1 主題內(nèi)容與適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了操縱器的選用、設(shè)計(jì)原則和一般人類工效學(xué)要求。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于工作系統(tǒng)中用手控或腳控的操縱器的設(shè)計(jì)和選用。
2 引用標(biāo)準(zhǔn)
GB 10000 中國(guó)成年人人體尺寸
JB/Z 308 工作崗位一般人機(jī)工程要求
3 操縱工控制方式的分類
3.1 手控操縱器
如手輪、操縱桿、操縱曲柄、按鍵、按鈕、旋鈕和扳鈕開(kāi)關(guān)等。
3.2腳控操縱器
如腳蹬、踏板、踏鈕等。
4 操縱工的選用原則
4.1 手控操縱器適用于精細(xì)、快速調(diào)節(jié),也可用于分級(jí)和連續(xù)調(diào)節(jié)。
4.1.1 手輪適用于細(xì)微調(diào)節(jié)和平穩(wěn)調(diào)節(jié),當(dāng)手輪一次連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)角度大于120°時(shí)應(yīng)選用帶柄手輪。
4.1.2 曲柄適用于費(fèi)力、移動(dòng)幅度大而精度要求不高的調(diào)節(jié)。
4.1.3 操縱桿適用于在活動(dòng)范圍有限的場(chǎng)所進(jìn)行多級(jí)快速調(diào)節(jié)。
4.1.4 按鍵式、按鈕式開(kāi)關(guān)適用于快速控制線路的接通與斷開(kāi)。
4.1.5 扳鈕開(kāi)關(guān)適用于兩種或三種狀態(tài)的調(diào)節(jié)。
4.1.6 旋鈕適用于用力較小且變化細(xì)微的連續(xù)調(diào)節(jié)或三種狀態(tài)以上的分級(jí)調(diào)節(jié)。
4.2 腳控操縱器適用于動(dòng)作簡(jiǎn)單、快速、需用力大的調(diào)節(jié),腳控操縱器應(yīng)在坐姿有靠背的條件下選用。
5 操縱器一般工效學(xué)要求
5.1 設(shè)計(jì)要求
5.1.1 需用手握緊的操縱器,在與手接觸的部位應(yīng)為球形、圓柱形、環(huán)形或其他便于持握的形狀,需與手指接觸的部分應(yīng)有適合指形的波紋,其橫截面應(yīng)為橢圓形或圓形,表面不得有尖角毛刺、缺口棱邊等。以保證操縱舒適,用力方便,持握牢靠。
5.1.2 為使觀測(cè)目標(biāo)時(shí)視野良好,便于雙手掌握,控制方向用的手輪可以制成半圓形或弧形的轉(zhuǎn)向把型式(見(jiàn)圖1)。
圖1
圖2
5.1.3 雙手操縱的手輪(或轉(zhuǎn)向把)一次連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)角度一般不應(yīng)大于90°,最大不得超過(guò)120°(見(jiàn)圖2)。
5.1.4 帶柄手輪做大于120°機(jī)動(dòng)快速旋轉(zhuǎn)時(shí),須有自動(dòng)離合裝置保證手輪與轉(zhuǎn)軸及時(shí)脫開(kāi)或能使手柄及時(shí)折合沉入輪緣。無(wú)論裝在手輪上或裝在曲柄上的手柄都應(yīng)能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.1.5 操縱桿扳轉(zhuǎn)角度應(yīng)在30°~60°范圍內(nèi),最大不得超過(guò)90°。
5.1.6 用手掌按壓操作的操縱器的表面要有球面凸起形狀,用手指按壓的表面要有適合指形的凹陷輪廓。按鈕的水平截面應(yīng)為圓形或矩形,按鍵應(yīng)為矩形。矩形按鈕和直徑在3~5mm的按鈕可做成球面或平面形狀,若為編碼的需要允許制成其他形狀(見(jiàn)圖3)。
圖3
5.1.7 用手指操縱的扳鈕開(kāi)關(guān),轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的柄部應(yīng)為圓柱形、圓錐形或棱柱形。圓錐形柄部應(yīng)大徑朝外,且柄的外端呈球形。雙位轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)從一個(gè)位置扳轉(zhuǎn)到另一位置的角度一般應(yīng)不超過(guò)40°~90°范圍,三位轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為30°~50°。
5.1.8 用于分級(jí)調(diào)節(jié)的操縱器從一個(gè)位置扳轉(zhuǎn)到另一位置時(shí)阻力應(yīng)逐漸增加,一旦到位則應(yīng)有明顯的手感或到位聲響,不允許在兩個(gè)工位之間發(fā)生停滯不動(dòng)的現(xiàn)象。
5.1.9 與手接觸的操縱器的表面溫度在10℃以下60以上時(shí),應(yīng)采用導(dǎo)熱系數(shù)低的材料制造或包敷。
5.1.10 腳控操縱器不應(yīng)使踝關(guān)節(jié)在操作時(shí)過(guò)分彎屈,腳踏板與地面的最佳傾角一般為30°。在操縱時(shí)腳掌應(yīng)與小腿近似垂直,踝關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍不大于25°,并應(yīng)在蹬踏力消除后保證操縱器能自動(dòng)復(fù)位。
5.1.11 有定位或保險(xiǎn)裝置的操縱器其終點(diǎn)位置應(yīng)有標(biāo)記或?qū)iT(mén)止動(dòng)限位裝置。分級(jí)調(diào)節(jié)的操縱器還應(yīng)有中間各檔位置標(biāo)記和定位及自鎖、連鎖裝置,以保證在工作過(guò)程不會(huì)由于意外觸動(dòng)和振動(dòng)而產(chǎn)生誤動(dòng)作現(xiàn)象。
5.2 操縱器的尺寸要求
5.2.1 操縱器的尺寸應(yīng)符合GB 10000中有關(guān)操作者動(dòng)作肢體的人體測(cè)量學(xué)指標(biāo)。
5.2.2 手輪(包括帶柄手輪)和曲柄的基本尺寸應(yīng)符合圖4和表1的規(guī)定。
圖4
表1 mm
5.2.3 帶矩手輪和轉(zhuǎn)向把的手柄基本尺寸應(yīng)符合表2規(guī)定
表2 mm
5.2.4 操縱桿柄部地基本尺寸應(yīng)符合表3規(guī)定。
表3 mm
注:球形或梨形柄部適用于擺動(dòng)角度大于(或等于)30°的操縱桿;圓錐形或錠子形適用于擺動(dòng)角度小于30°的操縱桿。
5.2.5 扳鈕開(kāi)關(guān)柄部基本尺寸應(yīng)適合圖5和表4規(guī)定。
圖5
表4 mm
注:帶手套操作時(shí)最小長(zhǎng)度為35mm。
5.2.6 按鈕和按鍵式開(kāi)關(guān)的基本尺寸應(yīng)符合圖6和表5規(guī)定。
圖6
表5 mm
注:帶手套操作時(shí)最小直徑為18mm。
5.2.7 旋鈕的基本尺寸應(yīng)符合圖7和表6的規(guī)定。
圖7
表6
5.2.8 腳控操縱器的踩踏平面應(yīng)為長(zhǎng)方形或橢圓形,其長(zhǎng)度應(yīng)不小于75mm,寬度不少于25mm,表面為齒紋形或防滑脫的其他形狀。
5.3操縱器的配置要求
5.3.1 操縱器的配置應(yīng)按功能要求(使用的重要性)、操作頻率和操作順序進(jìn)行安排。
5.3.2 在任何情況下操縱器的手柄、輪緣、按鍵、旋鈕、扳鈕等用手接觸的部位均應(yīng)布置在JB/Z 308所規(guī)定的操作者上肢活動(dòng)范圍的可達(dá)區(qū)域內(nèi),重要的和經(jīng)常使用的操縱器應(yīng)配置在易達(dá)區(qū),使用頻繁的應(yīng)配置在最佳區(qū)。同時(shí)應(yīng)符合操作的安全要求。
5.3.3 配置操縱器數(shù)量較多時(shí)應(yīng)成組排列,功能相關(guān)的操縱器,顯示器應(yīng)集中安放,對(duì)有操作順序關(guān)系的操縱器應(yīng)由左向右(橫向排列時(shí))或自上而下(縱向排列時(shí))的順序進(jìn)行排列。與操縱器功能有關(guān)的顯示器應(yīng)按功能性質(zhì)相鄰安排,而且操縱器應(yīng)配置在顯示器的下側(cè)或右側(cè),以避免操作時(shí)手臂擋住觀察顯示器的視線。分組排列時(shí)各組之間的輪廓界限應(yīng)采用對(duì)比較鮮明的顏色、圖案或線條框格加以區(qū)分以便識(shí)別。
5.3.4 在同一平面相鄰且相互平行配置的操縱器不產(chǎn)生相互干涉的內(nèi)側(cè)間隔距離應(yīng)符合圖8和表7的規(guī)定。
圖8
表7 mm
5.3.5 操縱器的控制功能應(yīng)與調(diào)節(jié)動(dòng)作方向相互協(xié)調(diào)一致。其對(duì)應(yīng)關(guān)系須符合表8的規(guī)定。當(dāng)不一致時(shí)應(yīng)特別標(biāo)明。
表8
*閥門(mén)例外。
5.3.6 用雙手操縱的操縱器應(yīng)配置在操作者(或座位)的正中矢狀面左右方向偏離不超過(guò)40mm的范圍內(nèi)。坐姿操作時(shí),雙手操縱的手輪或轉(zhuǎn)向把,其轉(zhuǎn)動(dòng)平面應(yīng)與水平成40°~90°角并和座椅對(duì)稱面垂直,立姿操作時(shí),其轉(zhuǎn)動(dòng)平面應(yīng)與水平成0°~90°角。當(dāng)分別用左、右手同時(shí)操縱兩個(gè)帶柄手輪時(shí),應(yīng)使兩個(gè)輪的旋轉(zhuǎn)方向相反。
5.3.7 單手操作的操縱器應(yīng)配置在操作者動(dòng)作手臂的一側(cè)。
5.3.7.1 操縱桿應(yīng)配置在操作者的上臂與前臂的夾角成90°~135°的范圍內(nèi),以便手在推、拉方向用力(見(jiàn)圖9)。
圖9
5.3.7.2 無(wú)手柄手輪的轉(zhuǎn)動(dòng)平面應(yīng)與前臂成10°~60°角(見(jiàn)圖10a)。
圖10
5.3.7.3 帶柄手輪應(yīng)使其轉(zhuǎn)動(dòng)平面與前臂成10°~90°角,若僅用手部轉(zhuǎn)動(dòng),其轉(zhuǎn)動(dòng)平面應(yīng)與前臂成10°~45°角(圖10b)。
5.3.7.4 對(duì)設(shè)備的“開(kāi)、關(guān)”進(jìn)行控制的扳鈕開(kāi)關(guān),配置時(shí)應(yīng)沿垂直方向定位,向上下扳動(dòng)。為滿足設(shè)備控制與功能協(xié)調(diào)的需要,允許沿水平方向定位,向左、右扳動(dòng)。
5.3.7.5 按壓式操縱器如按鈕、按鍵式開(kāi)關(guān)等,應(yīng)能顯示“接通”、“斷開(kāi)”的工作狀態(tài)。“斷開(kāi)”狀態(tài)按鈕或按鍵應(yīng)高于面板5~10mm:“接通”狀態(tài)高出面板1~3mm,必要時(shí)應(yīng)加其他視覺(jué)信號(hào)顯示。
5.3.8 腳控操縱器應(yīng)在坐姿條件下采用,為保證操縱舒適,用力方便,操縱器須配置在肢體動(dòng)作一側(cè),偏離人體正中矢狀面75~125mm的范圍內(nèi),座椅應(yīng)能按身高進(jìn)行調(diào)節(jié),使大腿與小腿間夾角為90°~110°,以便用力,需大力蹬踏時(shí)夾角可達(dá)160°。不操作時(shí)雙腳應(yīng)有足夠的自由活動(dòng)空間。若必須立姿操作時(shí),操縱器的接觸面高出地面距離不應(yīng)超過(guò)160mm,并應(yīng)在踏壓到底時(shí)與地面持平。
5.4 操縱器的作用力要求
5.4.1 手輪、轉(zhuǎn)向把和曲柄的最大作用力不應(yīng)超過(guò)表9的規(guī)定。
表9 N
注:①對(duì)精細(xì)調(diào)節(jié),為增強(qiáng)手感,最小阻力為9~20N。
?、诠艿篱y門(mén)在開(kāi)啟(或關(guān)閉)的瞬間,施于手輪上最大作用力允許達(dá)450N。
5.4.2 操縱桿最大作用力不應(yīng)超過(guò)表10的規(guī)定。
表10 N
注:①管道附件上的操縱桿的最大作用力允許達(dá)450N。
?、诶ㄌ?hào)內(nèi)的數(shù)值只限于“左一右”或“上一下’方向移動(dòng)時(shí)使用。
5.4.3 扳鈕開(kāi)關(guān)的作用力應(yīng)符合表11的規(guī)定。
表11
5.4.4 按鈕式和按鍵式開(kāi)關(guān)的作用力應(yīng)符合表12的規(guī)定。
表12 N
5.4.5 旋鈕的操作力矩應(yīng)符合表13規(guī)定。
表13
5.4.6 腳控操縱器的作用力應(yīng)符合表14的規(guī)定。
表14
5.5 操縱器的操縱依托支點(diǎn)要求
5.5.1 操縱器在特殊條件下(如振動(dòng)、沖擊、顛簸等)進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)或連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí),為保證操作平穩(wěn)準(zhǔn)確,應(yīng)考慮肢體有關(guān)部位的支撐作用并提供相應(yīng)的依托支點(diǎn):
a.肘部作為前臂和手關(guān)節(jié)作大幅度運(yùn)動(dòng)時(shí)的依托支點(diǎn);
b.前臂作為手關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)的依托支點(diǎn);
c.手腕作為手指運(yùn)動(dòng)時(shí)的依托支點(diǎn);
d.腳后跟作為踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)的依托支點(diǎn)。
5.6 操縱器的識(shí)別編碼要求
5.6.1 工作系統(tǒng)中同時(shí)有多個(gè)操縱器時(shí)為使操作者迅速準(zhǔn)確地識(shí)別,防止誤操作,應(yīng)對(duì)操縱器識(shí)別編碼。
5.6.2 對(duì)操縱器的編碼是按其各自功能的不同使每個(gè)操縱器具有不同的特征或代碼,推薦以下六種編碼方式:
a.形狀編碼:用不同的形狀進(jìn)行編碼,通過(guò)視覺(jué)和觸覺(jué)進(jìn)行識(shí)別;
b.位置編碼:用不同的布置位置和方向進(jìn)行編碼,通過(guò)觸覺(jué)即可進(jìn)行識(shí)別;
c.尺寸編碼:用不同的幾何尺寸進(jìn)行編碼,通過(guò)視覺(jué)和觸覺(jué)進(jìn)行識(shí)別。一般當(dāng)尺寸差別大于20%時(shí)才易于識(shí)別;
d.顏色編碼:用不同的顏色進(jìn)行編碼,通過(guò)視覺(jué)進(jìn)行識(shí)別,通常用紅、橙、黃、綠、藍(lán)這五種顏色依靠照明條件能夠有效識(shí)別,常與其他編碼方式同時(shí)使用;
e.操作方法編碼:用不同的操作方向和阻力大小等方面的變化進(jìn)行編碼,通過(guò)手(腳)感進(jìn)行識(shí)別;
f.字符編碼:用文字、符號(hào)進(jìn)行編碼,通過(guò)視覺(jué)進(jìn)行識(shí)別。所用的文字、符號(hào)應(yīng)簡(jiǎn)明易懂,不易誤解。被廣泛應(yīng)用在各種場(chǎng)合。
附加說(shuō)明;
本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國(guó)勞動(dòng)部提出,由全國(guó)人類工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)勞動(dòng)安全分技術(shù)委員會(huì)歸口。
本標(biāo)準(zhǔn)由機(jī)電工業(yè)部機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化研究所負(fù)責(zé)起草。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人胡天錫、陳燕南。