人機工程學(xué)在工程機械設(shè)計中的應(yīng)用

1、人機工程學(xué)在工程機械設(shè)計中的應(yīng)用人機工程學(xué)是一門討論人、機和環(huán)境的新興學(xué)科，它與人體科學(xué)、勞 動科學(xué)和工程技術(shù)等科學(xué)相互交叉。人機工程學(xué)充分運用人的行動方式、 活動力量等特征，科學(xué)合理地設(shè)計機器、工具、任務(wù)和系統(tǒng)等，它能促 進生產(chǎn)率的提高，提高舒適性。隨著近年來經(jīng)濟社會的快速進展和科學(xué) 技術(shù)的不斷進步，人機工程學(xué)也得到快速進展，并廣泛應(yīng)用于工程機械 領(lǐng)域中。本文主要論述了人機工程學(xué)的運用，人機工程在機械設(shè)計中的 運用，人體機能對機械設(shè)計的作用以及環(huán)境對機械設(shè)計的影響。隨著社會不斷進展進步，人機工程學(xué)已作為新興的學(xué)科被廣泛用于工 程機械設(shè)計中。在環(huán)境-操-工程機械的整個系統(tǒng)中，操可以說是討論的

2、核心對象。伴隨工程機械的種類不斷增多，工程機械的用途也慢慢擴大， 作業(yè)的效率也不斷得到提高，由于施工現(xiàn)場和工作場地都很簡單，現(xiàn)場 施工難度也越來越高，使得機械操作工作變得更加簡單。所以，有必要 改善機械操縱者的勞動條件，構(gòu)建平安舒適的工作環(huán)境，進而使人機工 程學(xué)在機械設(shè)計領(lǐng)域的作用更加突出。人機工程學(xué)的運用人體工程學(xué)從人的心理特點與生理特點角度動身，探究討論人、機 和環(huán)境三者之間的關(guān)系和相互作用規(guī)律，它運用人體力學(xué)、測量學(xué)、 勞動生理學(xué)等學(xué)科的討論方式，分析討論人體基本結(jié)構(gòu)特點及機能特 征，給出人體各個身體部分重量、尺寸、比重以及各部分在運動時的 相互作用關(guān)系，供應(yīng)各部分活動范圍、出力范圍、動

3、作速度及重心變 化等機能特征的參數(shù)，分析人聽覺、視覺和觸覺等感官特性，討論人 在進行不同活動時的不同能量消耗、生理變化及疲憊機理;探討影響人 心理的各種因素。人機工程在機械設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用機械設(shè)計工程很簡單，設(shè)計人員在設(shè)計時不但要考慮力學(xué)學(xué)問、機 械材料、四周溫度等，還要參照人一機一環(huán)境的關(guān)系，所以，人機工 程學(xué)對機械工程來說特別重要。設(shè)計的機械產(chǎn)品會依據(jù)設(shè)計空間的不 同，從不同的角度考慮顏色、亮度，由于對作業(yè)效率的要求不同，就促 使同一機械產(chǎn)品在不同的工作環(huán)境中有不同的作用效果。要充分考慮人、 機、環(huán)境三者的關(guān)系，注意工作效率、作業(yè)人員特征及四周環(huán)境。2. 1.設(shè)計的操縱性。人通過操縱把信息傳

4、遞給機器，操作機構(gòu)要依據(jù) 人輸出信息的部位不同，制定不同的操作需要。設(shè)計中要充分考慮機器 運作方向、平安和阻力等因素。操縱機構(gòu)要和掌握對象保持同步，才能 使人的操作流程更加精確 ，才能更簡化培訓(xùn)過程，進而不斷 提高速度與精度，削減事故的發(fā)生。由于操縱方向的轉(zhuǎn)變直接影響機械 的操縱性能，操縱器外形和尺寸要與安裝位置相匹配，考慮人機工程角 度，機械設(shè)備與人的生理特征相適應(yīng)，器件的操作方向需要和機器運行 方向相全都，全部操作標識醒目簡潔，符合自然操縱的各項要求。2. 2.操作的舒適度。人機工程學(xué)重視以人為本，留意人機有效結(jié)合原 則，它充分考慮人和機器兩方面的因素，轉(zhuǎn)變了以往只顧及機械性能的 陳舊思想

5、，力爭把技術(shù)效果融進機械設(shè)計。人體動作具有協(xié)調(diào)對稱的特 點，操作動作應(yīng)盡可能簡潔、協(xié)調(diào)。機械操作設(shè)計與設(shè)備的人機界面 有效結(jié)合到一起，共同掌握裝置是否便利管理，人機信息的交換是否 快速等。通過人機的有效結(jié)合，進一步提高人機工作的效率。2. 3.設(shè)計的平安性。機械設(shè)計可以直接影響操與四周人員人身平安。 機械的平安系數(shù)與許多因素都有關(guān)，應(yīng)當(dāng)充分運用人機工程學(xué)原理， 強化操作性，不斷提高機械的平安系數(shù)。機械整體結(jié)構(gòu)的參數(shù)影響操 作時是否會消失翻傾等動作，設(shè)備制動系統(tǒng)的完善狀況可影響機械能 否平安作業(yè)。特殊要留意機組制動性及制動器的聯(lián)動狀況。與此同時， 應(yīng)當(dāng)重視平安報警裝置的設(shè)計方案，不斷探究操作員心

6、理素養(yǎng)和平安 作業(yè)的關(guān)系，進而制定選拔操作員的標準和相關(guān)的平安規(guī)范，削減事 故的發(fā)生。人體機能對機械設(shè)計的作用人體的神經(jīng)系統(tǒng)、感覺系統(tǒng)、運動系統(tǒng)直接與外界接觸。人體各個 部位必需協(xié)調(diào)好，系統(tǒng)才能有效運行。3.1.人體神經(jīng)系統(tǒng)。大腦中樞負責(zé)處理簡單的信息，較快的處理速 度對有效記憶信息具有重要意義。設(shè)計機械產(chǎn)品時，要留意產(chǎn)品的反應(yīng) 速度不能快于人腦反應(yīng)速度。另外，有效利用人腦的記憶，設(shè)計較為簡 單的行為，進而提高工作效率。3. 2.人體感覺系統(tǒng)。人體有許多不同感覺通道，它們分別適用不同場 合。比如視覺適合傳達簡單的信息；聽覺使用傳遞速度極快的信息。從 視覺角度講，機械裝置的設(shè)計需要考慮人的視力和

7、視角，色覺和色視野 等方面。從聽覺角度講，設(shè)計要考慮聲音頻率和動態(tài)范圍等。3. 3.人體運動系統(tǒng)。運動系統(tǒng)負責(zé)完成各類動作和勞動。設(shè)計機械時 要充分考慮骨關(guān)節(jié)、肌肉強度等。例如進行肢體運動要結(jié)合肢體的運動 范圍和出力范圍、動作速度等。結(jié)合操的肢體和操作對象間的距離，讓 操便利敏捷地完成動作。環(huán)境影響機械設(shè)計環(huán)境因素始終對人系統(tǒng)工作效率有著較大影響，人作為系統(tǒng)的主體， 為了確保系統(tǒng)的牢靠性、高效性以及長久性，對工作的環(huán)境必需要求 苛刻，必需考慮機械操作人員在工作中的平安性和舒適性，機械的操 作設(shè)計肯定要依據(jù)固有的工作環(huán)境綻開，很好的規(guī)避操縱的過程中產(chǎn) 生的震驚、噪聲、光照以及溫度等問題。實際生活中，許多工作環(huán)境 不在舒適的正常值范圍內(nèi)，使人在較長的時間工作會產(chǎn)生疲憊，必需 實行愛護措施，制造對人體舒適而且有利的工作環(huán)境，只有這樣人才 能既感覺舒適，又能提高工作的效率。所以，操作的界面環(huán)境設(shè)計反 映到機械設(shè)計中就變得相當(dāng)重要，對機械界面的設(shè)計工作就提出了個 極其重要的要求，機床界面的設(shè)計應(yīng)當(dāng)主要包括屏幕顯示、布局設(shè)計、 操控等相關(guān)內(nèi)容。設(shè)計現(xiàn)代機械工程時要緊密聯(lián)系人機工程學(xué)的原理，推動人性化設(shè)計。 有效結(jié)合四周環(huán)境和人的因素，保證操能便利、舒適的工