Conception ergonomique des points de contrôle du levier

Les points clés ergonomiques de la conception des poignées marines doivent être étroitement associés aux conditions de travail particulières des opérations sur les navires, telles que les longues heures de travail, les fortes vibrations, les environnements humides et glissants, etc. Les principaux objectifs sont d'améliorer le confort de manipulation, de réduire la fatigue et d'assurer un contrôle précis.

I. Adaptation de la forme et de la taille des poignées

1. Adaptation à la taille de la main

（1）Diamètre : En fonction de la taille de la paume humaine (la largeur moyenne de la paume des hommes adultes est d'environ 90-105 mm et celle des femmes adultes est d'environ 80-95 mm), il est recommandé de contrôler le diamètre de la poignée dans une fourchette de 30-50 mm :

①Poignée fine (telle que la coupe) : 30-40 mm (pratique pour une prise à une main et une rotation flexible) ;

②Poignée de type force (guindeau, treuil d'amarrage) : 40-50mm (augmente la surface de contact et répartit la force de préhension).

（2）Longueur : La longueur de préhension effective de la poignée doit s'étendre de l'éminence thénar de la paume à la racine du majeur, soit généralement de 120 à 150 mm. Il faut éviter les poignées trop courtes, qui risquent d'entraîner une préhension instable, ou trop longues, qui risquent d'alourdir la charge sur le poignet.

2. Conception de la forme de la prise

（1）Bionic Arc : il se conforme à la forme de flexion naturelle de la paume. Par exemple, le dos de la poignée est surélevé (conformément à l'arc du muscle hypothénar), et la rainure des doigts est conçue (pour s'adapter aux points d'application de la force de l'index et du pouce), ce qui réduit la pression sur le centre de la paume (la transpiration et le glissement sont susceptibles de se produire lors d'une utilisation à long terme).

（2）Texte antidérapant : La surface est moletée, moulée en caoutchouc ou recouverte d'un revêtement souple (dureté Shore 60-70A). La profondeur de la texture est de 0,5 à 1 mm et le coefficient de friction humide est ≥0,6 (norme GB/T 20295), ce qui améliore la stabilité de la prise en main dans les environnements humides.

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II. Optimisation de la force d'actionnement et de la course

1. Conception du seuil de la force de fonctionnement

（1）Force de préhension statique : La force d'utilisation continue recommandée pour une seule main est ≤30% de la force de préhension maximale (la force de préhension maximale moyenne des hommes adultes est d'environ 400-500N, et celle des femmes adultes est d'environ 250-350N), et il faut éviter de dépasser 150N (pour éviter la fatigue des muscles de l'avant-bras).

（2）Couple dynamique :

①Roues de gouvernail/poignée de télégraphe : Le couple de direction/poussée et de traction est ≤50N-m (valeur recommandée par la norme ISO 6846), et il est équipé d'un amortisseur pour fournir un retour de résistance uniforme afin d'éviter les erreurs de fonctionnement causées par un blocage soudain ;

②Poignée d'urgence : La force de déclenchement doit être clairement distinguée des opérations régulières (par exemple, la force combinée "appuyer + soulever" de la poignée de libération de l'embarcation de sauvetage ≥80N pour éviter tout contact accidentel).

2. Correspondance entre la course et la précision

（1）Poignée de réglage fin (par exemple, réglage du gain du radar) : La course est ≤20mm, et elle est combinée avec des engrenages/potentiomètres pour obtenir un contrôle de précision au niveau de 0,5° ;

（2）Manette de réglage grossier (comme le démarrage et l'arrêt du guindeau) : La course est de 50 à 100 mm. Les nœuds d'engrenage (tels que les trois engrenages "neutre-basse vitesse-haute vitesse") sont clairement définis par le dispositif de limite, et un "clic" tactile est accompagné d'un retour d'information pendant le fonctionnement.

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III. Adaptation de la position et de la posture de travail

1. Hauteur et angle d'installation

（1）Fonctionnement assis dans le cockpit : La hauteur du centre de la poignée par rapport à la surface du siège est de 600 à 700 mm (conformément à la norme GB/T 14774 relative à la hauteur d'installation en position assise), et l'angle entre l'axe de la poignée et le plan horizontal est de 15 à 30° (position neutre naturelle du poignet, réduction de l'angle de déviation du cubitus/rayon).

（2）Fonctionnement debout sur le pont : La hauteur de la poignée est de 900 à 1100 mm (pour s'adapter aux membres de l'équipage de différentes tailles, et la base peut être ajustée de ±100 mm), et l'angle d'inclinaison est de 20 à 45° (pratique pour regarder vers le bas afin d'observer la position de la poignée et l'état de l'équipement).

2. Optimisation de la direction d'application de la force

（1）Horizontal Push-pull Handle (tel que le télégraphe) : La voie de fonctionnement est parallèle au plan sagittal du corps humain, ce qui permet d'éviter une extension latérale excessive du bras (la plage de fonctionnement maximale ≤400mm, et le corps doit être déplacé s'il dépasse cette plage) ;

（2）Poignée de traction verticale (telle qu'une vanne d'incendie) : La direction de la force de traction est cohérente avec l'axe de l'avant-bras, et le centre de gravité de la poignée est proche du centre de la paume, ce qui réduit la force compensatoire exercée par l'épaule.

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IV. Retour d'information et confort d'utilisation

1. Conception multimodale du retour d'information

（1）Tactile Feedback : Moteur à vibrations (telles que des vibrations à basse fréquence à 50 Hz en cas de surcharge), sensation de pas d'amortissement (un changement soudain de résistance de 0,3-0,5N-m pendant le changement de vitesse) ;

（2）Rétroaction visuelle : Un indicateur LED est intégré à la queue de la poignée (vert = normal, rouge = défaut, bleu = veille), et les couleurs sont conformes à la norme de couleur de sécurité ISO 3864 ;

（3）Réaction auditive : Un son rapide et net (30-60dB) est accompagné pendant le fonctionnement, qui se distingue du bruit ambiant (généralement ≤85dB dans le cockpit).

2. Conception visant à réduire la fatigue

（1）Equilibre du poids : Le poids propre de la poignée ≤500g (pour les poignées des appareils mobiles), et pour les poignées fixes, des roulements/poids d'équilibre sont utilisés pour réduire la force d'inertie pendant le fonctionnement ;

（2）Soulagement de la pression de la paume : Une zone creuse de 10-15 mm est réservée au milieu de la poignée (pour éviter l'engourdissement causé par une pression à long terme sur le centre de la paume), et la transition en arc au niveau de l'éminence thénar (R≥15mm) réduit le frottement des tissus mous.

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V. Adaptation à des scénarios particuliers

1. Utilisation dans des conditions humides/glissantes ou avec des gants

L'espacement de la texture de la surface de la poignée est ≥2mm (pour empêcher la rétention des taches d'eau de mer/d'huile). Le diamètre du manche adapté au port de gants est augmenté de 5 à 10 mm, et la profondeur de la rainure pour les doigts est portée à 2 mm pour garantir un fonctionnement précis avec des gants résistants au froid/antidérapants (d'une épaisseur de 3 à 5 mm).

2. Réponse aux opérations d'urgence

La poignée d'urgence adopte une "grande taille + un schéma de couleur rouge accrocheur" (diamètre ≥60mm), et le mode de fonctionnement est simplifié à un déclenchement en une seule étape (tel qu'un bouton d'arrêt d'urgence à pousser vers le bas, avec une course ≤15mm et une force de déclenchement ≤50N), et il est positionné dans la plage de ±200mm de la ligne de vue horizontale (répondant à la nécessité d'un positionnement rapide).

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VI. Différences entre les groupes et personnalisation

1. Adaptation aux différences de taille du corps humain

Pour les différents groupes d'équipage des différents types de navires (par exemple, la plupart des membres d'équipage des cargos océaniques sont des hommes, et les opérateurs de yachts peuvent inclure des femmes), des poignées réglables (longueur ±20 mm, angle ±10°) sont fournies, ou les poignées sont conçues dans des modèles différents (tailles S/M/L).

Conformément à la norme GB/T 10000-1988 "Dimensions of Chinese Adults", les principales dimensions de la poignée couvrent la plage d'adaptation allant du 5e percentile féminin au 95e percentile masculin.

2. Compatibilité avec les habitudes de travail

Conception ambidextre : Poignées symétriques (telles que la roue de gouvernail sans directionnalité) ou bases de poignée pouvant être installées à gauche et à droite (telles que la poignée de grue pouvant être installée à gauche et à droite) afin de répondre aux besoins des opérateurs gauchers.

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VII. Vérification des normes et des essais

1. Conformité aux normes internationales

ISO 6846 "Exigences ergonomiques pour les dispositifs de manœuvre des navires" : Spécifie les seuils de sécurité pour la force d'actionnement des poignées, la course et la position ;

ISO 11226 "Ergonomie - Force d'actionnement" : Guide les limites de conception des forces d'actionnement statiques/dynamiques.

2. Essais d'utilisabilité

Simuler l'environnement cahoteux du navire (fréquence de vibration 1-20Hz, accélération ≤2m/s²) pour tester la stabilité de préhension de la poignée ;

Réaliser une expérience de fatigue en fonctionnement continu de 4 heures, contrôler le signal de l'électromyogramme (EMG) et le degré de fatigue subjectif (échelle RPE), et optimiser le poids et la sensation de préhension de la poignée.

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Conclusion

La conception ergonomique des poignées marines doit tenir compte de la coordination entre l'homme, la machine et l'environnement. Grâce à l'adaptation de la taille, à l'optimisation du sens de la force, à l'amélioration du retour d'information et à la personnalisation des scénarios, les objectifs de "fonctionnement précis, de durabilité confortable, de sécurité et de fiabilité" sont atteints dans les environnements marins difficiles. L'essentiel est d'intégrer en profondeur les caractéristiques physiologiques de l'équipage aux paramètres de conception technique, en combinaison avec les points douloureux du fonctionnement réel de l'équipage (tels que les conditions humides et glissantes, les vibrations, les longues heures de travail), et finalement d'améliorer l'efficacité et la sécurité de l'exploitation du navire.