《安全技术》之人机工程学在工程机械设计中的应用.doc

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1、人机工程学在工程机械设计中的应用人机工程学是一门研究人、机和环境的新兴学科，它与人体科学、劳动科学和工程技术等科学相互交叉。人机工程学充分运用人的行动方式、活动能力等特征，科学合理地设计机器、工具、任务和系统等，它能促进生产率的提高，提高舒适性。随着近年来经济社会的快速发展和科学技术的不断进步，人机工程学也得到迅速发展，并广泛应用于工程机械领域中。本文主要论述了人机工程学的运用，人机工程在机械设计中的运用，人体机能对机械设计的作用以及环境对机械设计的影响。   随着社会不断发展进步，人机工程学已作

2、为新兴的学科被广泛用于工程机械设计中。在环境-操作者-工程机械的整个系统中,操作者可以说是研究的核心对象。伴随工程机械的种类不断增多,工程机械的用途也渐渐扩大,作业的效率也不断得到提高,因为施工现场和工作场地都很复杂,现场施工难度也越来越高，使得机械操作工作变得更加复杂。所以，有必要改善机械操纵者的劳动条件,构建安全舒适的工作环境，进而使人机工程学在机械设计领域的作用更加突出。  人机工程学的运用  人体工程学从人的心理特点与生理特点角度出发，探索研究人、机和环境三者之间的关系和互相作用规律，它运

3、用人体力学、测量学、劳动生理学等学科的研究方式，分析研究人体基本结构特点及机能特征，给出人体各个身体部分重量、尺寸、比重以及各部分在运动时的相互作用关系，提供各部分活动范围、出力范围、动作速度及重心变化等机能特征的参数，分析人听觉、视觉和触觉等感官特性，研究人在进行不同活动时的不同能量消耗、生理变化及疲劳机理;探讨影响人心理的各种因素。  人机工程在机械设计领域的应用  机械设计工程很复杂，设计人员在设计时不但要考虑力学知识、机械材料、周围温度等，还要参照人一机一环境的关系，所以，人机工程学对机械

4、工程来说非常重要。设计的机械产品会根据设计空间的不同，从不同的角度考虑颜色、亮度，因为对作业效率的要求不同，就促使同一机械产品在不同的工作环境中有不同的作用效果。要充分考虑人、机、环境三者的关系，注重工作效率、作业人员特征及周围环境。  2.1.设计的操纵性。人通过操纵把信息传递给机器，操作机构要根据人输出信息的部位不同，制定不同的操作需要。设计中要充分考虑机器运作方向、安全和阻力等因素。操纵机构要和控制对象保持同步，才能使人的操作流程更加准确，才能更简化培训过程，进而不断提高速度与精度，减少事故

5、的发生。因为操纵方向的改变直接影响机械的操纵性能，操纵器形状和尺寸要与安装位置相匹配，考虑人机工程角度，机械设备与人的生理特征相适应，器件的操作方向需要和机器运行方向相一致，所有操作标识醒目简单，符合自然操纵的各项要求。  2.2.操作的舒适度。人机工程学重视以人为本，注意人机有效结合原则，它充分考虑人和机器两方面的因素，改变了以往只顾及机械性能的陈旧思想，力争把技术效果融进机械设计。人体动作具有协调对称的特点，操作动作应尽可能简单、协调。机械操作设计与设备的人机界面有效结合到一起，共同控制装置是

6、否方便管理，人机信息的交换是否迅速等。通过人机的有效结合，进一步提高人机工作的效率。     2.3.设计的安全性。机械设计可以直接影响操作者与周围人员人身安全。机械的安全系数与很多因素都有关，应该充分运用人机工程学原理，强化操作性，不断提高机械的安全系数。机械整体结构的参数影响操作时是否会出现翻倾等动作，设备制动系统的完善情况可影响机械能否安全作业。特别要注意机组制动性及制动器的联动情况。与此同时，应该重视安全报警装置的设计方案，不断探索操作员心理素质和安全作业的关系，进而制定选拔操作员的标准和

7、相关的安全规范，减少事故的发生。  人体机能对机械设计的作用  人体的神经系统、感觉系统、运动系统直接与外界接触。人体各个部位必须协调好，系统才能有效运行。  3.1.人体神经系统。大脑中枢负责处理复杂的信息，较快的处理速度对有效记忆信息具有重要意义。设计机械产品时，要注意产品的反应速度不能快于人脑反应速度。另外，有效利用人脑的记忆，设计较为复杂的行为，进而提高工作效率。  3.2.人体感觉系统。人体有很多不同感觉通道，它们分别适用不同场合。比如视觉适合传达复杂的信息；听觉使用传递速度极快的信息。

8、从视觉角度讲，机械装置的设计需要考虑人的视力和视角，色觉和色视野等方面。从听觉角度讲，设计要考虑声音频率和动态范围等。  3.3.人体运动系统。运动系统负责完成各类动作和劳动。设计机械时要充分考虑骨关节、肌肉强度等。例如进行肢体运动要结合肢体的运动范围和出力范围、动作速度等。结合操作者的肢体和操作对象间的距离，让操作者方便灵活地完成动作。  环境影响机械设计   环境因素一直对人系统工作效率有着较大影响，人作为系统的主体，为了确保系统的可靠性、高效性以及持久性，对工作的环境必须要求