Κεφάλαιο 1: Εργονομία Σχεδιασμός και Τεχνολογία Γ Λυκείου - Λύσεις Ασκήσεων Άσκηση 1 α) Να εξηγήσετε τον ρόλο του στοιχείου της προσαρμοστικότητας σε θέματα εργονομίας προϊόντων. Να αναφέρετε ένα παράδειγμα. β) Να αναφέρετε επιπτώσεις εργονομικών προβλημάτων στον άνθρωπο, τα οποία αφορούν στην «προσαρμοστικότητά» του σε βιομηχανικά προϊόντα και σε χώρους εργασίας. α) Ο άνθρωπος είναι ευπροσάρμοστος, δηλαδή μπορεί και ανέχεται μικρές αποκλίσεις από τον βέλτιστο σχεδιασμό των αντικειμένων που χρησιμοποιεί, ανάλογα με το περιβάλλον που ζει και εργάζεται. Παράδειγμα: Οι καρέκλες που υπάρχουν στις αίθουσες διδασκαλίας των Λυκείων έχουν το ίδιο μέγεθος. Είναι αρκετά άνετες για τους μαθητές που τις χρησιμοποιούν παρόλο που αυτοί δεν έχουν το ίδιο ανάστημα. β) Οι επιπτώσεις των εργονομικών προβλημάτων στον άνθρωπο, οι οποίες αφορούν στην «προσαρμοστικότητά» του σε βιομηχανικά προϊόντα και σε χώρους εργασίας, είναι η δημιουργία άγχους και έντασης σε βάρος του χρήστη κάτι που μπορεί να προκαλέσει: Ι) μειωμένη απόδοση (λάθη, αύξηση χρόνου εκτέλεσης εργασίας), ΙΙ) αισθήματα δυσαρέσκειας και ενόχλησης και ΙΙΙ) σωματικές βλάβες που μπορεί να προκαλέσουν και τον θάνατο. Άσκηση 2 Να αναφέρετε τους περιορισμούς που λαμβάνονται υπόψη κατά τον σχεδιασμό των χώρων εργασίας. Οι περιορισμοί που λαμβάνονται υπόψη κατά τον σχεδιασμό των χώρων εργασίας είναι: η ύπαρξη χώρου η πρόσβαση η στάση χειρισμού η δύναμη. Άσκηση 3 α) Να ονομάσετε τις τέσσερις κατηγορίες παραμέτρων χρήστη περιβάλλοντος που εμπλέκονται κατά τη χρήση ενός χειριστηρίου παιγνιδιών (joy stick). β) Να αναφέρετε μία παράμετρο από κάθε κατηγορία που εμπλέκεται κατά τη χρήση ενός χειριστηρίου παιχνιδιών. Σε ποια κατηγορία ανήκει η κάθε παράμετρος; 1
α) Οι τέσσερις κατηγορίες παραμέτρων αλληλεπίδρασης χρήστη περιβάλλοντος που εμπλέκονται κατά τη χρήση του χειριστηρίου παιγνιδιών είναι: Παράμετροι που σχετίζονται με τα φυσικά χαρακτηριστικά του προϊόντος Νοητικές παράμετροι Παράμετροι που σχετίζονται με τον σχεδιασμό και τη διάταξη χώρου Παράμετροι που σχετίζονται με το φυσικό περιβάλλον. β) Τέσσερις παράμετροι χρήστη περιβάλλοντος: Το σχήμα του μοχλού του χειριστηρίου σχεδιάστηκε ώστε να ταιριάζει με το σχήμα της παλάμης του μέσου ανθρώπου, για να το χρησιμοποιεί με ευκολία. (Παράμετρος που σχετίζεται με τα φυσικά χαρακτηριστικά του προϊόντος). Οι οδηγίες χρήσης και τα σύμβολα που αναγράφονται πάνω στο χειριστήριο, να είναι κατανοητές από τον μέσο άνθρωπο, για να το χρησιμοποιεί με ευκολία. (Νοητική παράμετρος). Το μέγεθος του χειριστηρίου να είναι τέτοιο που να μπορεί να τοποθετείται εύκολα πάνω στο γραφείο. (Παράμετρος που σχετίζεται με τον σχεδιασμό και τη διάταξη χώρου). Τα υλικά κατασκευής του να είναι ανακυκλώσιμα. (Παράμετρος που σχετίζεται με το φυσικό περιβάλλον). Άσκηση 4 α) Να αναφέρετε δύο παραμέτρους αλληλεπίδρασης χρήστη περιβάλλοντος που εμπλέκονται με τη χρήση του φούρνου μικροκυμάτων της διπλανής φωτογραφίας και σχετίζονται με τα φυσικά χαρακτηριστικά του προϊόντος (κατηγορία). β) Να αναφέρετε επίσης μία παράμετρο που σχετίζεται με τον σχεδιασμό και τη διάταξη χώρου. α) Δύο παράμετροι που σχετίζονται με τα φυσικά χαρακτηριστικά του προϊόντος: Το μέγεθος των κουμπιών που υπάρχουν πάνω στον φούρνο να ταιριάζουν με το μέγεθος των δακτύλων του μέσου ανθρώπου (για να μπορεί να τα πιέζει εύκολα). Το μέγεθος του φούρνου μικροκυμάτων (μήκος και ύψος) να ταιριάζει με το μήκος των χεριών του μέσου ανθρώπου ώστε να τον μετακινεί με ευκολία (όταν χρειάζεται). β) Παράμετρος που σχετίζεται με τον σχεδιασμό και τη διάταξη χώρου: Το χρώμα του φούρνου μικροκυμάτων να ταιριάζει με αυτό των υπόλοιπων ηλεκτρικών συσκευών της κουζίνας. 2
Άσκηση 5 Στη διπλανή φωτογραφία φαίνεται ένα παιδικό καροτσάκι. Να αναφέρετε τρεις παραμέτρους αλληλεπίδρασης χρήστη περιβάλλοντος (διαφορετικής κατηγορίας), που εμπλέκονται κατά τη χρήση του. Σε ποια από τις τέσσερις κατηγορίες ανήκουν; Τρεις παράμετροι χρήστη περιβάλλοντος: Το μέγεθος (περιφέρεια) της χειρολαβής του καροτσιού να είναι τέτοιο ώστε να ταιριάζει με το μέγεθος της παλάμης του μέσου ανθρώπου, για να το χρησιμοποιεί με ευκολία. (Παράμετρος που σχετίζεται με τα φυσικά χαρακτηριστικά του προϊόντος). Το μέγεθος του καροτσιού να είναι τέτοιο ώστε να χωρεί στον χώρο αποσκευών ενός αυτοκινήτου. (Παράμετρος που σχετίζεται με τον σχεδιασμό και τη διάταξη χώρου). Τα υλικά κατασκευής του να είναι ανακυκλώσιμα. (Παράμετρος που σχετίζεται με το φυσικό περιβάλλον). Άσκηση 6 Να αναφέρετε τις τρεις κατηγορίες ανθρώπινων χαρακτηριστικών οι οποίες λαμβάνονται υπόψη κατά τον εργονομικό σχεδιασμό προϊόντων και συστημάτων. Οι τρεις κατηγορίες ανθρώπινων χαρακτηριστικών είναι: Φυσικά ανθρωπομετρικά χαρακτηριστικά Ψυχολογικά χαρακτηριστικά Βιολογικά - λειτουργικά χαρακτηριστικά Άσκηση 7 Στην πιο κάτω εικόνα φαίνεται μία ηλεκτρική κιθάρα. Σε μεγέθυνση φαίνονται οι τέσσερις ρυθμιστές έντασης του ήχου της κιθάρας. 3
Να γράψετε τρία ανθρώπινα χαρακτηριστικά που λήφθηκαν υπόψη στον σχεδιασμό της πιο πάνω κιθάρας δικαιολογώντας την απάντησή σας. Να αναφέρετε την κατηγορία στην οποία ανήκει το καθένα. Τρία ανθρώπινα χαρακτηριστικά: Το μέγεθος των δακτύλων του μέσου ανθρώπου λήφθηκε υπόψη στον καθορισμό της απόστασης ανάμεσα στις χορδές της κιθάρας, έτσι ώστε να πιέζει την κάθε χορδή, χωρίς να πιέζει τις γειτονικές χορδές. (Φυσικό ανθρωπομετρικό χαρακτηριστικό) Η όραση του μέσου ανθρώπου λήφθηκε υπόψη για τον καθορισμό του μεγέθους των αριθμών στις κλίμακες των ρυθμιστών έντασης του ήχου της κιθάρας, για να μπορεί να τους βλέπει από απόσταση 30-50 cm. (Ψυχολογικό χαρακτηριστικό) Η μυϊκή δύναμη των χεριών του μέσου ανθρώπου λήφθηκε υπόψη για τον καθορισμό του βάρους της κιθάρας έτσι ώστε ο μέσος άνθρωπος να μπορεί να κρατά την κιθάρα (για αρκετή ώρα) χωρίς να κουράζεται. (Βιολογικό - λειτουργικό χαρακτηριστικό) Άσκηση 8 Στη διπλανή εικόνα φαίνεται ένας ρευματολήπτης ηλεκτρικού ρεύματος (φίσια). Να γράψετε δύο ανθρώπινα χαρακτηριστικά που λήφθηκαν υπόψη στον σχεδιασμό του ρευματολήπτη. Το ένα χαρακτηριστικό να ανήκει στην κατηγορία των ψυχολογικών χαρακτηριστικών και το άλλο στα βιολογικά λειτουργικά χαρακτηριστικά. Ψυχολογικό χαρακτηριστικό: Ο τρόπος που σκέφτεται ο μέσος άνθρωπος λήφθηκε υπόψη στον τρόπο που γράφονται οι οδηγίες πάνω στον ρευματολήπτη, έτσι ώστε αυτές να γίνονται κατανοητές από τον μέσο άνθρωπο. Βιολογικό - λειτουργικό χαρακτηριστικό: Η μυϊκή δύναμη των δάκτυλων του μέσου ανθρώπου λήφθηκε υπόψη για τον καθορισμό της δύναμης που απαιτείται για να τοποθετηθεί ή / και να απομακρυνθεί ο ρευματολήπτης από τον ρευματοδότη στον τοίχο, για να μπορεί ο μέσος άνθρωπος να τοποθετεί ή / και να απομακρύνει τον ρευματολήπτη από το ρευματοδότη στον τοίχο χωρίς ταλαιπωρία. 4
Άσκηση 9 Αφού μελετήσετε τη θέση οδήγησης του αυτοκινήτου που φαίνεται στη διπλανή εικόνα, να γράψετε τρία ανθρώπινα χαρακτηριστικά, που λήφθηκαν υπόψη για τον σχεδιασμό της. Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. Να αναφέρετε την κατηγορία στην οποία ανήκει το κάθε ανθρώπινο χαρακτηριστικό. Το σχήμα της παλάμης του μέσου ανθρώπου λήφθηκε υπόψη στον σχεδιασμό του σχήματος του τιμονιού του αυτοκίνητου, ώστε ο μέσος άνθρωπος να μπορεί να κρατά το τιμόνι με ευκολία. Φυσικό ανθρωπομετρικό χαρακτηριστικό. Η μυϊκή δύναμη των ποδιών του μέσου ανθρώπου λήφθηκε υπόψη στον καθορισμό της δύναμης που απαιτείται για να πιεστούν (και να μετακινηθούν) οι ποδομοχλοί του αυτοκίνητου. Βιολογικό - λειτουργικό χαρακτηριστικό. Η όραση του μέσου ανθρώπου λήφθηκε υπόψη στον καθορισμό του μεγέθους των ενδείξεων στα όργανα οδήγησης του αυτοκινήτου για να μπορεί να τις βλέπει από τη θέση του οδηγού. Ψυχολογικό χαρακτηριστικό Άσκηση 10 Στη διπλανή εικόνα φαίνεται μία φορητή συσκευή αναπαραγωγής ψηφιακών δίσκων (cd player). Να γράψετε τα ανθρώπινα χαρακτηριστικά (δικαιολογώντας την απάντησή σας) που λήφθηκαν υπόψη στον σχεδιασμό της συσκευής αναφορικά με τα πιο κάτω: i. Tο μέγεθος των κουμπιών της. ii. Το βάρος της. iii. Το μέγεθος των χαρακτήρων (ενδείξεων) στην οθόνη. iv. Την ένταση του ήχου των ακουστικών. Το μέγεθος των κουμπιών: Το μέγεθος των δακτύλων του μέσου ανθρώπου λήφθηκε υπόψη για τον καθορισμό της διαμέτρου των κουμπιών της συσκευής, έτσι ώστε να μπορεί να πιέζει με ευκολία το κάθε κουμπί. 5
Το βάρος της: Η μυϊκή δύναμη των χεριών του μέσου ανθρώπου λήφθηκε υπόψη στον καθορισμό του βάρους της συσκευής, για να μπορεί ο άνθρωπος να κρατά και να μεταφέρει τη συσκευή (για αρκετό χρόνο) χωρίς να κουράζεται. Το μέγεθος των χαρακτήρων (ενδείξεων) στην οθόνη: Η όραση του μέσου ανθρώπου λήφθηκε υπόψη για τον καθορισμό του μεγέθους των χαρακτήρων (ενδείξεων) στην οθόνη, για να μπορεί να τους βλέπει από απόσταση 30-50 cm. Η ένταση του ήχου των ακουστικών: Η ακοή του μέσου ανθρώπου λήφθηκε υπόψη στον καθορισμό της έντασης του ήχου των ακουστικών της συσκευής, για να μπορεί να ακούει καλά ο μέσος άνθρωπος. Άσκηση 11 α) Να αναφέρετε δύο φυσικά ανθρωπομετρικά χαρακτηριστικά και ένα βιολογικό λειτουργικό, που λήφθηκαν υπόψη στον σχεδιασμό του ποδηλάτου που φαίνεται στη διπλανή εικόνα. Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. β) Να γράψετε δύο παραδείγματα παραμέτρων αλληλεπίδρασης χρήστη περιβάλλοντος τα οποία σχετίζονται με: i. τα φυσικά χαρακτηριστικά του ποδηλάτου ii. τις νοητικές παραμέτρους χρήσης του. α) Φυσικά ανθρωπομετρικά χαρακτηριστικά: Το εύρος των κινήσεων των ποδιών του μέσου ανθρώπου λήφθηκε υπόψη στο καθορισμό των κινήσεων των ποδομοχλών του ποδηλάτου, για να μπορεί ο μέσος άνθρωπος να χρησιμοποιεί το ποδήλατο. Το μέγεθος της παλάμης του μέσου ανθρώπου λήφθηκε υπόψη στον καθορισμό της απόστασης τιμονιού ποδηλάτου και χειρολαβής των φρένων, για να μπορεί ο μέσος άνθρωπος να πιέζει τη χειρολαβή των φρένων χωρίς να απομακρύνεται η παλάμη του από το τιμόνι του ποδηλάτου. Βιολογικό - λειτουργικό χαρακτηριστικό: Η μυϊκή δύναμη στα πόδια του μέσου ανθρώπου λήφθηκε υπόψη στη δύναμη που απαιτείται για την περιστροφή των ποδομοχλών του ποδηλάτου για να μην κουράζεται ο μέσος άνθρωπος. β) Φυσικά χαρακτηριστικά του ποδηλάτου: Το μήκος της περιφέρειας της χειρολαβής του τιμονιού του ποδηλάτου σχεδιάστηκε ώστε να ταιριάζει με το μέγεθος της παλάμης του μέσου ανθρώπου, για να το χρησιμοποιεί με ευκολία. Νοητικές παράμετροι χρήσης του ποδηλάτου: Ο τρόπος λειτουργίας των «ταχυτήτων» του ποδηλάτου να είναι κατανοητός από τον μέσο άνθρωπο, για να μπορεί να τις αλλάζει με ευκολία. 6
Άσκηση 12 Αφού μελετήσετε τα σχέδια του σχήματος 1/16, να υπολογίσετε τα πιο κάτω μεγέθη που αφορούν την εργονομία κατασκευών. α) Το ελάχιστο ύψος μίας πόρτας, για να διέρχεται ένας άνθρωπος, αφού προσθέσετε 200 mm σε αυτό. β) Το ύψος του πάγκου εργασίας (καπάκι), για να εργάζεται άνετα ένας μέσος άνθρωπος. γ) Τη διάμετρο μίας κυκλικής καταπακτής, για να διέρχεται ένας άνθρωπος σε έναν χώρο - κρύπτη, αφού προσθέσετε επιπλέον 100 mm σε αυτή. α) Το ύψος της πόρτας: Για τον υπολογισμό του ύψους της πόρτας λαμβάνεται υπόψη το ύψος του πιο ψηλού άνδρα το οποίο είναι 1854 mm (μέσος άνθρωπος - ποσόστωση 95%) και προστίθενται σε αυτό ακόμη 200 mm. Άρα το ύψος της πόρτας είναι 2054 mm. β) Το ύψος του πάγκου κουζίνας (καπάκι εργασίας) Για τον υπολογισμό του ύψους του πάγκου εργασίας λαμβάνεται υπόψη η απόσταση από το έδαφος των χεριών της πιο μικρόσωμης γυναίκας (μέσος άνθρωπος - ποσόστωση 5%) όταν αυτά είναι από τις αγκώνες και κάτω σε οριζόντια θέση (όρθια θέση εργασίας ανθρώπου), δηλαδή 878 mm. (Είναι πιο βολικό για τον ψηλό άνθρωπο να κατεβάσει τα χέρια του (περιστροφή προς τα κάτω) και να εργαστεί όταν ο πάγκος εργασίας είναι λίγο χαμηλός, παρά να ανεβάσει τα χέρια (περιστροφή προς τα πάνω) ο χαμηλός άνθρωπος όταν ο πάγκος εργασίας είναι ψηλός). γ) Τη διάμετρο της κυκλικής καταπακτής. Για τον υπολογισμό της διαμέτρου της κυκλικής καταπακτής λαμβάνεται υπόψη το μέγιστο πλάτος του ανθρώπινου σώματος που είναι το πλάτος των ώμων του μεγαλόσωμου άνδρα (μέσος άνθρωπος - ποσόστωση 95%) που ισούται με 492 mm και προστίθενται σε αυτό ακόμη 100 mm. Άρα η διάμετρος της καταπακτής είναι 592 mm. 7
Άσκηση 13 Στις πιο κάτω εικόνες, φαίνονται οι οθόνες προβολής πληροφοριών για την ποσότητα παρεχόμενων καυσίμων, το πληκτρολόγιο και οι κάνουλες παροχής καυσίμων μίας αντλίας καυσίμων, σε ένα πρατήριο καυσίμων εικοσιτετράωρης εξυπηρέτησης πελατών. Η Εικόνα 1 Εικόνα 2 α) Να αναφέρετε τρεις παραμέτρους αλληλεπίδρασης χρήστη περιβάλλοντος, οι οποίοι λήφθηκαν υπόψη για τον σχεδιασμό και την κατασκευή του πιο πάνω συστήματος, εξηγώντας σε συντομία τον λόγο για τον οποίο λήφθηκαν υπόψη. β) Στην εικόνα 2 φαίνεται ο τρόπος με τον οποίο ο χρήστης κρατάει την κάνουλα και στον πιο κάτω πίνακα φαίνονται οι ανθρωπομετρικές διαστάσεις του πλάτους της παλάμης ενός ενήλικα άντρα. Ι. Τι εννοούμε με τον όρο μέσος άνθρωπος; ΙΙ. Να ορίσετε το μήκος της χειρολαβής H ώστε να χρησιμοποιείται άνετα από τον μέσο άνθρωπο (άντρας). ΙΙΙ. Ποιοι άντρες αποκλείονται από τον σχεδιασμό της κάνουλας; 8
α) Τρεις παράμετροι αλληλεπίδρασης χρήστη περιβάλλοντος: Το μήκος της χειρολαβής της κάνουλας να είναι τέτοιο ώστε να ταιριάζει με το πλάτος της παλάμης του μέσου ανθρώπου, για να μπορεί να τη χρησιμοποιεί άνετα. Τα υλικά κατασκευής του συστήματος να είναι ανακυκλώσιμα για να μπορούν να χρησιμοποιηθούν ξανά (μετά τη διαδικασία ανακύκλωσης). Οι οδηγίες χρήσης του συστήματος γεμίσματος καυσίμων να είναι κατανοητές από τον μέσο άνθρωπο για να μπορεί να χρησιμοποιεί το σύστημα με ευκολία. β) (i) Με τον όρο μέσος άνθρωπος στην ανθρωπομετρία εννοούμε το ποσοστό του 90% των ανθρώπων χρηστών, των οποίων τα χαρακτηριστικά λαμβάνονται υπόψη στον σχεδιασμό των διαφόρων προϊόντων και συστημάτων. Από τον σχεδιασμό αποκλείονται οι χρήστες των οποίων τα χαρακτηριστικά βρίσκονται με ποσόστωση μικρότερη του 5% και μεγαλύτερη του 95%. (ii) H = 97mm (ποσόστωση 95%) (iii) Από το σχεδιασμό της κάνουλας αποκλείονται οι άντρες οι οποίοι έχουν πλάτος παλάμης μεγαλύτερο από 97mm. (ποσόστωση 95% και πάνω). 9