Факторы, учитываемые при конструировании органов управления

Управляющие сигналы могут вводиться Ч-О различными способами: изменением положения регуляторов, изменением электрических потенциалов отдельных характерных точек тела, проявлением физиологической активности (пульс, частота дыхания и т.п. - в телеметрических системах) или голосом.

В настоящее время созданы устройства, использующие биотоки для управления, сделан ряд телеметрических систем для контроля физиологического состояния человека, "понимающие" речевые команды. Но наиболее распространены устройства ввода команд ручками, рычагами, клавишами, педалями.

Ч-О является разумным, экономичным и гибким источником малых энергий. Нельзя пренебрегать его двигательными навыками, т.к. можно при этом объединить человеческие возможности по выработке сигналов управления.

Существуют два правила инженерной психологии:

1) нельзя пренебрегать двигательными навыками человека;

2) усилия, прилагаемые к регуляторам, должны соответствовать характеру действия регулятора.

Известно, что максимальный эффект управления самолетом или автомобилем достигается тогда, когда у пилота или шофера имеется так называемое чувство ручки, т.к. только в этом случае человек может соотносить усилия, прикладываемые к ручке с выполняемым маневром. Попытки сделать управление кнопочным дает худшие результаты, т.к. для любого управления необходим определенной расход мышечной энергии.

По характеру взаимодействия различают четыре типа движений и соответствующих им классов задач:

1) Простые движения при нажиме кнопки, клавиши, повороте регулятора.

Оператор должен четко ощутить процесс подготовки (о-а), процесс нажатия или поворота (а-б) и его завершение (б).

Нарушение характера зависимостей на участках приводит к нарушению нормального хода процесса управления.

 

 

Рисунок 6.2

2) Простые повторяющиеся движения вращательного, нажимного или ударного характера. Требуют соблюдения тех же зависимостей, что и для 1 класса. За счет повторяемости и возможности прогнозирования характера движения обеспечивается повышение скорости ввода сигналов управления.

3) Сложные движения при выполнении точной настройки регулятором по какой-либо программе (настройка приемника на станцию). Основным параметром, определяющим полное время управляющих движений, является передаточное число U, которое представляет собой отношение перемещения указателя А (в см) к числу полных оборотов рукоятки n (оптимальным является значение U=2,5…5 см/об):

.

4) Сложные движения при выполнении операции слежения за объектом, параметры которого меняется в процессе работы. Возможны два варианта таких задач: компенсирующее слежение и слежение с преследованием. При компенсирующем слежении оператор имеет данные только о разности параметров и не может предсказать их изменение. При слежении с преследованием он воспринимает весь ход изменения входного и выходного сигнала и прогнозирует ход работы. Точность слежения повышается в 1,5…2 раза.

Для оптимизации работы Ч-О в роли "машины" управления необходимо знать следующее:

- количество рабочих движений должно быть минимальным;

- количество органов управления должно быть минимальным;

- расположение органов управления должно соответствовать последовательности их применения при работе;

- движение регулятора и указателя должны соответствовать друг другу;

Рисунок 6.3 – Варианты сочетаний движений регулятора и указателя

- при управляющих действиях следует в первую очередь применять вертикальные движения рук. (Пример: ребенок легко усваивает, где верх и низ и с трудом распознает право и лево);

- компонуя пульт, рассчитывай на работу двумя руками, следует наиболее ответственные органы управления размещать в зоне действия левой руки;

- наибольшая частота ошибок допускается при отработке сигнала поворотными движениями рук (в 5 раз чаще, чем при вертикальных движениях). Если этого избежать нельзя, то нужно помнить:

- при поворотных движениях вероятность ошибочных реакций на сигнал, предназначенный для левой руки меньше, чем на сигнал правой;

- вероятность ошибки при повороте по часовой стрелке меньше, чем против часовой.

- при клавишном управлении наивысшей активностью движения обладает указательный палец левой руки. Низшая активность - у безымянного пальца правой руки. Относительная активность левой руки выше правой.

- движение рук к себе более быстры, но менее точны, а от себя - более точны, но менее быстры.

По конструкции все регуляторы делятся на нажимные, движковые, рычажные и вращательные.

1) Нажимные регуляторы - кнопочные и клавишные

Рисунок 6.4

2) Ригельные (движковые) регуляторы

Имеют два четко фиксируемых положения. Следует использовать при небольших усилиях переключения. Не очень надежны в работе.

 

Рисунок 6.5

3) Рычажные регуляторы

Это - головки тумблеров и больших качающихся рычагов. Должны иметь четко различающийся угол отклонения. Размеры головки должны быть удобны для захвата пальцами или всей рукой.

 

 

Рисунок 6.6

4) Вращательные регуляторы

 

Имеют плавное или скачкообразное движение рабочего элемента.

 

 

Рисунок 6.7