人機(jī)工程學(xué)在工程機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、人機(jī)工程學(xué)在工程機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)是一門討論人、機(jī)和環(huán)境的新興學(xué)科，它與人體科學(xué)、勞 動(dòng)科學(xué)和工程技術(shù)等科學(xué)相互交叉。人機(jī)工程學(xué)充分運(yùn)用人的行動(dòng)方式、 活動(dòng)力量等特征，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)機(jī)器、工具、任務(wù)和系統(tǒng)等，它能促 進(jìn)生產(chǎn)率的提高，提高舒適性。隨著近年來經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速進(jìn)展和科學(xué) 技術(shù)的不斷進(jìn)步，人機(jī)工程學(xué)也得到快速進(jìn)展，并廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械 領(lǐng)域中。本文主要論述了人機(jī)工程學(xué)的運(yùn)用，人機(jī)工程在機(jī)械設(shè)計(jì)中的 運(yùn)用，人體機(jī)能對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的作用以及環(huán)境對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的影響。隨著社會(huì)不斷進(jìn)展進(jìn)步，人機(jī)工程學(xué)已作為新興的學(xué)科被廣泛用于工 程機(jī)械設(shè)計(jì)中。在環(huán)境-操-工程機(jī)械的整個(gè)系統(tǒng)中，操可以說是討論的

2、核心對(duì)象。伴隨工程機(jī)械的種類不斷增多，工程機(jī)械的用途也慢慢擴(kuò)大， 作業(yè)的效率也不斷得到提高，由于施工現(xiàn)場(chǎng)和工作場(chǎng)地都很簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng) 施工難度也越來越高，使得機(jī)械操作工作變得更加簡(jiǎn)單。所以，有必要 改善機(jī)械操縱者的勞動(dòng)條件，構(gòu)建平安舒適的工作環(huán)境，進(jìn)而使人機(jī)工 程學(xué)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的作用更加突出。人機(jī)工程學(xué)的運(yùn)用人體工程學(xué)從人的心理特點(diǎn)與生理特點(diǎn)角度動(dòng)身，探究討論人、機(jī) 和環(huán)境三者之間的關(guān)系和相互作用規(guī)律，它運(yùn)用人體力學(xué)、測(cè)量學(xué)、 勞動(dòng)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(diǎn)及機(jī)能特 征，給出人體各個(gè)身體部分重量、尺寸、比重以及各部分在運(yùn)動(dòng)時(shí)的 相互作用關(guān)系，供應(yīng)各部分活動(dòng)范圍、出力范圍、動(dòng)

3、作速度及重心變 化等機(jī)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(jìn)行不同活動(dòng)時(shí)的不同能量消耗、生理變化及疲憊機(jī)理;探討影響人 心理的各種因素。人機(jī)工程在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)工程很簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)不但要考慮力學(xué)學(xué)問、機(jī) 械材料、四周溫度等，還要參照人一機(jī)一環(huán)境的關(guān)系，所以，人機(jī)工 程學(xué)對(duì)機(jī)械工程來說特別重要。設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品會(huì)依據(jù)設(shè)計(jì)空間的不 同，從不同的角度考慮顏色、亮度，由于對(duì)作業(yè)效率的要求不同，就促 使同一機(jī)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(jī)、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(jì)的操縱性。人通過操縱把信息傳

4、遞給機(jī)器，操作機(jī)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(jì)中要充分考慮機(jī)器 運(yùn)作方向、平安和阻力等因素。操縱機(jī)構(gòu)要和掌握對(duì)象保持同步，才能 使人的操作流程更加精確 ，才能更簡(jiǎn)化培訓(xùn)過程，進(jìn)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(jī)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(jī)工程角 度，機(jī)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(jī)器運(yùn)行 方向相全都，全部操作標(biāo)識(shí)醒目簡(jiǎn)潔，符合自然操縱的各項(xiàng)要求。2. 2.操作的舒適度。人機(jī)工程學(xué)重視以人為本，留意人機(jī)有效結(jié)合原 則，它充分考慮人和機(jī)器兩方面的因素，轉(zhuǎn)變了以往只顧及機(jī)械性能的 陳舊思想

5、，力爭(zhēng)把技術(shù)效果融進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)。人體動(dòng)作具有協(xié)調(diào)對(duì)稱的特 點(diǎn)，操作動(dòng)作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)潔、協(xié)調(diào)。機(jī)械操作設(shè)計(jì)與設(shè)備的人機(jī)界面 有效結(jié)合到一起，共同掌握裝置是否便利管理，人機(jī)信息的交換是否 快速等。通過人機(jī)的有效結(jié)合，進(jìn)一步提高人機(jī)工作的效率。2. 3.設(shè)計(jì)的平安性。機(jī)械設(shè)計(jì)可以直接影響操與四周人員人身平安。 機(jī)械的平安系數(shù)與許多因素都有關(guān)，應(yīng)當(dāng)充分運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)原理， 強(qiáng)化操作性，不斷提高機(jī)械的平安系數(shù)。機(jī)械整體結(jié)構(gòu)的參數(shù)影響操 作時(shí)是否會(huì)消失翻傾等動(dòng)作，設(shè)備制動(dòng)系統(tǒng)的完善狀況可影響機(jī)械能 否平安作業(yè)。特殊要留意機(jī)組制動(dòng)性及制動(dòng)器的聯(lián)動(dòng)狀況。與此同時(shí)， 應(yīng)當(dāng)重視平安報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)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(jìn)而制定選拔操作員的標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)的平安規(guī)范，削減事 故的發(fā)生。人體機(jī)能對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的作用人體的神經(jīng)系統(tǒng)、感覺系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)直接與外界接觸。人體各個(gè) 部位必需協(xié)調(diào)好，系統(tǒng)才能有效運(yùn)行。3.1.人體神經(jīng)系統(tǒng)。大腦中樞負(fù)責(zé)處理簡(jiǎn)單的信息，較快的處理速 度對(duì)有效記憶信息具有重要意義。設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品時(shí)，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(jì)較為簡(jiǎn) 單的行為，進(jìn)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(chǎng) 合。比如視覺適合傳達(dá)簡(jiǎn)單的信息；聽覺使用傳遞速度極快的信息。從 視覺角度講，機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)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(jì)要考慮聲音頻率和動(dòng)態(tài)范圍等。3. 3.人體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成各類動(dòng)作和勞動(dòng)。設(shè)計(jì)機(jī)械時(shí) 要充分考慮骨關(guān)節(jié)、肌肉強(qiáng)度等。例如進(jìn)行肢體運(yùn)動(dòng)要結(jié)合肢體的運(yùn)動(dòng) 范圍和出力范圍、動(dòng)作速度等。結(jié)合操的肢體和操作對(duì)象間的距離，讓 操便利敏捷地完成動(dòng)作。環(huán)境影響機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)境因素始終對(duì)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(zhǎng)久性，對(duì)工作的環(huán)境必需要求 苛刻，必需考慮機(jī)械操作人員在工作中的平安性和舒適性，機(jī)械的操 作設(shè)計(jì)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(shí)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(zhǎng)的時(shí)間工作會(huì)產(chǎn)生疲憊，必需 實(shí)行愛護(hù)措施，制造對(duì)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(jì)反 映到機(jī)械設(shè)計(jì)中就變得相當(dāng)重要，對(duì)機(jī)械界面的設(shè)計(jì)工作就提出了個(gè) 極其重要的要求，機(jī)床界面的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)主要包括屏幕顯示、布局設(shè)計(jì)、 操控等相關(guān)內(nèi)容。設(shè)計(jì)現(xiàn)代機(jī)械工程時(shí)要緊密聯(lián)系人機(jī)工程學(xué)的原理，推動(dòng)人性化設(shè)計(jì)。 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