Охрана труда и экологическая безопасность

6 Охрана труда и экологическая безопасность

Обеспечение эргономичности программируемого таймера для установки подводного вытяжения позвоночника.

Эффективность системы «человек-машина» (СЧМ) определяется тем, насколько такая система соответствует эргономическим требованиям.

Эргономические требования к СЧМ отражают весь комплекс взаимосвязей и взаимозависимостей компонентов системы и имеют достаточно сложную структуру. Эргономические показатели программируемого таймера включают в себя следующие требования:к алгоритму деятельности человека-оператора; к средствам отображения информации; к органам управления; к средствам обеспечения безопасности и другому оборудованию на рабочем месте; к габаритным размерам рабочего места; к размещению средств отображения информации и органов управления; к физическим факторам; к биологическим факторам [6].

Рабочим местом оператора СЧМ называется некоторое пространство, с расположенными в нем средствами отображения информации, органами управления и вспомогательным оборудованием, где осуществляется трудовая деятельность человека-оператора.

Рабочая среда данного пространства представляет собой совокупность физических, химических, биологических, информационных, социально-психологических и эстетических факторов внешней среды, воздействующей на оператора. Для оценки качества рабочей среды существует система показателей, характеризующих состояние каждого фактора. Эта система включает оптимальный (допустимый) уровень того или иного фактора, фактическую его величину, определяемую с помощью инструментальных методов исследования или экспертным путем, а также степень отклонения фактической величины от оптимального уровня, которая выражается в баллах.

Предложена четырех бальная система оценок факторов рабочей среды: 0, 1, 2, 3.

Баллом «0» оцениваются факторы, которые не превышают нормативных или предельно допустимых значений. Если на рабочем месте все факторы оценены баллом «0», то на нем сформирована комфортная рабочая среда.

Баллом «1» оцениваются факторы рабочей среды, величина которых несколько превышает допустимые (оптимальные) уровни. Наличие факторов в рабочей зоне, оцененных баллом «1», характеризует рабочую среду как относительно дискомфортную.

Баллом «2» оцениваются факторы, формирующие тяжелые, вредные или напряженные условия труда, т.е. экстремальную рабочую среду.

Баллом «3» оцениваются факторы, формирующие очень тяжелые, очень вредные или очень напряженные условия труда, т.е. сверхэкстремальную рабочую среду [8].

Задачей в инженерной психологии и технической эстетики в приборостроении является изучение особенностей работы человека-оператора при обслуживании РЭС, раскрытие средних способностей нормальной деятельности оператора при управлении, установление разумных пределов быстроты реакции оператора, выработка требований, способствующих созданию рационального конструкторского решения и оптимальных условий окружающей среды, а также качественное оформление приборов.

Качество внешнего оформления прибора зависит от того, насколько удачно средства обеспечения технических требований сочетаются со средствами обеспечения требований эстетики.

Реализация законченного внешнего вида прибора осуществляется конструктором и дизайнером.

Приборы будут отвечать своему назначению тогда, когда их форма будет проста и выразительна, а отдельные части – подчеркивать основное назначение прибора.

Каждый цветовой фон по-разному оказывает влияние на степень утомляемости зрения. Наиболее утомляет глаз красный и сине-фиолетовый цвета. Наиболее приемлемы желтый, желто-зеленый и голубовато-зеленый цвета и цвета слабой насыщенности.

Конструирование лицевой панели устройства включает выполнение следующих этапов: определение размеров лицевой панели и индикаторов; выбор органов управления; эргономический анализ спроектированной лицевой панели [7].

Размещаемые на панели элементы коммутации, органы управления на ее поверхности компонуются в соответствии с требованиями эргономики и технической эстетики.

Габариты панели выбираются на основе комплексного решения соблюдения эргономических требований по размещению элементов панели и компоновки остальной части устройства РЭС.

В разрабатываемом устройстве имеются следующие органы управления:

1) выключатель двухпозиционный для включения и выключения прибора. На панели в верхнем положении тумблера должно быть написано «ВКЛ.», а в нижнем положении– «ВЫКЛ.». Размер букв и расстояние между ними будет рассчитан ниже.

2) клавиатура, включающая четыре клавиши размером 10х10 мм , первая из которых предназначена для выхода в меню функций, и имеет на поверхности надпись «меню», вторая и третья – клавиши изменения вводимых величин, обозначенные стрелками, и четвёртая – клавиша ввода величины/выбора элементов меню, обозначенная как «ввод»

В разрабатываемом устройстве применен микропроцессорный жидкокристаллический модуль для отображения информации (рисунок 6.1) .

Цифровой индикатор располагается по центру панели, а под ним должны быть расположены органы управления датчиками. Угловые размеры знаков находятся в пределах 20 угловых минут. Контраст знаков и фона не менее 3 к 1 [7]. В системе индикации обеспечена возможность регулировки контрастности переменным резистором. Ручка для поворотной регулировки r=3мм.

Максимальная длина лицевой панели определяется исходя из горизонтального и вертикального угловых размеров зоны периферического зрения оператора и требуемого расстояния до панели. Она вычисляется по формуле:

 (6.1)

где - требуемое расстояние до лицевой панели (для пульта l=0,5 м);

– горизонтальный угол обзора панели (для зоны периферического зрения

Максимальная высота панели определяется по формуле:

, (6.2)

где – вертикальный угол обзора панели ()

.

Площадь поля зрения на лицевой панели вычисляется по формуле:

 (6.3)

.

Отсюда, при числе элементов, размещаемых на панели минимальная площадь панели вычисляется по формуле:

(6.4)

где – число элементов на панели;

м².

Однако, эта площадь не учитывает установочной площади отдельных элементов, размещаемых на панели. Для определения минимально допустимых размеров панели необходимо найти суммарную установочную площадь элементов по формуле:

(6.5)

где – установочная площадь i-го элемента;

Для дальнейших расчетов примем площадь панели равную , так как она больше чем .

С целью уменьшения габаритов и веса, фактическую площадь лицевой панели выбирают из соотношения:

 (6.6)

где – коэффициент использования площади ();

Минимально допустимые размеры знаков и символов на лицевой панели определяются по формуле:

(6.7)

где – допустимый угловой поворот символа (для простых символов ).

.

Допустимая минимальная ширина символа определяется по формуле:

(6.8)

где F – формат символа (F=2/3).

Тогда:

.

Расстояние между символами принимается равным половине ширины символа. Минимальное расстояние от краев одного знака до другого равно ширине (или высоте) знака [7]. Так как сам прибор имеет покрытие под названием «белая ночь», то все надписи и знаки должны быть выполнены черной краской не имеющей бликов. Краска должна быть нестираемой и при нанесении знаков должна обеспечивать требуемый контраст и четкость.

Минимальное расстояние от края индикатора до ближайшего знака, отображаемого на нем равно ширине (или высоте) знака. В этом случае размеры индикатора вычисляют по формулам:

,  (6.9)

,  (6.10)

где  и  – высота и ширина индикатора;

 и  – число знаков индикатора, располагаемых по вертикали и горизонтали;

 и  – высота и ширина символов.

Для табло получим:

мм.

мм.

В качестве индикатора используется жидкокристаллический модуль МТ-12S2-1 со встроенной подсветкой.

Для обеспечения оптимального считывания показаний индикатора оператором, необходимо обеспечить контрастность изображения в пределах:

, (6.11)

где – коэффициент контраста.

Проведем расчет данных для обеспечения нормального считывания показаний индикатора при следующих данных:

внешняя освещенность среды от 10 до 500 лк;

коэффициент отражения поверхности =0,75;

высота знака =9 мм;

расстояние от глаз оператора до знака примем l=0,5 м.

Определим коэффициент отражения знака по формуле:

, (6.12)

.

Подбираем цвет индикатора зеленый с =0,15.

Определим отраженную яркость по формуле:

, (6.13)

где Е – освещенность поверхности.

.

Определим угловой размер знака индикатора по формуле:

, (6.14)

По графику приведенному в [7] определим для  и значение порогового контраста . Оно удовлетворяет значению условия:

, (6.15)

Следовательно, дополнительной подсветки не требуется.

Определим яркость знака для максимальной освещенности по формуле :

.

Определим яркость фона по формуле (6.13):

.

Определим контраст (коэффициент контраста) по формуле:

, (6.16)

.

Требуемый контраст обеспечен, так как он удовлетворяет условию (6.11).

При размещении средств отображения информации учитывались следующие требования:

а)функционально связанные органы управления и индикатор располагаются в непосредственной близости друг от друга;б)органы управления датчиками и

связанный с ними индикатор расположены так, что сами органы управления и рука при работе с прибором не закрывает показания индикатора;

в)органы управления датчиками сгруппированы соответствующим образом: последовательные действия производятся слева направо [7].

Приблизительная компоновка органов управления на передней панели приведена на рисунке 6.2. Представленная на рисунке 6.2 компоновка панели управления удовлетворяет всем эргономическим требованиям к расположению элементов управления. Действия оператором совершаются слева направо, в процессе работы индикатор всегда находится в поле зрения.