本標準規(guī)定了操縱器的選用、設(shè)計原則和一般人類工效學(xué)要求。

    本標準適用于工作系統(tǒng)中用手控或腳控的操縱器的設(shè)計和選用。

 

    GB 10000  中國成年人人體尺寸

    JB／Z 308  工作崗位一般人機工程要求

 

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、快速調(diào)節(jié)，也可用于分級和連續(xù)調(diào)節(jié)。

4．1．1  手輪適用于細微調(diào)節(jié)和平穩(wěn)調(diào)節(jié)，當手輪一次連續(xù)轉(zhuǎn)動角度大于120°時應(yīng)選用帶柄手輪。

4．1．2  曲柄適用于費力、移動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范圍有限的場所進行多級快速調(diào)節(jié)。

4．1．4  按鍵式、按鈕式開關(guān)適用于快速控制線路的接通與斷開。

4．1．5  扳鈕開關(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微的連續(xù)調(diào)節(jié)或三種狀態(tài)以上的分級調(diào)節(jié)。

4．2  腳控操縱器適用于動作簡單、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  為使觀測目標時視野良好，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)動角度一般不應(yīng)大于90°，最大不得超過120°(見圖2)。

5．1．4  帶柄手輪做大于120°機動快速旋轉(zhuǎn)時，須有自動離合裝置保證手輪與轉(zhuǎn)軸及時脫開或能使手柄及時折合沉入輪緣。無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。

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(見圖3)。

 

 

5．1．7  用手指操縱的扳鈕開關(guān)，轉(zhuǎn)換開關(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)換開關(guān)從一個位置扳轉(zhuǎn)到另一位置的角度一般應(yīng)不超過40°～90°范圍，三位轉(zhuǎn)換開關(guān)為30°～50°。

5．1．8  用于分級調(diào)節(jié)的操縱器從一個位置扳轉(zhuǎn)到另一位置時阻力應(yīng)逐漸增加，一旦到位則應(yīng)有明顯的手感或到位聲響，不允許在兩個工位之間發(fā)生停滯不動的現(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，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)在操作時過分彎屈，腳踏板與地面的最佳傾角一般為30°。在操縱時腳掌應(yīng)與小腿近似垂直，踝關(guān)節(jié)活動范圍不大于25°，并應(yīng)在蹬踏力消除后保證操縱器能自動復(fù)位。

5．1．11  有定位或保險裝置的操縱器其終點位置應(yīng)有標記或?qū)ｉT止動限位裝置。分級調(diào)節(jié)的操縱器還應(yīng)有中間各檔位置標記和定位及自鎖、連鎖裝置，以保證在工作過程不會由于意外觸動和振動而產(chǎn)生誤動作現(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)操作者動作肢體的人體測量學(xué)指標。

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角度大于(或等于)30°的操縱桿；圓錐形或錠子形適用于擺動角度小于30°的操縱桿。

 

5．2．5  扳鈕開關(guān)柄部基本尺寸應(yīng)適合圖5和表4規(guī)定。

 

 

表4                                 mm

開關(guān)型式	扳鈕頂端直徑d	長度l	扳動頻率，次/min
通用開關(guān)	3～8	12～25	<10
專用開關(guān)	8～25	25～50	<1

  注：帶手套操作時最小長度為35mm。

 

5．2．6  按鈕和按鍵式開關(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	按動頻率 次／min
	d	a×b
用食指按動按鈕       用拇指按動按鈕 用手掌按動按鈕	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)為長方形或橢圓形，其長度應(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范圍的可達區(qū)域內(nèi)，重要的和經(jīng)常使用的操縱器應(yīng)配置在易達區(qū)，使用頻繁的應(yīng)配置在最佳區(qū)。同時應(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，對有操作順序關(guān)系的操縱器應(yīng)由左向右(橫向排列時)或自上而下(縱向排列時)的順序進行排列。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)，以避免操作時手臂擋住觀察顯示器的視線。分組排列時各組之間的輪廓界限應(yīng)采用對比較鮮明的顏色、圖案或線條框格加以區(qū)分以便識別。

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
扳鈕開關(guān)	單(食)指操作 單指依次連續(xù)操作 各個手指都操作	20 12 15	50 25 20
按鈕	單(食)指操作 單指依次連續(xù)操作 各個手指都用	12 6 12	50 25 12
旋鈕	單手操作 雙手同時操作	25 75	50 125
手輪 曲柄 操縱桿	雙手同時操作 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)動作方向相互協(xié)調(diào)一致。其對應(yīng)關(guān)系須符合表8的規(guī)定。當不一致時應(yīng)特別標明。

功能 動作方向	開通	關(guān)閉	增加	減少	前進	后退	向左	向右	開車	剎車
向上	√		√		√				√
向下		√		√		√				√
向前	√		√		√				√
向后		√		√		√				√
向右	√		√		√			√	√
向左		√		√		√	√			√
順時針*	√		√					√	√
逆時針*		√		√			√			√
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40mm的范圍內(nèi)。坐姿操作時，雙手操縱的手輪或轉(zhuǎn)向把，其轉(zhuǎn)動平面應(yīng)與水平成40°～90°角并和座椅對稱面垂直，立姿操作時，其轉(zhuǎn)動平面應(yīng)與水平成0°～90°角。當分別用左、右手同時操縱兩個帶柄手輪時，應(yīng)使兩個輪的旋轉(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(見圖9)。

 

 

5．3．7．2  無手柄手輪的轉(zhuǎn)動平面應(yīng)與前臂成10°～60°角(見圖10a)。

 

 

5．3．7．3  帶柄手輪應(yīng)使其轉(zhuǎn)動平面與前臂成10°～90°角，若僅用手部轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動平面應(yīng)與前臂成10°～45°角(圖10b)。

5．3．7．4  對設(shè)備的“開、關(guān)”進行控制的扳鈕開關(guān)，配置時應(yīng)沿垂直方向定位，向上下扳動。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。

5．3．7．5  按壓式操縱器如按鈕、按鍵式開關(guān)等，應(yīng)能顯示“接通”、“斷開”的工作狀態(tài)?！皵嚅_”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，必要時應(yīng)加其他視覺信號顯示。

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，需大力蹬踏時夾角可達160°。不操作時雙腳應(yīng)有足夠的自由活動空間。若必須立姿操作時，操縱器的接觸面高出地面距離不應(yīng)超過160mm，并應(yīng)在踏壓到底時與地面持平。

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)動時
	>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對精細調(diào)節(jié)，為增強手感，最小阻力為9～20N。

    ②管道閥門在開啟(或關(guān)閉)的瞬間，施于手輪上最大作用力允許達450N。

5．4．2  操縱桿最大作用力不應(yīng)超過表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450N。

        ②括號內(nèi)的數(shù)值只限于“左一右”或“上一下’方向移動時使用。

 

5．4．3  扳鈕開關(guān)的作用力應(yīng)符合表11的規(guī)定。

 

扳    鈕    長    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
食指按動按鈕	1～8
大拇指按動按鈕	8～35
手掌按動按鈕	10～50
按動按鍵	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
停歇時腳放在操縱器上	45	90
停歇時腳不放在操縱器上	18	90
僅踝關(guān)節(jié)運動		45
整個腿部運動	45	750

 

5．5  操縱器的操縱依托支點要求

5．5．1  操縱器在特殊條件下(如振動、沖擊、顛簸等)進行精細調(diào)節(jié)或連續(xù)調(diào)節(jié)時，為保證操作平穩(wěn)準確，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：

    a．  肘部作為前臂和手關(guān)節(jié)作大幅度運動時的依托支點；

    b．  前臂作為手關(guān)節(jié)運動時的依托支點；

    c．  手腕作為手指運動時的依托支點；

    d．  腳后跟作為踝關(guān)節(jié)運動時的依托支點。

5．6  操縱器的識別編碼要求

5．6．1  工作系統(tǒng)中同時有多個操縱器時為使操作者迅速準確地識別，防止誤操作，應(yīng)對操縱器識別編碼。

5．6．2  對操縱器的編碼是按其各自功能的不同使每個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：用不同的形狀進行編碼，通過視覺和觸覺進行識別；

    b．  位置編碼：用不同的布置位置和方向進行編碼，通過觸覺即可進行識別；

    c．  尺寸編碼：用不同的幾何尺寸進行編碼，通過視覺和觸覺進行識別。一般當尺寸差別大于20％時才易于識別；

    d．  顏色編碼：用不同的顏色進行編碼，通過視覺進行識別，通常用紅、橙、黃、綠、藍這五種顏色依靠照明條件能夠有效識別，常與其他編碼方式同時使用；

    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行編碼，通過手(腳)感進行識別；

    f．  字符編碼：用文字、符號進行編碼，通過視覺進行識別。所用的文字、符號應(yīng)簡明易懂，不易誤解。被廣泛應(yīng)用在各種場合。

 

 

 

    本標準由中華人民共和國勞動部提出，由全國人類工效學(xué)標準化技術(shù)委員會勞動安全分技術(shù)委員會歸口。

    本標準由機電工業(yè)部機械標準化研究所負責(zé)起草。

    本標準主要起草人胡天錫、陳燕南。