Эргономика Березкина 2013

расчете параметров рабочего места на основе антропометри­ ческих данных необходимо учитывать следующие факторы:

•выбранную систему координат и соответствующие базы отсчета;

•рабочее положение человека в процессе деятельности;

•возможность изменения положения тела (величину раз­ маха рабочих движений);

•количество элементов рабочего места;

•параметры обзорности;

•необходимость ограничения рабочего пространства;

•возможность регулирования параметров элементов рабо­ чего места;

•возможность подвижности элементов рабочего места.

43.1. Измерения тела человека в положении «стоя»

При измерении антропометрических признаков тела че­ ловека в положении «стоя» в качестве баз отсчета использу­ ют плоскость пола, стенку стенда.

Стоя на полу, измеряемый сохраняет выпрямленное поло­ жение звеньев тела без напряжения, голова фиксируется в глазнично-ушной горизонтали, руки опущены вдоль тулови­ ща, пальцы выпрямлены, ноги прямые, пятки соединены, но­ ски раздвинуты под углом 45 °. Габаритные размеры и разме­ ры досягаемости рук определяются с помощью стенда. При этом измеряемый касается стенки стенда ягодицами и ло­ патками.

Основные измеряемые параметры, необходимые при про­ ектировании рабочих мест и их элементов, приведены на ри­ сунках 4.1-4.7.

Наименование антропометрических точек тела человека:

•верхушечная - наиболее высокая точка головы при уста­ новке ее в глазнично-ушной горизонтали;

•внутренний угол глаза - точка внутреннего угла глаза в месте смыкания верхнего и нижнего века;

•затылочная точка - точка затылочной кости, наиболее вы­ ступающая назад;

•плечевая - центральная точка плечевого сустава;

•дельтовидная - самая выступающая наружная точка на внешней поверхности дельтовидной мышцы;

•локтевая - наиболее выступающая точка на вершине лок­ тевого отростка локтевой кости (центр локтевого сустава);

121

Рис. 4.1. Основные измеряемые параметры тела человека в положении «стоя», необходимые при проектировании рабочих мест и их элементов

122

Рис. 4.2. Основные измеряемые параметры тела человека (горизонтальные) в положении «стоя»

123

•шейная - наиболее выступающая точка в области верши­ ны остистого отростка седьмого шейного позвонка;

•пальцевая - самая удаленная точка мякоти ногтевой фа­

ланги третьего пальца;

•остисто-подвздошная точка (центр тазобедренного сустава);

•верхнеберцовая точка - центр коленного сустава;

•нижнеберцовая - центр голеностопного сустава.

Рассмотрим обозначения антропометрических признаков

(размеров) тела человека в положении «стоя», см:

А, - высота верхушечной точки над полом (рост стоя); А2- высота глаз над полом; А3- высота шейной точки над полом;

А4 - высота плеча над полом - вертикальное расстояние от пола до плечевой точки;

И5 - высота локтя над полом - вертикальное расстояние от пола до локтевой точки;

А6 - длина ноги - высота «центра» тазобедренного сустава над полом;

А7- высота колена над полом - вертикальное расстояние от пола до верхнеберцовой точки;

А8 - высота подколенного угла над полом; Ид - высота нижнеберцовой точки над полом;

Ьх —вертикальная досягаемость руки - вертикальное рас­ стояние от пола до пальцевой точки третьего пальца макси­ мально вытянутой вверх правой руки;

Ь2 - нижняя досягаемость руки - высота пальцевой точки третьего пальца от пола в опущенном положении;

- длина корпуса - высота от шейной точки до «центра» тазобедренного сустава (А3- А 6) ;

Ь4 - длина руки - производный признак, определяемый пу­ тем вычитания высоты пальцевой точки третьего пальца над полом из высоты плеча над полом (Ьх- А4 ) ;

<1Х- размах рук - горизонтальное расстояние между паль­ цевыми точками трех пальцев обеих рук, вытянутых в сторо­ ны на уровне плеч (рис. 4.2);

<Л2- размах рук, согнутых в локтях - расстояние между лок­ тевыми точками. Локти находятся на уровне плеч, лопатки ка­ саются стенки, кисти рук выпрямлены, ладони обращены вниз, большие пальцы прижаты к груди;

- межлокгевой диаметр - горизонтальное расстояние между центрами локтевых суставов свободно опущенных рук (см. рис. 4.1);

124

<^4 - наибольшая ширина бедер с учетом мягких тканей расстояние между наиболее выступающими точками в обла­ сти бедер (см. рис. 4.2);

- ширина плеч (бидельтоидный диаметр) - расстояние между дельтовидными точками (см. рис. 4.1).

4 3 2 . Измерения тела человека в положении «сидя»

При измерении антропометрических признаков тела чело­ века в положении «сидя» (рис. 4.3) в качестве баз отсчета ис­ пользуют плоскость пола, плоскость сиденья, спинку сиденья, перпендикулярную заднему краю сиденья.

Измеряемый сидит на стуле с плоским горизонтальным си­ деньем и высокой плоской спинкой. Корпус выпрямлен, голова

125

фиксируется в глазнично-ушной горизонтали, руки лежат на бе­ драх, ноги согнуты в коленных суставах под прямым углом.

Наименование антропометрических точек тела человека в положении «сидя» (наряду с точками, описанными для поло­ жения «стоя»):

•бедренная верхняя - наиболее выступающая вверх точка на внешней поверхности бедра;

•подколенный угол - точка, образованная мягкими тканя­ ми на внутренних поверхностях бедра и голени при установке их под прямым углом;

•точка надколенника - наиболее выступающая вперед точ­ ка на коленной чашечке.

Рассмотрим обозначения антропометрических признаков (размеров) тела человека в положении «сидя» (рис. 4.3), см:

Л] - высота верхушечной точки над сиденьем (рост сидя); /»2 - высота глаз над сиденьем;

А3 - высота затылочной точки над сиденьем; А4 - высота шейной точки над сиденьем; А5 - высота плечевой точки над сиденьем;

А6—высота локтя над сиденьем - вертикальное расстояние от сиденья до локтевой точки при согнутом под 90° предплечье;

А7 - высота колена над полом; А8 - высота подколенного угла над полом;

И9 - высота бедра над сиденьем - вертикальное расстояние от сиденья до бедренной верхней точки;

Ь1- вертикальная досягаемость руки над сиденьем; Ь2 - горизонтальная досягаемость руки от спинки (лопатка

прижата); Ь3 - досягаемость руки при опущенном плече, согнутой

руке.

При фронтальных измерениях используются следующие обозначения антропометрических признаков:

с/] - межлоктевой диаметр - горизонтальное расстояние между центрами локтевых суставов рук, свободно лежащих на бедрах;

д2 - ширина бедер с учетом мягких тканей.

4 3 3 . Измерение кисти

В эволюции конечностей «гомо сапиенс» большую роль сыграла необходимость манипулировать различными предме­ тами. Нашим предкам приходилось иметь дело со все более

126

сложными операциями, и в соответствии с этим человеческая

рука становилась все более совершенным инструментом. Агрессия также играла значительную роль в формирова­

нии человеческого тела, и, когда рука при нападении сжата в кулак, сила удара в расчете на единицу площади будет больше, чем при любой другой конфигурации кисти. С другой сторо­ ны, для амортизации наносимого удара сжатый кулак пред­ ставляет собой самую эффективную защиту для хрупких ко­ стей кисти - сжимая кулак, человек увеличивает жесткость пястно-фаланговых суставов в четыре раза, а эффективность наносимого удара в два раза.

Ближайшие наши родственники - шимпанзе - не могут сжать свою кисть в кулак. Самое большее, что они могут сде­ лать - это согнуть пальцы, образуя неполную баранку.

Фридрих Энгельс рассматривал противопоставление боль­ шого пальца остальным как один из признаков Человека раз­ умного. Такая конструкция кисти больше приспособлена к труду. Развивая идею связи параметров кисти и умственных способностей, ученые Кембриджского университета изучили статистику итогов работы биржевых маклеров Лондона за 20 месяцев и сопоставили результаты деятельности с пропор­ цией пальцев объектов. Оказалось, что маклеры с длинными безымянными пальцами (безымянные пальцы длиннее указа­ тельных) заработали в 11 раз больше, чем их коллеги, у кото­ рых безымянные пальцы короче указательных.

Очевидно, что размеры кисти склонны к изменению. Это важно учитывать при решении практических задач. Очевидно, что при измерении кисти человек сидит в удобной для него позе боком к столу, свободно положив на него правую руку ла­ донью вниз (рис. 4.4). Ось пальца должна совпадать с про­ дольной осью предплечья. Пальцы могут быть сближены, раз­ ведены или согнуты в зависимости от измеряемого признака.

Наименование антропометрических точек кисти руки че­ ловека:

•первая шиловидная радиальная точка - самая низкая точ­ ка на шиловидном отростке лучевой кости предплечья;

•вторая шиловидная радиальная точка - самая низкая точ­ ка на шиловидном отростке локтевой кости предплечья;

•пястная внутренняя - наиболее выступающая в сторону точка пястно-фалангового сустава второго пальца;

127

I, - длина третьего пальца - расстояние от межпальцевой точки второго, третьего пальцев до пальцевой точки третьего

пальца; Ь6 - длина четвертого пальца - расстояние от межпальце­

вой точки третьего, четвертого пальцев до пальцевой точки четвертого пальца;

Ь7 - длина пятого пальца - расстояние от межпальцевой точки четвертого, пятого пальцев до пальцевой точки пятого пальца;

^ - ширина кисти наибольшая; с1.2- ширина кисти без учета большого пальца - ширина ки­

сти на уровне межпальцевой точки первого, второго пальцев; ^3 - - диаметры ногтевой фаланги первого - пятого паль­

цев - прямое расстояние между выступающими точками ног­ тевой фаланги на уровне середины ногтя.

4.4.Метод перцентилей

Воснову общих правил использования антропометриче­ ских данных при проектировании положен метод перценти­ лей, который базируется на методах теории вероятностей и математической статистики. Перцентиль - сотая доля изме­ ренной совокупности людей, которой соответствует опреде­ ленное значение антропометрического признака.

Антропометрические признаки являются случайными ве­ личинами, подчиняющимися закону нормального распределе­ ния. Закон нормального распределения случайных величин служит теоретическим обоснованием для решения многих прикладных задач. Функция нормального распределения мо­ жет быть графически представлена кривой (кривая Гаусса) (рис. 4.5). Площадь, заключенная под кривой нормального распределения, всегда равна 1.

На графике нормального закона распределения случайной величины по оси абсцисс откладывается значение случайной величины х (применительно к нашему случаю - числовое зна­ чение антропометрической характеристики), по оси ординат -

/(х) - вероятность появления того или иного значения случай­ ной величины (в процентах или долях единицы).

Среднее, наиболее вероятное значение случайной величи­ ны - математическое ожидание (М) соответствует максимуму кривой распределения, ее «горбу» (рис. 4.6).

129

Рис. 4.5. График нормального распространения случайных величин

Ширина кривой распределения, ее растянутость по горизон­ тали показывают изменчивость, варьирование случайной вели­ чины, которая характеризуется среднеквадратическим отклоне­ нием относительно математического ожидания (рис. 4.6). Площа­ ди, заключенные под участками кривой распределения, показы­ вают, какое количество случайных величин попадает в эти зоны.

Значение признака

Рис. 4.6. График распределения числовых значений антропометрических ха­ рактеристик (перцентильная кривая)

Если площадь, ограниченную кривой распределения, или всю совокупность наблюдений разделить на 100 равных ча­ стей, то получим 99 перцентилей (Р{ ... Р99). Каждый перцен­ тиль имеет свой порядковый номер. 1-й перцентиль отсекает в распределении частоты наименьших значений антропометри­ ческого признака, составляющие 1% от суммы всех частей, 2-й перцентиль - значения, составляющие 2% и т.д., 50-й пер­

130