GB／T 14775—93操縱器一般人類工效學(xué)要求

    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。

 

    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

 

3．1  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。

 

4．1  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。

 

5．1  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)。

 

 

 

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)。

 

 

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。

 

 

操縱方式	手輪直徑D		輪緣直徑d
	尺寸范圍	優(yōu)先選用	尺寸范圍	優(yōu)先選用
雙手扶輪緣 單手扶輪緣 手握手柄 手指捏握手柄	140～630 50～125 125～400 50～125	320～400 70～80 200～320 75～100	15～40 10～25	25～30 15～20

 

操縱方式	手柄直徑d		手柄長(zhǎng)度L
	尺寸范圍	優(yōu)先選用	尺寸范圍	優(yōu)先選用
手掌握手柄	15～35	25～30	75～150	100～120
手指捏握手柄	10～20	12～18	30～75	45～50

 

5．2．4  操縱桿柄部地基本尺寸應(yīng)符合表3規(guī)定。

 

柄部形狀	直徑d				長(zhǎng)度L
	指握		手握		指握		手握
	尺寸范圍	優(yōu)先選用	尺寸范圍	優(yōu)先選用	尺寸范圍	優(yōu)先選用	尺寸范圍	優(yōu)先選用
球形、梨形、錐形	10～40	30	35～50	40	15～60	40	40～60	50
錠子形、圓柱形	10～30	20	20～40	28	30～90	60	80～130	100

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。

 

 

表4                                 mm

開(kāi)關(guān)型式	扳鈕頂端直徑d	長(zhǎng)度l	扳動(dòng)頻率，次/min
通用開(kāi)關(guān)	3～8	12～25	<10
專用開(kāi)關(guān)	8～25	25～50	<1

  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。

 

 

操縱方式	按鈕按鍵基本尺寸		行程 c	按動(dòng)頻率 次／min
	d	a×b
用食指按動(dòng)按鈕       用拇指按動(dòng)按鈕 用手掌按動(dòng)按鈕	3～5 10 12 15 30 50	10×5 12×7 18×8 20×12	<2 2～3 3～5 4～6 3—8 5～10	<2 <10 <10 <10 <5 <3
手指按動(dòng)按鍵	10 15 18 18～20		3～5 4～6 4～6 5～10	<10 <10 <1 <1

    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。

 

 

操縱方式	旋鈕直徑D	旋鈕厚度H
指尖捏握 指    握	10～100 35～75	12～25 ≥15

 

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。

 

 

操縱器型式	操縱方式	間隔距離d
		最小	推薦
扳鈕開(kāi)關(guān)	單(食)指操作 單指依次連續(xù)操作 各個(gè)手指都操作	20 12 15	50 25 20
按鈕	單(食)指操作 單指依次連續(xù)操作 各個(gè)手指都用	12 6 12	50 25 12
旋鈕	單手操作 雙手同時(shí)操作	25 75	50 125
手輪 曲柄 操縱桿	雙手同時(shí)操作 單手隨意操作	75 50	125 100
踏板	單腳隨意操作 單腳依次連續(xù)操作	100 50	150 100

 

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。

功能 動(dòng)作方向	開(kāi)通	關(guān)閉	增加	減少	前進(jìn)	后退	向左	向右	開(kāi)車	剎車
向上	√		√		√				√
向下		√		√		√				√
向前	√		√		√				√
向后		√		√		√				√
向右	√		√		√			√	√
向左		√		√		√	√			√
順時(shí)針*	√		√					√	√
逆時(shí)針*		√		√			√			√
提拉	√
按壓		√

*閥門例外。

 

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)。

 

 

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)。

 

 

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)?！皵嚅_(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。

 

操縱方式	每班操縱次數(shù)					微調(diào)或快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)
	>960	960～241	240～17	16～5	<5
	最大作用力
主要用手或手指 主要用手及前臂 單手臂(肩、前臂、手) 雙手臂	－ 5 10 40	－ 10 20 50	－ 20 40 80	－ 30 40 80	－ 60 150 200	－ 10 20 40

    注：①對(duì)精細(xì)調(diào)節(jié)，為增強(qiáng)手感，最小阻力為9～20N。

    ②管道閥門在開(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。

 

操縱方式	每班操縱次數(shù)
	>960	960～241	240～17	16～5	<5
	最大作用力
用手指 用手掌 用前臂和手 用單手臂 用雙手臂	5 5 15 20 45	10 10 20 30 90	10 15 25 40 90	10 20 30 60(40) 90	30 40 60 150(70) 200(140)

    注：①管道附件上的操縱桿的最大作用力允許達(dá)450N。

        ②括號(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。

 

扳    鈕    長(zhǎng)    度    mm	作    用    力    N
>10～15 >15～20 >20～25 >25～30 >30～35 >35～40 >40～50	3～2 3.3～2.5 3.5～2.8 4.0～3.3 5.0～4.2 5.7～5.0 6.2～5.0

 

 

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。

 

操  縱  方  式	作用力    N
食指按動(dòng)按鈕	1～8
大拇指按動(dòng)按鈕	8～35
手掌按動(dòng)按鈕	10～50
按動(dòng)按鍵	2.5～16

 

5．4．5  旋鈕的操作力矩應(yīng)符合表13規(guī)定。

 

操縱方式	旋鈕直徑  mm	力矩，N·m
		最小	最大
捏握和連續(xù)調(diào)節(jié)	10～100	0.02	0.5
指握和斷續(xù)調(diào)節(jié)	35～75	0.2	0.7

 

5．4．6  腳控操縱器的作用力應(yīng)符合表14的規(guī)定。

 

操 縱方式	作    用    力   N
	最    小	最    大
停歇時(shí)腳放在操縱器上	45	90
停歇時(shí)腳不放在操縱器上	18	90
僅踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)		45
整個(gè)腿部運(yùn)動(dòng)	45	750

 

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。

 

 

 

    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。