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1、第21卷第4期机电产品开发与创新Vol.21,No.4·产20品08与年市7场月·Development&InnovationofMachinery&ElectricalProductsJuly.,2008安全人机工程学在挖掘机驾驶室中的应用11,211郭琳,朱序璋,毕伟民,许英(1.西安建筑科技大学安全工程研究所,陕西西安710055;2.西安建筑科技大学机电学院,陕西西安710055)摘要:应用人机工程学原理,针对挖掘机驾驶室,分析挖掘机动臂摆动角度与挖掘机司机视野范围的关系,提出了保证整个施工现场安全的必要条件。并且,分析挖掘机司机所处的特殊工作环境,提出保障司机作业安
2、全的对策措施,确保了司机工作的安全性。关键词:人机工程学;挖掘机;安全中图分类号:TH-39文献标识码:A文章编号:1002-6673(2008)04-072-03眼能观察到的空间范围,通常以角度表示。视野可分为0引言最佳视区、良好视野范围以及有效视野范围。挖掘机是专门用来解决复杂工程的,应用非常广表1视野范围泛,一般的工程都能用挖掘机来工作。例如飞机场、高Tab.1Visual-range速路、能源水利、房屋工程、旧城改造等。挖掘机主要最佳视野垂直面上下1.5°垂直面左右1.5°水平面内零线左右两侧各由发动机、液压系统、传动装置构件组成。良好视野垂直面内水平视线以下30°1
3、5°的范围内根据我国于1997年7月1日起实施强制性国家标垂直面内水平视线以上水平面内零线左、右各准GB167110.1-1996,其中工程机械噪声限值规定挖掘有效视野25°,以下35°35°机驾驶室的耳边噪声应不大于92dB(A),然而我国目前仍存在不少产品不符合标准。目前,国内挖掘机驾驶室(3)装载机驾驶员视野性能研究。在驾驶室司机实视野不够开阔,噪音、振动较大,驾驶室的司机作业时际操纵中,司机需要经常查除了要眼观八方,注意力高度集中,还要忍受刺耳的噪看抓斗位置,为保证施工安25°!'h1!O'35°"'"音和经受风吹日晒。因此,改善驾驶室司机工作环境的全,必须保证抓斗在
4、司机视h'h2x任务刻不容缓。本文着眼于人的机能特征与工作环境对野的有效范围内。图1为挖h0挖掘机驾驶室进行分析,为进一步改善挖掘机司机的工掘机侧视图,图2为挖掘机作环境提供依据。俯视图。由图1可知,h1表示司1人的机能特征机水平视线到前风窗最上部1.1视野的距离,h2表示司机水平视图1挖掘机侧视图(1)眼睛的运动规律。由于眼球的水平运动比垂直运线到前风窗最下部的距离,h3Fig.1Excavatorsside-view表示驾驶室座位水平面到前动快,因此一般先看到水平方向的东西,后看到垂直方风窗最下部的距离。X表示司机眼睛距前风窗的水平距向的东西。两眼球的运动是协调的、同步的
5、,不可能一离,O与O'为司机眼睛的位置。当司机不转动头部和只眼球转动而另一只眼球不动,也不可能一只眼睛看东西,而另一只眼睛不看[1]。根据人机工程学研究资料,眼部时在司机水平视线以下35°,司机可看到最清晰的施工物体,为作业的良好视野。在垂直面内水平视线以头部转动时,其转动中心在左右眼连线中垂线的后方98.6mm处。左右两眼有效瞳孔距为65mm[2]。上25°,以下35°共计60°的视线内为有效视野范围。由于作业需要,挖掘机座椅可设计为前后可调试座(2)一般视野。视野是当人的头部和眼球不动时,人椅。当司机眼睛处于O点时,司机水平视线以上最大仰收稿日期:2008-04-15视角
6、为α,最大俯视角为β,此时,α=25°;β>35°,司作者简介:郭琳(1982-),女,硕士研究生。主要研究方向:机的有效视野范围恰好得以满足。人机系统安全与工程。72·产品与市场·当X增大,即向后移动驾驶座椅,司机眼睛处于线左右的物体,保证整个施工现场的安全性。O'点时,α<25°;β>35°,这时水平视线以上的范围无法2工作环境满足,因此,挖掘机司机只能执行在水平视线以下范围内的工作。2.1微气候当X减小,即向前移动驾驶座椅,α角与β逐渐增微气候又称生产环境的气候条件,是指生产环境局大,α>25°;β>35°,因此,司机的有效视野范围可以得部的气温、湿度、气流速度以及工作
7、现场中的设备、产到满足。品、零件和原料的热辐射条件[1]。因为α>25°,tanα>tan25°,又X=h1,所以只有(1)微气候影响。作业环境的温度和湿度随着季节tanα变化,因此,事故频度也随着季节变化,七八月份温度h1满足X!条件时,司机不用转动头部和眼睛就可和湿度出现峰值,在此期间,事故频度也最高。其原因tan25°是:随着气温升高,湿度增加,并逐渐接近于饱和,致以能保证看到前风窗前眼睛水平面以上的物体。使皮肤表面汗液蒸发减少,这将使人们感到疲惫,头晕,h2再有,因为β<30°,tanβ
