), или по друг подходящ начин.

Тълкуването на конкретно наблюдение се определя в контекста на задачата. Хората могат да тълкуват информациите от индикаторите по различен начин в зависимост от изпълняваните задачи (например в случай на авария или при нормална експлоатация) и в зависимост от опита и възприемането. Много е трудно да се проектират подхо­дящи индикатори, без да се познават подробно съществуващите условия, при които се използват. Анализът на задачите може да предостави необходимите данни за целесъобразно проектиране на средствата за представяне на информация [25].

Голямата част от информацията (около 90%) към човека-оператор постъпва във вид на зрителни сигнали. В някои случаи обаче е по-целесъ­образно използване на звукови сигнали. Звуковите индика­тори са удачни:

• 
  понеже позволяват независима комуникация с човека-оператор дори когато е зает с други задачи;
  
• 
  когато човекът-оператор е зрително изцяло натоварен;
  
• 
  когато съобщението е опростено и кратко и изисква неза­бавна реакция;
  
• 
  когато човекът-оператор се движи около работното си място.
  

Звуковите сигнали са звуци със зададена честота, сила и др., което е код на звука, или говор-реч.

Като източници на звукови сигнали се използват звукови генератори, свирки, сирени, звънци. Подават се аварийни, предупреждаващи и уведомяващи сигнали, чиито характеристики са:

При проектиране на звукови индикатори е добре да се имат предвид следните препоръки в зависимост от конкретните условия за работа.

Звукът на звуковите индикатори може да се променя по интензитет, честота, продължителност, тембър или продължителност между пре­къснатите звуци. За свързани с безопасността или спешни задачи може да се предпочете едновременното използване на зрителни и звукови индикатори пред използването само на един от двата вида. Човекът-оператор трябва да е в състояние да изключи звуковия индикатор след разпознаването му, а визуалният (със съобщението) да остане включен.

Нецелесъобразно е използването на много звукови индикатори, тъй като това води до объркване. Броят на звуковите индикатори, които могат да бъдат различени и разтълкувани, зависи от условията на работното място и от опита на оператора. Когато са необходими много звукови индикатори, трябва да се разгледа използването на гласова предупредителна система.

Изисквания за разпознаване на звукови индикации

Най-важният фактор, въздействащ за откриването, е промяната на звука в заобикалящата среда, която привлича вниманието на човека-оператор. Затова кратки повтарящи се звуци (като индикатори с два тона) са добри предупредителни сигнали, тъй като се откриват и в заобикаляща среда с повишено ниво на шума [5].

Отношението сигнал-шум е друг важен фактор, който влияе на откриването. Това е отношението на нивото на звуково налягане на индикатора, достигащо до ухото на оператора, към нивото на шума (включително и говора), което не е свързано с индикатора. Препо­ръчва се нивото на звуковото налягане на индикатора да надвишава нивото на шума на средата най-малко с 5 dB, но с не повече от 10dB.

Отношението сигнал- шум не е единственото обстоятелство, което се взима под внимание. Чувствителността на човешкия слух зависи от честотата и е най-силен в обхвата от 500Hz до 3000Hz. Затова доминиращата честота на индикатора трябва да е в този обхват и да се различава от преобладаващите честоти на другите шумове. Ако сигналът трябва да премине определено разстояние (например дължината на една зала за управление), за да бъде чут, се препоръчва той да е в обхвата от 500Hz до 1000Hz, освен ако преобладаващите честоти на други шумове не припокриват този сигнал.

За да се осигури правилно разпознаване, звуковите индикатори трябва лесно да се различават от всички други звуци на заобика­лящата среда. Разпознаването зависи основно от специфичната промяна на съществуващия звуков образец, която звуковият инди­катор произвеж­да, от нивото на звуковото налягане на индикатора в сравнение с фоновия шум (включващо говор и други звукови индикатори), от честотния им спектър в сравнение с фоновия шум (включващо говор и други звукови индикатори), от промяната на амплитудата на звука и/или честотата на тона по специален образец (индивидуален характер на индикатора), както и от разполагането на индикаторите съ­образно акустичните свойства на заобикалящата среда. Като допълнение за разпозна­ването могат да бъдат използвани различно звучене, повторение, ритъм и мелодия.

Друг фактор, който влияе на разпознаването, е възприетата спеш­ност. Степента на спешност зависи от структурата и свойствата на сигнала и се изразява чрез висока често и/или бързо темпо. Възприе­тата спешност трябва да отговаря на приоритета на този индикатор.

Броят звуците в този тип индикатори да се ограничи до минимум. Индикатори, които стряскат човека-оператор или причиняват висока степен на аларма, да се използват само при критични състояния на системата [2].

Звуковите индикатори са особено ефикасни за предаването на информации към човека-оператор, налагащи незабавни действия при опростена информация (включено/изключено, високо/ниско и т.н.), за събития във времето (привличане на вниманието върху началото и/или края на процеса), като информация за промяна състоянието на системата (привличане на вниманието върху друг зрителен инди­катор). Звуковите индикатори трябва по възможност да се ограничат до тези функции.

Речеви-говорни индикатори

Те се предпочитат пред звуковите, когато: съобщението е сложно, необходимо е да се познава източникът на съобщение; операторът не е трениран да разбира закоди­раните сигнали; необходим е бърз двустранен обмен на информация; съобщението е за бъдещи действия и са необходими подготвителни операции; възможни са ситуации с голямо психично напрежение и не бива да се допускат грешки – за точно и своевременно декодиране на информацията [14].

Речевите сигнали могат да се използват в качеството им на сигнали за предупреждение и за представяне на различна информация към човека-оператор чрез устройства за синтез на говор.

Говорните индикатори са гъвкави и лесни за тълкуване звукови индикатори. Основни изисквания към сигналите са:

• 
  силата на речевия сигнал да е с 10-20dB по-голяма от ни­вото на шума в мястото на приемането му от оператора;
  
• 
  оптимален диапазон на речевите сигнали е 60-90dB,
  100-7000Hz;
  
• 
  речева четливост има при време за произнасяне на гласни 0.36s, за съгласни 0.02-0.3s и темп на произнасяне на думите около 120 думи/min
  
• 
  гласът, използван за речевия сигнал, да е добре различим;
  
• 
  съобщението да се произнася с безпристрастен и спокоен тон;
  
• 
  думите да са кратки, отчетливи, разбираеми.
  

Тактилните индикатори се използват за предаването на информа­ция чрез повърхността, релефа или контурите на предмети, които могат да се докоснат (обикновено с пръстите на ръцете). Тактилните индикатори не трябва да се използват за предаването на основна инфор­мация, освен ако други видове средства за представяне на информация не са подходящи. Тактилните индикатори се ползват като заместващи основните при хора със зрителни увреждания (например при слепота) [25].

Тактилните индикатори по принцип се използват за подпомагане на други видове индикатори. Например органи за управление могат така да се оформят, че да могат да се разпознаят чрез допир, при което зрителната система остава на разположение за други задачи за възприемане (фиг.3.15). Когато зрителното възприемане не може да се използва (например при работа при гмуркане), добре е да се предаде информация чрез допир, например чрез вибрация на орган за управление пропорционална на работната скорост на управ­лявания обект.

Изисквания към откриването на тактилни индикатори

Понеже чувствителността на ръцете е най-голяма тактилните. индикатори се проектират за използване с ръцете и се разполагат в зоната на достъп на човека-оператор. Тези индикатори не трябва да имат остри ръбове и ъгли. Ако операторът носи ръкавици в някакъв момент, чувствителността към индикаторите силно намалява.

Тактилните индикатори могат да се използват, при необходимост от последователно различаване (например, намиране на тактилно коди­ран орган за управление). Тези индикатори не бива да се използват, когато операторът трябва едновременно да различава няколко еднотипни индикатори. Тактилно кодираните органи за управление или предмети трябва да имат прости, лесно различими помежду си геомет­рични форми, дори когато са разположени в групи.

Информационната стойност на индикаторите може в някои ситуа­ции да се увеличи чрез тактилно кодиране, отговарящо на функцията на кодирания орган или предмет. Пример за това е лостът за зад­крилката на самолетите, който е оформен подобно на задкрилката на крилото. При пропорционални так­тилни индикатори (например силата на вибрация, предавана по ръката на човека-оператор, е пропорционална на функцията на управление) трябва да се вземе предвид, че чувствителността за тактилни дразнения варира само в тесен спектър.

Органите за управление в системата “Човек – Машина” се използ­ват за решава­не на следните задачи: въвеждане на командна информация (цифрова и логическа); установяване на необходимия режим на работа на апаратурата, регулиране на различни параметри и извикване на инфор­мация за контрол и др. [4]. Органите за управ­ление, се класифицират по следните признаци:

• 
  Органи за управление изискващи движения за включване, изключване или превключване (натискане на бутони, премест­ване на ръкохватки, завъртане на ръчки). Движе­нията в този случай са прости, макар че двигателният акт се състои от значителен брой микродвижения на палците.
  
• 
  Органи за управление, изискващи повтарящи се движе­ния: въртене, натиск, удар (работа с клавиатура, “мишка”, предава­не и кодиране на информация). Значителна роля тук има темпът на движение.
  
• 
  Органи за управление, изискващи точна дозировка на движе­нията, например за настройка и постигане на пара­метри. Движенията в този случай се дозират по силови, пространст­вени и времеви параметри.
  

• 
  Оперативни (основни), използвани постоянно за управле­ние, установяване на режими на работа, продължително регулиране на параметрите на системата, въвеждане на управляваща и командна информация.
  
• 
  Спомагателни (използвани периодично) органи за управ­ление за включ­ване и изключване на апаратурата, перио­дичен контрол и изпълнение на други операции, които не изискват висока скорост на управляващите въздействия.
  
• 
  Използвани епизодично, свързани с настройване, кали­бриране на основна­та апаратура и регулиране работата на спомагателното оборудване, регла­ментите за работа, включване на индикатори към датчиците на измерваните параметри и изпълнение на други епизодични операции.
  

• 
  Ръчни – при тях се постига с относително малка сила голяма точност.
  
• 
  Крачни – използват се, когато се изисква по-голяма сила, при по-малка точност, или когато ръцете са заети с друга дейност.
  
• 
  Съществуват и се използват и органи за управление с речеви команди (основна трудност при тях е иденти­фициране на човешкия глас и ниската сигурност на разпознаване); както и органи за управление чрез биотоковете на главния мозък или на мускулите, които са в стадий на експериментиране.
  

Разположението на органите за управление трябва да се осъществява при съблюдаване на принципа за икономия на движенията. Това означава, че движенията като брой и траектория трябва да са сведени до минимум; да са прости и ритмични; всяко движение да завършва в положение, удобно за започване на следващото; предходното и последващото движение да са свързани плавно; извършваната от човека работа да се разпределя между двете му ръце. При разположението на органите за управление трябва да се отчитат зоните на досегаемост [18].

Разположението на органите за управление трябва да отчита привич­ните за човека стереотипи на движение. Положение “Пуск”, “Включено”, “Увеличение”, “Подем”, “Отворено” или движение “Напред”, “Вдясно”, “Нагоре” трябва да съответства на преместване на ръчката нагоре, надясно; въртенето на ръчката да е по часов­никовата стрелка, а при бутони – натискане на горен, преден или десен бутон. При крачни органи за управление е прието натискът върху педала да е за положение “Включено”, “Увеличение”, а отпускането му – “Изключено”, “Намаление” (Фиг.3.14).



Фиг. 3.14. Движения на органите за управление,

съответстващи на положение “Включено”, Увеличение”, “Пуск”
Органите за управление трябва да притежават достатъчно съпротивление, за да намалят възможността от случайното им включване при допир, под тежестта на ръка, крак. Освен това следва да се отчита, че усещането на усилието от човека е важно за регулиране на движенията му. За органи за управление, изискващи единични усилия или непрекъснати усилия в течение на кратки интервали, е рационално да се използват такива максимални съпро­тивления, които отговарят на половината от най-голямото усилие, развивано от човека-оператор. Ако операторът е седящ, трябва да се прибави при проектирането на органите за управление сила, по-голяма с 2-3 kg, да се обезпечи опора, например за гърба при дви­жение “от себе си” и опора за краката при движение “върху себе си”.

При проектиране на органите за управление е важно да се предвидят мерки за изключване на случайни или несвоевременни сработвания на органи, свързани с възможността за възникване на аварийна ситуация. Такива органи трябва да са обезпечени с блокировка или сигнализация (светлинна, звукова), която да се включва при забра­нена работа с тях [28].

За облекчение на управлението, намаляване на грешките и времето за търсене на органи за управление могат да се използват различни методи за кодирането им.

Един от най-често срещаните начини за кодиране е с пояснителни надписи. Надписът указва предназначението на органа за управление и информация за регулирания параметър. Слага се или върху самия орган за управление, или в непосредствена близост до него. Надпи­сът трябва да бъде кратък, да съдържа общоприети съкращения.

Като допълнителен начин за кодиране на органите за управление могат да се използват формата и цветът им. Кодирането на форма­та е целесъобразно да се използва тогава, когато човекът-оператор няма възможност визуално да различава различните органи, а трябва да се опира единствено на осезателния контрол (фиг. 3.15) [30].

Цветът като метод на кодиране на органите за управление е ефективен в съчетание с други методи. С помощта на цвета е удобно групирането на еднотипни органи за управление, когато на пулта има голям брой органи за управление. С помощта на цветовете могат да се отделят различни по функции органи за управление. Така например зеленият цвят се използва за “включващи”, а червеният за “изключващи” органи за управление.


Фиг. 3.15. Кодиране чрез форма на органите за управление
3.2.2. Конструктивни типове органи за управление

За въвеждане на информация от човека-оператор се използват раз­лични конструктивни типове органи за управление, всеки от които е предназначен за изпълнение на определени функции, като и изиск­ванията към тях са специфични (фиг. 3.13) [8, 23].

Оптималното разположение на бутоните е на нивото на лакътя на седящия чо­век, така че ръката да е сгъната в лакътната става на 90^о. При кратки и единични натис­кания на бутона за повишаване бързината на реагиране при сигнал разположението на бутоните трябва да е леко приповдигнато над масата, така че ъгълът между китката и плоскостта на масата да е около 30-45^о.

Бутоните и клавишите трябва да имат в момента на натиск обратна връзка. Това е свойство на органа за управление, което се изразява в пружинено съпротивление върху пръстите или дланта в момента на натиск, а при завършване на действието има последваща сигнализа­ция: механична (рязко падане на пружиненото съпротивление); акустична (кликване), светлинна.

Тумблери (“це-ка”ключета) – използват се за реализация на функ­ции, изисква­щи две или три дискретни положения; за осъществяване на операции за бързо включ­ване – изключване на електрически вериги с осигурен зрителен контрол на положе­нието на прев­ключвателя.


Фиг. 3.16. Тумблер

1 – водещ елемент; 2 – работна повърхност; 3 – панел

Ако тумблерите се превключват в противоположни посоки, техните краища трябва да са раздалечени на разстояние L₁ не по-малко

При наличие на голям брой тумблери върху панела е необходимо те да бъдат кодирани по форма, размери, цветове. При привеждане на тумблера от една позиция в друга трябва да се усеща намаляване на пружиненото съпротивление и да се чува характерното тракване (кликване). Тумблерите, използвани за аварийни ситуации, трябва да се защитават със специални капачки или да се поставят във вдлъбнати панели. За обозначаване на функциите на тумблерите се използват надписи или символи.

Препоръчва се формата на тумблерите да е конусовидна или цилин­дрична, а размерите да съответстват на антропометричните характе­ристики на палците на човека и на неговите физиологически свойства, за да се обезпечи максимално удобство на захващане в процеса на работа.

Въртящи се изключватели и превключватели (ВИП) – използват се за операции включване – изключване; последователно превключ­ване; плавно или дискретно регулиране. Разликата между изключ­вателите и превключвателите е в броя на фиксираните положения, които те могат да приемат в процеса на работа. Изключвателите имат две положения, превключвателите – три и повече.

Според взаимодействие на ръката на човека с ВИП се разглеждат четири основни типа (фиг.3.17). Началните положения на еднотип­ните ВИП трябва да са еднакво ориентирани, като максималният брой положения не превишава 24. ВИП с дискретно превключване трябва да имат указател (стрелка, точка, отметка), а също и надеждна фиксация на положението, позволяващо бързо и еднозначно опреде­ляне позицията на превключване.

Размерите на ВИП се избират в зависимост от техния тип и от големината на прилаганите усилия. При съпротивление на премест­ване на оста на превключвателя от 0.5 до 4N се използват ВИП от трети тип с размери d=6-50mm, h=12-25mm. При съпротивление
от 4-100N се използват ВИП от втори или четвърти тип с размери
D=50-120mm, H = 38-55mm. Превключвателите от първи тип имат съпротивление от 2-100N, като се препоръчват размери L=20-90mm, B=2-15mm, H=10-40mm. При необходимост от изпълнение на особено точни операции за настройка и регулиране се допуска избиране на диаметър на ВИП 3-4 пъти превишаващ указаните по-горе значения.

При разполагане на няколко ВИП на панела за управление мини­малното разстояние между тях трябва да е 20mm при работа с една ръка и 70mm при работа с двете ръце [14].

Маховиците за управление са с форма на колело, със или без спици, с диаметър по-голям от 50mm, въртящо се с една или две ръце в кръг, перпендикулярен на плоскостта на оста на въртене с цел предаване на управляващо въздействие от човека към машината. Размерите на маховиците и щурвалите зависят от начина на въртене и от прилаганите усилия.

Обикновено органите за управление се използват съвместно със свързаните с тях индикатори. За обезпечаване на най-добра точност и скорост на работа на човека-оператор е необходимо съблюдаване на редица ергономични и инженерно-психологични изисквания.

При разполагане на органите за управление и съответните им индикатори е необходимо да се предвидят такива манипулации, при които човекът-оператор не закрива с ръцете си част от индикациите на приборите. Затова трябва органите за управление да се разполагат вдясно и долу от индикатора при работа с дясна ръка и съответно вляво и долу при работа с лява ръка. Направлението на преместване на органа за управление трябва да съответства на изменението на показанията на индикатора [14, 21].

Правилното разположение на индикаторите и органите за управле­ние включва отчитане на следните принципи:

• 
  функционално съответствие;
  
• 
  обединение;
  
• 
  съвместяване на стимул и реакция;
  
• 
  последователност на действията;
  
• 
  важност и честота на използване.
  

Принципът за обединение изисква използване на суперелементи, т.е. множество еднотипни елементи за контрол или управление, прие­мащи едно и също състояние в някакви отрязъци от време и обе­динени в една група. Прилагането на този принцип спомага за значително намаляване на количеството информация, подавано към човека-оператор.

Принципът за съвместяване на стимула и реакцията изисква пространствено съотнасяне (в частния случай – сближаване) на еле­ментите на управление и индикация. Удовлетворяването на този принцип намалява броя на алтернативите, определящи потока на информация.

Принципът за последователност на действията изисква елементите върху пулта за управление да се разполагат в някаква последо­вателност, съответстваща на алгоритъма на управление на системата. (Обикновено това е последователността на четене на книга: отляво – надясно и отгоре – надолу.) Това отстранява неопределеността при избора на необходимия елемент и намалява количеството инфор­мация, постъпващо към човека.

Принципът за важност и честота на използване предвижда разполагане в удобни места за човека-оператор на най-често използваните и важни индикатори и органи за управление. Така се осигурява снижаване на умората и увеличаване ефективността на труда [26].

3.3. РАБОТНОТО МЯСТО НА ЧОВЕКА–ОПЕРАТОР
3.3.1. Работно място. Работна поза

Работни и зрителни зони
Работно място

Работното място на човека-оператор е пространството, което е оборудвано с технически средства (средства за представяне на информация, органи за управление и спомагателни елементи) и работна мебел – работен плот/маса, или пулт за управление, стол, подложка за крака и др., където се осъществява трудовата му дейност [11].

Всяко работно място има своя специфика, обусловена от характера на дейността, особености на пространствената и предметната среда.

В зависимост от организацията на взаимодействие между хората работните места могат да бъдат: индивидуални и колективни.

В зависимост от характера на управление на “Машината” от човека-оператор работните места са: с ръчно и с автоматично управление.

В зависимост от степента на специализация на “машината” работ­ните места са: универсални, специализирани, специални.

В зависимост от степента на подвижност на работното място: стационарни и подвижни.

В зависимост от степента на преместване на Човека-оператор работните места са: без преместване, с ограничено преместване, със значително преместване, с използване на транспортни средства.

В зависимост от работната поза работните места са за: седяща, стояща или смесена работна поза.

От всяко работното място се изисква да отговаря на условия за прег­ледност, удобства, пространствено оформление, хигиенни и естети­чески изисквания, както и изисквания за безопасност [19].

• 
  подходящи размери на работното пространство за човека и за неговата дейност;
  
• 
  удобно и естествено работно положение (работна поза);
  
• 
  удобни, физиологично приемливи работни движения на тялото и крайниците;
  
• 
  поносимо физическо и психическо натоварване, съответ­стващо на силите и възможностите на човека.
  

• 
  подходящо за човека-оператор разположение на средства­та за представяне на информация, органите за управление и другите елементи на работното място;
  
• 
  прегледно, естетично подреждане на всички елементи;
  
• 
  възможност за удобна и безопасна манипулация с орга­ните за управление.
  

Работната поза е най-честото и предпочитано взаимно разположение на частите на човешкото тяло при изпълнение на работни операции. Тя е променлива във времето, тъй като е свързана с работните движения. Практиката е наложила използването на седяща, стояща и седящо-стояща поза [19].

Изборът на работната поза зависи от:

• 
  характера и големината на работното натоварване;
  
• 
  характера на работните движения;
  
• 
  особеностите на технологичното оборудване;
  
• 
  размерите на работното пространство.
  

В седяща поза могат да се използват крачни органи за управление, тъй като при нея, краката не участват в поддържането на тялото на човека.

Седящата поза е с ограничена подвижност. Прилагането й води до някои негативни физиологични явления като отслабване на корем­ната мускулатура, междупрешленни изменения и др.

Оптималната седяща поза се характеризира с изправен корпус на тялото, естествена извивка на гръбначния стълб, без крайни поло­жения в ставите на ръцете и краката, икономични работни движения на ръцете, без отклонения на тялото и главата. Добрата седяща поза изисква работен стол, конструиран съобразно антропометричните показатели и спецификата на дейността на човека-оператор. Столът трябва да е с подходяща форма, размери, опори за лактите и гърба. Оптималната седяща поза дава възможност за промяна на положе­нието, движения на тялото и неговите части; осигурява благоприят­ни съотношения между височината на седалката и работната повърх­ност, оптимални размери на работните зони за ръцете и краката, регулиране височината на седалката, поставка за краката [19].

Стоящата работна поза се счита за оптимална, ако човекът-оператор е с изправен корпус на тялото, има равномерна опора, работните движения са икономични, без крайни положения в ставите на ръцете. Добрата стояща поза дава възможност за промяна на положението на тялото и кратковременни почивки; размерите на работното прос­транство са оптимални.

Работните зони са (фиг. 3.18): оптимална (1), нормална (2) и максимална (3).

Параметрите на съответните зони на досегаемост се различават в зависимост от работната поза: за стояща работна поза са представени на фиг. 3.18 а), а за седяща работна поза – на фиг. 3.18 б) и в) [14].

Работните зони за седящата работна поза в хоризонталната равнина се получават при движения на ръцете както следва (фиг. 3.18.в):

• 
  В зоната на оптимална досегаемост (1) – движенията са само в лакътната става, с прибрани до тялото ръце и с опора върху работната повърхност. Всяка ръка описва дъга от 30^о или общо за двете 60^о.
  
• 
  В зоната на нормална досегаемост (2) – движенията на ръцете са от раменната става при полуразгъната лакътна става. Всяка ръка описва дъга от 60^о или общо 120^о за двете ръце.
  
• 
  В зоната на максимална досегаемост (3) – движенията са от раменната става при максимално разгъната лакътна става. Всяка ръка описва дъга 120^о или общо 240^о за двете ръце.
  

Органите за управление, които се използват до пет пъти на смяна, могат да бъдат разположени извън границите на досегаемост. Аварийните органи за управление трябва да бъдат в оптималната работна зона, но да се кодират по начин, позволяващ бързо раз­познаване.

оптимална (1), нормална (2), максимална (3);

за стояща работна поза – а; за седяща работна поза във вертикална – б

и в – в хоризонтална равнина

Зрителните зони са: оптимална (препоръчителна), нормална (допус­тима) и периферна (неподходяща) и имат различни параметри в зависимост от степените на свобода на движение на очите, главата и тялото. На фиг. 3.19 са представени зрителните зони във вертикална (а) и хоризонтална (б) плоскост при движение само на очите.

оптимална 30^о, нормална 60^о, зона на периферно зрение – до 120^о.

Във вертикалната плоскост има изместване на зрителните зони с около 15^о от хоризонталната линия на погледа до нормалната линия на погледа [10].

Средствата за представяне на информация се разполагат в съот­ветните зрителни зони според вида на зрителната задача (табл.3.2) и в зависимост от честотата на използване. Тези от тях, които се използват много често (с честота две и повече операции за минута и изискват висока точност и скорост на отчитане) се поставят в препоръчителната зона на 15^о от хоризонталната линия на погледа. Често използваните средства за представяне на информация
(по-малко от две операции за минута, но не повече от две операции за час и изискващи по-малка точност и скорост на отчитане) се поставят в допустимата зона – 30^о от нормалната линия на погледа във вертикалната равнина и 30^о в хоризонталната равнина. По-рядко използваните средства за представяне на информация (не повече от две операции за час) е подходящо да бъдат разположени в граничните части на допустимата – нормална зрителна зона, а именно: във вертикалната и хоризонтална равнина под ъгъл 60^о [17].

3.3.2. Компоненти и параметри на работното място

Основни компоненти на работно място са работен плот/повърхност, или пулт за управление, работен стол, подложка за крака [16].

При проектиране на конкретни работни места могат да възникнат следните случаи:

• 
  височината на седалката на човека-оператор и на работ­ната повърхност се регулира в широки граници;
  
• 
  работната височина е постоянна, а височината на седал­ката се променя.
  

Височина на седалището – А

Височина на мястото за краката – В

Височина на работната повърхност – С

Височина за работа на ръцете – D

Разстояние за зрителна работа – Е

Зрителен ъгъл – α

Място за краката на човека над седалката – F

Височина на подложката за крака – G

Дълбочина на обсега за манипулации – Н

На фиг. 3.21 са представени номограми, по които може да се определят височината на работната повърхност (Н_рп), височината на седалката (Н_с) в зависимост от ръста на човека (Н_р). Височината на работната повърхност е дадена за четири случая на зрителна работа: А – прецизна; Б – нормална; В и Г – облекчена. Параметрите Н_ср, Н_ср,min са съответно препоръчвано и минимално разстояние между работната повърхност и равнината на седалката. На втората група номограми са представени зависимостите между височината на седалката (Н_с) и височината на подложката за крака (Н_пс) при различни типове зрителна работа (А, Б, В, Г), в зависимост от ръста на човека (Н_р) [17].



Фиг. 3.21 Номограми за определяне височината на
работната повърхност и на седалката в зависимост
от ръста на човека и типа на зрителната работа

При работа в седнало положение трябва да се осигурява място за краката (педипулационно пространство). Разстоянието от долната повърх­ност на работния плот до горната повърхност на бедрото трябва да е най-малко равно на дебелината на бедрото. Това отговаря приблизително на 600 mm височина от нивото на пода до долната повърхност на работния плот, или трябва да се осигури минимално разстояние от 180 mm между горния край на седалката и долната повърхност на работния плот (фиг. 3.22.) [11].

Средствата за представяне на информация са разположени върху информационен панел на пулта за управление. Това са:

• 
  индикатори – предназначени за постоянно представяне пред човека-оператор на сведения за отделни характерис­тики за състоянието на предмета на труда, системата, външната среда и начините за въздействие върху тях;
  
• 
  сигнализатори – предназначени за представяне на сведе­ния в случаите, когато се изисква специално привличане на вниманието на човека-оператор;
  
• 
  мнемосхема – условно показваща структурата и динами­ката на управляемия обект и алгоритъма на управление.
  

Към ергономични характеристики на пултовете за управление се отнасят формата и геометричните размери. Използват се пултове за управление с фронтал­на, трапецовидна, многостранна или полу­кръгла форма (фиг.3.23) и пулт с изнесен панел (фиг.3.24) [14].

Фронталната се използва, когато е възможно всички органи за управление да се разположат в зоните на максимална и нормална досегаемост, а индикаторите – в зоните на централно и периферно зрение. Трапецовидната форма се използва, когато всички органи за управление и индикатори не могат да се разположат фронтално. Тогава в странични панели, под ъгъл 90-120^о, се поставят част от органите за управление някои индикатори. Многостранната или полукръгла форма на пулта се използва при голям брой средства за представяне на информация и органи за управление. Препоръчва се страничните панели да се поставят така, че да са перпендикулярни на линията на погледа на оператора. Минималният диаметър на полукръглия пулт за един човек е 1200mm.



Фиг. 3.23. Форми на пултовете за управление:

a – фронтална; б – трапецовидна; в – многостранна

Работният стол за седяща работна поза е важен елемент от работното място. Неговото предназначение е да поддържа човешкото тяло в правилна и устойчива седяща поза. От ергономичната конструкция на стола в голяма степен зависят и резултатите от дейността на човека, неговата работоспособност и удовлетвореност от труда [19].

Работните столове са различни видове.

Според конструкцията са: столове, табуретки, седла, седалки за вода­чи на мобилни машини, операторски кресла, скамейки и др.

Според височината са: ниски, високи, средни.

Според тапицировката: тапицирани, твърди, твърди с еластично окачване.

Според степента на подвижност: въртящи – невъртящи; регулируеми – нерегулируеми; подвижни – неподвижни.

Работните столове влизат в непосредствен и продължителен контакт с тялото на човек, поемат неговото тегло и това налага пълно адапти­ране към антропометричните и функционалните му характеристики.

Степента на комфорт на стола за човека, който го ползва, се опреде­ля от гледна точка на:

• 
  регулируемост на елементите – височина на седалката, наклон на облегалката;
  
• 
  възможност за завъртане;
  
• 
  тегло на стола;
  
• 
  тапициране на седалката;
  
• 
  тапициране на облегалката;
  
• 
  топлинна изолация;
  
• 
  опори за ръцете.
  

Подложката за краката е съществен елемент от работното място в седяща поза, особено когато височината на работния плот е проек­тирана за висока фигура, а на работното място има по-ниски хора. Височината на подложката варира от 250 до 300mm, големината на повърхността й е около 400х400mm. Подложката за крака трябва да е устойчива, с възможност за регулиране на наклона, повърхността да е релефна и да е с малка топлопроводимост [19].