Рекомендуемые усилия на органы управления

Тип органа управления	Величина усилия, Н
Рукоятка	20-40
Кнопки, тумблеры, переключатели: «легкого типа» «тяжелого типа»	1,4—1,6 6—12
Ножные педали управления, исполь­зуемые: редко часто	20—50
Рычаги управления, используемые: Периодически постоянно	120—160 20—40

 

Наиболее точные ощущения характерны для дви­жений, совершаемых на расстоянии 15 — 35 см от сред­ней точки тела. Уже на расстоянии 40 — 50 см точность анализа существенно снижается. Точность попадания рукой в нужное место на пульте управления составля­ет ±15 мсм в средней зоне ниже груди и ±30 мсм в крайних зонах. Точностные характеристики движений определяют также вероятность ошибочных реакций оператора [192]. Этот вопрос более подробно рассмот­рен в конце данной главы.

Уменьшению утомляемости и повышению произ­водительности труда способствует соблюдение прин­ципов экономии движений и энергии, основанных на учете физиологических и биомеханических особенно­стей двигательного аппарата (рис. 14.2).

К принципам экономии движений относят следу­ющие:

 

Рис. 14.2. Принципы экономии движений и усилий.

■ принцип непрерывности, в соответствии с которым каж­дое последующее движение должно быть естественным продолжением предыдущего;

■ принцип параллельности, заключающийся в обеспечении одновременности движений обеих рук, а также рук и ног работающего;

■ принцип благоприятных траекторий, предусматриваю­щий возможность симметричных, плавных, круговых, не­прерывных движений вместо несимметричных, зигзаго­образных, прямолинейных;

■ принцип оптимальной интенсивности, обеспечивающий высокую производительность труда при оптимальных значениях физического и нервного напряжений;

■ принцип ритмичности, заключающийся в регулярной по­вторяемости движений через определенные (равные) про­межутки времени (наиболее благоприятным является ес­тественный ритм);

■ принцип привычности движений, обеспечивающий авто­матическое их выполнение, что достигается тренировкой, в результате которой вырабатываются динамические сте­реотипы действий.

Заканчивая рассмотрение характеристик управля­ющих движений, необходимо хотя бы кратко сказать об особенностях формирования двигательных навыков. В процессе их формирования изменяются взаимоотно­шения между видами движений. На первой ступени обычно преобладают гностические движения. Позднее они редуцируются и настолько тесно сливаются с ра­бочими движениями, что их трудно бывает разделить. В результате движения становятся более плавными и стабильными. На начальных ступенях образование двигательного навыка происходит под контролем зре­ния; впоследствии же этот контроль все более перехо­дит к чувствительным приборам двигательного аппара­та — к тактильному и кинестетическому анализаторам. При этом образуется внутренний контур регулирова­ния, определяемый действием этих анализаторов, в котором сигналы проходят значительно быстрее (0,4 с), чем по внешнему контуру регулирования, включающе­му зрительный контроль (1 — 2 с). Это важное свойство может быть использовано также для повышения каче­ства управления путем подачи сигналов обратной связи не на зрительный, а непосредственно на тактильный анализатор. Это связано с тем, что знание оператором результатов своих действий (самоконтроль своей ра­боты) является важным средством повышения эффек­тивности труда.

Помимо мануальных действий, как уже отмечалось, в ряде случаев для управления машиной могут исполь­зоваться рабочие действия ногами. Обычно они носят вспомогательный характер, однако иногда эти действия оказываются весьма важными (например, управление самолетом, станком, автомобилем и т. п.).

Скорость и точность движений, выполняемых сто­пой, могут соперничать с некоторыми движениями, выполняемыми руками. Так, временные параметры элементарных движений рукой, встречающихся в опе­раторской деятельности (в частности, «время дотяги­вания») при расстояниях 150 мм ничуть не меньше, чем время выполнения этих движений стопой. Эксперимен­ты по определению точности приложения статических сил к средствам управления самолетом (рычаги, штур­вал) показывают, что точность выполнения операций с помощью ног примерно такая же, как с помощью рук. Силовые возможности ног зачастую выше аналогич­ных возможностей рук [7].

Биомеханические характеристики нижних конеч­ностей необходимо учитывать при конструировании органов ножного управления (педалей). Основными из них являются антропометрические размеры, массоинерционные, кинематические, силовые и точностные характеристики. Довольно подробно они приведены в работе [7]. Примеры учета их при конструировании педалей приведены в главе XVII.

 

Психомоторика оператора

 

Любому управляющему действию оператора пред­шествуют те или иные психические процессы. Реализа­ция психической деятельности посредством движений, как отмечалось в главе II, носит название психомотори­ки. Объективно психомоторика проявляется в психомо­торных процессах. Основу их составляют идеомоторные, эмоционально-моторные и сенсомоторные процессы.

Идеомоторные процессы, или идеомоторика (от греч. idea — идея, образ и лат. motor — приводящий в движение) связывают представление о движении с его реальным осуществлением. Эти процессы имеют боль­шое значение при построении мысленных (идеальных) моделей деятельности оператора, при проведении тре­нировок, решении различного рода «вводных».

Эмоционально-моторные процессы отражают вли­яние различного рода эмоций на устойчивость двига­тельных актов. Эмоции могут при определенных усло­виях вызвать нарушения нормального протекания, психомоторных процессов или эмоционально-мотор­ную напряженность. Последняя проявляется в позе, мимике, чрезмерно замедленных движениях, неадек­ватной нагрузке, усилении ряда вегетативных функ­ций. Для многих видов операторской деятельности профессионально значимым качеством является эмо­ционально-моторная устойчивость, то есть сохранение профессиональных двигательных навыков в условиях действия экстремальных факторов [128].

Сенсомоторные процессы, или сенсомоторика (от лат. sensus — чувство, ощущение) определяют взаимо­связь сенсорных и моторных (двигательных) компонен­тов психической деятельности. С помощью этих процессов осуществляется связь восприятия и движения, которая проявляется в виде сенсомоторных реакций или сенсомоторной координации.

Сенсомоторной реакцией называется одиночное (дискретное) движение оператора на появление (пре­кращение действия) того или иного раздражителя. Изучение сенсомоторных реакций имеет большое зна­чение для инженерной психологии. Это обусловлено следующими причинами. Во-первых, многие виды опе­раторской деятельности в той или иной степени пред­ставляют собой совокупность различных видов сенсомоторных реакций. Во-вторых, время реакции может использоваться как один из показателей психофизиоло­гического состояния оператора или готовности его к выполнению определенного вида деятельности. В-тре­тьих, время реакции очень часто используется как индикатор при инженерно-психологических измерени­ях и исследованиях.

Различают следующие типы сенсомоторных реак­ций: простая, сложная и реакция на движущийся объект.

Простая сенсомоторная реакция заключается в ответе заранее известным простым одиночным движе­нием на внезапно появляющийся, но заранее извест­ный сигнал. Основной показатель такой реакции — время, которое складывается из двух составляющих: латентного (скрытого) периода и времени моторного акта.

В реальных процессах работы оператора простые сенсомоторные реакции встречаются сравнительно редко. Наиболее характерными являются сложные реакции, в которых требуемое действие оператора зависит от вида и характера поступившего сигнала. Например, каждому из сигналов соответствует вклю­чение своего тумблера. При анализе сложных реакций необходимо иметь в виду, что движения в той или иной степени осуществляются под контролем зрительной системы. Многие элементы программы двигательного акта формируются еще до начала движения, по отно­шению к которому зрительная система выступает в роли задающего устройства. Таким образом, сенсорная и моторная компоненты времени реакции (ВР) имеют на оси времени общий участок (на рис. 14.3 он обозначен штриховкой). Это означает, что в это время на­чинают работать несколько параллельных уровней регуляции [116].

 

Рис. 14.3. Соотношение между различными компонентами

сенсомоторной реакции: ЛП — латентный период;

ВД — время движения.

 

При изучении управляющих движений большое значение имеет анализ ошибочных реакций операто­ра. Наиболее полно и систематично этот вопрос рас­смотрен в работе [192]. Установлено, например, что число ошибок существенно зависит от вида и направ­ления движения (табл. 14.5).

На основании данных табл. 14.5 можно сделать ряд важных выводов по сокращению числа ошибочных реакций оператора. Из трех основных направлений поступательных движений (вверх-вниз, вперед-назад и вправо-влево) лучшими по числу ошибок являются первые. Им несколько уступают продольные движения (вперед-назад). Поперечные движения (вправо-влево) дают гораздо большую частоту ошибок, поэтому при конструировании рабочих мест оператора их следует всячески исключать. Для рассмотренных движений имеются также направления, для которых вероятность ошибки меньше, чем для противоположных. Такими направлениями являются вверх, вперед и вправо. Преимущество этих направлений обнаружено для обе­их рук.

Особенно большую частоту ошибок и пропусков дают поворотные движения рук вокруг продольных осей. Поэтому при создании рабочих мест целесооб­разно отказаться от применения поворотных рукояток в тех случаях, когда необходимо обеспечить минималь­ную частоту ошибочных действий оператора. Если все же параллельно с дискретными действиями оператор должен выполнять операции точного регулирования или слежения, лучшим распределением функций яв­ляется следующее: правая рука осуществляет точные непрерывные движения, а левая выполняет дискрет­ные действия.

Таблица 14.5