Моторное поле и зоны видимости человека в системе оператор горная машина Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ляющие моторное и зрительное ПОЛЯ оператора. В качестве примера нами приводится анализ моторного поля оператора механизированной крепи очистного комплекса КМ-138 с использованием математической модели компьютерного фантома [1]. Рабочее пространство по горизонтали ограничено стойками крепи. В математической модели они рассматриваются как набор цилиндрических поверхностей. Ширина рабочего простран-ства, в котором может располагаться оператор без учета подвижности рук, равна расстоянию между рядами стоек. Положение оператора в рабочем пространстве определяется его антропометрическими параметрами [2,3]. Длина руки мужчины колеблется от 0.71 до 0.84 м. При захвате органа управления она сокращается до 0.583-0.713 м соответственно. Для управления крепью оператор должен находиться не далее 0.55-0.7 м от пульта управления в зависимости от размеров тела.

Высота рабочего пространства оператора крепи (рис. 1) определяется мощностью пласта за вычетом толщины перекрытия и основания и величины подштыбовок.

В расчете принят пологий пласт мощностью 1.73 м. В выбранных условиях высота рабочего пространства составила 1.29 м. При такой высоте можно работать в позах “стоя на четвереньках”, “стоя на колене с присаживанием на пятку”, “сидя на корточках”, “сидя на пятках” [ 3].

При работе в позах “стоя на колене”, “сидя на пятках” и “сидя на корточках” (т.е. с вертикальным корпусом) размеры и форма оптимальной зоны досягаемости аналогичны позе “стоя”. Максимальную зону досягаемости несколько ограничивают вынесенные вперед ноги оператора. Поэтому в нижней области максимальной зоны досягаемости обычно не располагают органов управления и средств индикации, т.к. они будут ограничивать свободу движения оператора и не застрахованы от непреднамеренного включения или случайной поломки.

Для позы “стоя на четвереньках” оптимальная зона досягаемости аналогична позе “стоя согнувшись”, но в данном случае оптимальная и максимальная зоны моторного поля оператора ограничены снизу опорной поверхностью, т.е. основанием крепи.

Проекция зоны на сагиттальную плоскость (т.е. плоскость симметрии тела человека) определяется следующим образом [3]:

1. Ближняя нижняя точка - плечо параллельно корпусу, локоть прижат к телу, предплечье перпендикулярно корпусу.

2. Ближняя верхняя точка - предплечье поднято вверх на 45°

3. Дальняя нижняя точка - рука выпрямлена и кисть находится на линии продолжения предплечья в положении 1.

4. Дальняя верхняя точка - рука выпрямлена и составляет с туловищем угол 135°.

При работе стоя на четвереньках, одна рука чаще левая, играет роль опорной.

Границы зон моторного поля оператора были определены путем расчета кинематических цепей математической модели [1]. Результаты расчета показали, что пульт управления расположен выше оптимальных зон досягаемости для любой из возможных рабочих поз и только в положении “стоя на колене” нижняя часть пульта (примерно 100 мм от нижнего края) находятся в оптимальной зоне. остальная часть пульта управления попадает в максимальную зону досягаемости. На рис. 1 показан пример расположения зон моторного поля оператора с длиной руки 0.76 м при работе в позе “сидя на пятках”.

Наиболее эффективный контроль за приборами и органами управления достигается при их размещении в оптимальной зоне видимости и досягаемости. С использованием компьютерного фантома оператора на основании математи-

Результаты расчета показали, что пульт управления целиком располагается в пределах зоны нормальной видимости. Для обзора всей рабочей зоны оператор вынужден поворачивать голову на угол до 25° от сагиттальной плоскости. Удержание головы в этом положении вызывает статическое напряжение мышц шеи и затылка, что следует считать неудовлетворительным.

На рис. 2. показаны границы нормальной видимости при работе оператора с пультом управления.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вью шина М.Н., Жура В.П., Кривенко А.Е. Математическая модель человека в системе “оператор - горная машина”. Горный информационно-аналитический бюллетень. № 4, 1996,-с. 91-93.

2. Антропометрический атлас. Методические рекомендации. М.: ВНИИТ, 1977.

3. Инженерная психология в применении к проектированию оборудования. П./р. Ломова Б.Ф., Петрова В.И. М.: Машиностроение, 1971.

© В.М.Рачек, М.Н.Вьюшина, А.Е.Кривенко