Technika Pomiarów Antropometrycznych I Ich Zastosowanie W Kształtowaniu Stanowisk Pracy

Szymon Rozegnał

Antropometria:

Dział antropologii obejmujący szereg metod pomiarowych, opisowych, fotograficznych, za pomocą których oznacza się parametry cechujące budowę ciała człowieka i wymiary poszczególnych jego części

W antropologii: zespół technik i metod pomiarowych, umożliwiających ścisłe badanie zróżnicowania cech mierzalnych człowieka i ich zmienności w rozwoju osobniczym i ewolucyjnym.

Pomiary Antropometryczne:

Umożliwiają zaprojektowanie przestrzenne rozmieszczenia powierzchni stanowisk pracy, narzędzi pracy (obsługa maszyn i urządzeń), wymiarów stołów i krzeseł, zasięgu rąk i dziesiątki innych parametrów wpływających na wygodę przy pracy.

Techniki Pomiarów Atropometrycznych:

Mierzenie wymaganych wymiarów za pomocą tzw. Zestawu Martina, obejmującego antropometr (przyrząd złożony z miarki i przesuwanego pręta ustawionego do niej pod kątem prostym), cyrkiel kabłakowy (mały i duży) i suwak.

Odmierzanie potrzebnych wymiarów przez przystawienie danego osobnika do ściany, na której wyrysowane są kwadraty określonej wielkości, tworzące rodzaj szachownicy; technika ta pozwala ustalić wymagane wymiary bez potrzeby posługiwania się specjalnymi przyrządami

Technika fotograficzna: mierzony osobnik jest nagi, na jego ciele oznacza się tzw. Punkty antropometryczne (punkty, których wzajemne położenie decyduje o wartości cech antropometrycznych) i fotografuje się go w ruchu ( podczas pracy, odpowiednie wymiary ustala się na podstawie zdjęć śledząc odległość między oznaczonymi punktami)

Antropometr

Krzywa Gaussa w Antropometrii

Zebrane dane antropometryczne układają się zgodnie z normalnym prawem rozrzutu według tzw. Krzywej normalnej Gaussa. W drodze badań wysunięto wniosek, że pojęcie tzw. „osoby przeciętnej jest błędne gdyż opierając się na przeciętnych wymiarach zaledwie 50% populacji mogłoby obsługiwać urządzenie lub rzecz w oparciu o te wymiary. Osoby niższe i wyższe miałyby trudności z obsługą.

Dlatego wprowadzono pojęcie wartości progowych (kwantyli): maksymalnych i minimalnych. Człowiek „maxi” ma za sobą 95% ludzi, a człowiek „mini” 5% ludzi, natomiast między 95% a 5% można zaspokoić aż 90% ludności, odrzucając 5% najwyższych i 5% najniższych.

Mimo dużej wartości poznawczej, dane mają ograniczoną wartość praktyczną dla projektowania

Badania antropometryczne wskazują, że systematycznie zmieniają się wymiary ciała. Dane powinny być stale aktualizowane, a od czasu przeprowadzienia badań do momentu ich wykorzystania mija często nawet 10 lat:

np. przeciętny wzrost mężczyzn w Polsce wynosił:

1870r. – 163cm

1920r. – 165cm

1960r. – 169,5cm

Klasyczne dane antropometryczne opisują ciało w pozycji wyprostowanej, podczas gdy dla konstruktora ważne są pozycje jakie pracownik przyjmuje w czasie wykonywania pracy.

Dane dotyczące ciała w pozycji wyprostowanej stojącej mogą być przydatne do standaryzacji niektórych wyrobów

przemysłowych, określenia wielkości i kształtu niektórych urządzeń technicznych lub wyznaczenia gabarytów wielkości przestrzeni.

Cechy budowy ciała opisywane metodami klasycznymi są odniesione do płaszczyzn związanych z obiektem badań, a nie z układem współrzędnych stosowanych w praktyce przez konstruktora.

Antropometria w projektowaniu form użytkowych

Do kształtowania stanowiska pracy pod kątem wygody użytkownika i funkcjonalności projektowanych elementów niezbędna jest znajomość wymiarów człowieka, zwanych wymiarami antropometrycznymi. Ich wykorzystanie umożliwia ustalenie wielkości przestrzeni pracy, adekwatnych rozmiarów powierzchni pracy i jej wysokości, rozmiarów siedzisk i urządzeń pracowniczych oraz optymalne rozmieszczenie wymienionych elementów, urządzeń sygnalizacyjnych i sterowniczych względem siebie i względem użytkownika.

Wymiary człowieka dzielimy na:a) Długościowe

b) Szerokościowe

c) Głębokościowe

d) Obwodowe

A, b, c są ustalane na podstawie punktów antropometrycznych. „D” – mierzymy odległości między dwoma wyznaczającymi te długości punktami ciała (np. Przedramię)

Punkty antropometryczne

W praktyce istnieje podstawowa trudność, wynikająca ze znacznego zróżnicowania wymiarów (i innych cech, jak siła) poszczególnych członków populacji. Jego podłożem może być pochodzenie etniczne, płeć, wzrost, rozwój, stadium wiekowe czy klasa społeczna i zawodowa. Wspomniana trudność uniemożliwia zasadniczo stworzenie optymalnego stanowiska pracy, którego ukształtowanie przestrzeni pokrywałoby się z potrzebami wszystkich pracowników. Często w projektach uwzględnia się oczywiście regulowalność pewnych elementów stanowiska pracy, która wyrównuje indywidualne różnice, jednakże względy ekonomiczne i technologiczno-konstrukcyjne ograniczają możliwość pełnej adaptacyjności parametrów stanowiska do pracownika.

Sposoby korzystania z wyników antropometrycznych podczas projektowania

Bezpośrednie- Gdy jeden wymiar ma decydujące znaczenie (wysokość drzwi)

- Przy ustalaniu wysokości lub odległości pojedynczych elementów przewidzianych do użytkowania przez człowieka

-Nie stosuje się do przestrzennych rozwiązań, które wymagają uwzględnienia 3 lub więcej cech

PośrednieWykorzystuje się fizyczne modele człowieka, modele osobnicze, matematyczne modele relacji istniejących między poszczególnymi wymiarami człowieka oraz projektowanym obiektem. Można wymienić tutaj następujące metody:- statystyczną - polegającą na wykonywaniu badań doświadczalnych dopasowania urządzeń do użytkownika z uwzględnieniem wszystkich zainteresowanych w warunkach zbliżonych do rzeczywistych,- manekinów płaskich (fantomów) - w oparciu o model płaski przedstawiający sylwetkę człowieka w skali 1:1 z zachowaniem dokładnych proporcji poszczególnych części ciała człowieka, z uwzględnieniem płci i wartości progowych lub mediany. Wady: praca jest zjawiskiem dynamicznym, a traktowana jest tu w sposób statyczny, nie ma informacji o subiektywizmie pracownika, brak orientacji o zmęczeniu użytkownika.- graficzna - wykorzystuje możliwości komputera, podaje wiele wariantów, a przy zastosowaniu odpowiedniego kryterium, pozwala na wybór wersji optymalnej,- eksperymentalna - wykonywane są modele stanowiska w skali 1:5, 1:50 lub rzeczywistym, bada się relacje grup co najmniej 5 osobowych z reprezentacji kwantyli progowych i mediany - wyniki charakteryzują się subiektywizmem.

Antropometria w kształtowaniu stanowisk pracy

Jednym z głównych założeń jest unikanie obciążenia statycznego; należy unikać pracy wymagającej trzymania

Należy unikać wszelkiej, silnie pochylonej i nienaturalnej pozycji ciała oraz pozycji z ramionami wyciągniętymi do przodu i w bok. W miarę możliwości należy dążyć do pozycji siedzącej. Wysokość pola pracy musi umożliwiać optymalną odległość widzenia, przy naturalnej pozycji ciała. Uchwyty, dźwignie, narzędzia i materiał do pracy muszą być tak położone by większość ruchów można było wykonać blisko ciała i ze zgiętymi łokciami.

Sterowanie kończynami jest łatwiejsze, gdy elementy rozruchowe i sterownicze są zlokalizowane wg zasad

Ważność elementu – elementy, które mają zasadnicze znaczenie dla działania maszyny lub urządzenia powinny znajdować się bliżej niż elementy drugorzędne Częstość użycia – elementy używane częściej powinny znajdować się bliżej niż te których używa się rzadziej np. tylko do włączenia/wyłączenia maszyny lub w razie awariiKolejność użycia – manipulowanie elementami sterowniczymi jest łatwiejsze, gdy kolejność rozmieszczenia odpowiada kolejności działania Kryterium funkcjonalne – elementy zawiązane z określoną czynnością maszyny lub urządzenia powinny być lokalizowane w grupachZasada nie krzyżowania się – elementy przeznaczone do obsługi prawą ręką należy zlokalizować po prawej stronie, a te przeznaczone do lewej ręki – po lewej.

Dziękuję za uwagę