人機(jī)工程學(xué)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

喬冬陽(yáng)

（河南省商丘市第一高級(jí)中學(xué) 河南 商丘 476000）

人機(jī)工程學(xué)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

喬冬陽(yáng)

（河南省商丘市第一高級(jí)中學(xué) 河南 商丘 476000）

目前社會(huì)與經(jīng)濟(jì)正在快速發(fā)展階段，人機(jī)工程學(xué)主要是研究人與機(jī)器與環(huán)境的一門課程，同時(shí)，在工程領(lǐng)域設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來越普遍，本文具體探究人機(jī)工程學(xué)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用以及其發(fā)展趨勢(shì)。

人機(jī)工程學(xué)；機(jī)械設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1 引言

人機(jī)工程學(xué)主要的出發(fā)點(diǎn)是依靠人的心理特征，深入研究人、機(jī)器與環(huán)境之間的關(guān)系與作用，從而不斷優(yōu)化人、機(jī)、環(huán)境系統(tǒng)。人機(jī)工程學(xué)研究的主要對(duì)象是操作者。因?yàn)楣こ虣C(jī)械的種類正在不斷的增加，所以人機(jī)工程學(xué)的用途也將不斷擴(kuò)大，其工作的效率和工作速度也將日益提升。同時(shí)因?yàn)槭┕がF(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜性，施工操作者要提升工作效率，就要面臨巨大的挑戰(zhàn)。以此為背景，不斷改善工程機(jī)械操作者的工作環(huán)境，為其提供安全、高效的工作環(huán)境迫在眉睫，因此，人力工程在工程機(jī)械中的作用越來越突出。

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

2.1 人體尺寸數(shù)據(jù)與機(jī)械協(xié)調(diào)

要使得設(shè)計(jì)出來的工程機(jī)械產(chǎn)品符合人體的生理及心理特點(diǎn)，最大程度確保操作者處于舒適的工作環(huán)境中，以消耗能量最少，工作疲勞感降低，取得最大工作效率為目標(biāo)，工作人員就應(yīng)該合理地結(jié)合人體各部分尺寸，研究清楚機(jī)械使用的具體范圍。不同種族，不同地區(qū)的人體尺寸范圍不同，所以，在設(shè)計(jì)機(jī)械工程產(chǎn)品時(shí)，必須提前調(diào)查收集數(shù)據(jù)，了解具體某地人體尺寸范圍，選則最恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)參數(shù)。先進(jìn)國(guó)家在測(cè)量人體尺寸方面有具體的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)也制定了《中國(guó)成人人體尺寸》的標(biāo)準(zhǔn)，也就為我國(guó)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備提供了一些可靠的數(shù)據(jù)，在開發(fā)新產(chǎn)品時(shí)應(yīng)有效結(jié)合我國(guó)人體標(biāo)準(zhǔn)尺寸。

2.2 方便駕駛操作

在工程機(jī)械操作中，駕駛操作是比較重要同時(shí)也是最基本的操作，不管是手動(dòng)或者是腳動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)工作主要依靠于人所施加的恰當(dāng)合理的力，操作裝置的設(shè)計(jì)直接影響操作性的質(zhì)量。所以，在設(shè)計(jì)操作裝置時(shí)，一定要注意科學(xué)結(jié)合人體工程學(xué)，也就說，制作出來的操作裝置，不管是從形狀大小方面來說，還是從運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等方面來講，都要符合人體生理特征。也就是說，操作裝置要為人體操作提供舒適以及便利，要確保操作裝置位于人體最有利于操作以及最靈活的區(qū)域內(nèi)。再設(shè)計(jì)操作裝置運(yùn)動(dòng)方向是，要保證符合多數(shù)人的操作習(xí)慣，比如，操作手柄向右移動(dòng)時(shí)，那么，操作機(jī)構(gòu)也應(yīng)向右移動(dòng)，反之就會(huì)加大操作的難度，影響裝置的整體美觀及實(shí)用的效果。

2.3 保證操作的安全可靠性

如果工程機(jī)械在使用過程中，安全性與可靠性不高的話，那么就會(huì)直接影響到操作人員的生命健康，尤其是在比較惡劣復(fù)雜的環(huán)境中工作，該問題尤為明顯。所以，工程設(shè)計(jì)中，一定要注意采用安全設(shè)計(jì)的選擇，有效結(jié)合人體工程學(xué)，保證操作人員的安全。比如說在設(shè)計(jì)防翻滾保護(hù)裝置時(shí)，要對(duì)其制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的完善，要結(jié)合實(shí)際情況，設(shè)置自動(dòng)監(jiān)控裝置、緊急出口、安全標(biāo)示等，為了解決操作人員視野小的情況，可以在駕駛室頂部安裝照明燈，加大前窗、側(cè)窗的視野，從而最大程度提高操作人員的駕駛安全性。

2.4 提高作業(yè)舒適性

在工程機(jī)械施工過程中，操作人員多多少少會(huì)受到震動(dòng)的影響，如果長(zhǎng)時(shí)間受不同強(qiáng)度震動(dòng)的影響，會(huì)導(dǎo)致操作人員產(chǎn)生頭暈、惡心、心煩意亂等狀況，嚴(yán)重的話會(huì)影響操作人員的身體健康，甚至影響工作的效率。所以針對(duì)現(xiàn)有的問題，應(yīng)用好的減震材料，增駕操作人工工作環(huán)境的舒適性。在工程機(jī)械施工過程中，產(chǎn)生的噪聲會(huì)直接影響工作人員的生理及心理健康，長(zhǎng)期在噪音環(huán)境下工作，會(huì)使工作人員聽力下降、反應(yīng)遲鈍，工作效率低下，除此之外，噪音還會(huì)覆蓋機(jī)器的報(bào)警聲，產(chǎn)生嚴(yán)重的事故。工程機(jī)械所產(chǎn)生的噪音來源于發(fā)動(dòng)機(jī)與底盤，降低噪音的方法有：減少噪聲源的噪音，另外，控制噪音的傳播途徑，可以利用吸音棉、隔音板等。在駕駛室與發(fā)動(dòng)機(jī)、車架之間安裝阻尼原件，可以降低噪音，為操作者提供舒適的環(huán)境。

2.5 外觀與功能相結(jié)合

有效結(jié)合人機(jī)工程學(xué)對(duì)工程機(jī)械的外觀、色彩進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，保障機(jī)械不僅在性能方面突出其優(yōu)越性及先進(jìn)性，還能夠突出其完美的精神功能，使外觀藝術(shù)與實(shí)用功能完美的結(jié)合。目前在工程機(jī)械產(chǎn)品中，多常見圓角曲線設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)就符合了人體工程學(xué)的設(shè)計(jì)理念，加強(qiáng)了機(jī)械產(chǎn)品的舒適程度，同時(shí)，外觀也得到了進(jìn)一步美化。色彩的合理應(yīng)用，也能給人的心理帶來一定的舒適感，好的色彩應(yīng)用，能夠加強(qiáng)工作人員的工作效率，能夠減輕工作疲勞感，對(duì)工作人員的情緒也有一定的安撫作用。一般來說，工程機(jī)械產(chǎn)品都會(huì)采用較為明亮，低純度的色彩，根據(jù)操作人員的工作特點(diǎn)，想要起到視覺緩和的效果，就要采用比較溫和、安靜、明亮的色彩。比如可以采用黃色或者橙色，再用深色作為小小的搭配，確保顏色能夠互相呼應(yīng)，給工作人員一種清亮、明快、和諧、穩(wěn)重的感覺。在采用顏色設(shè)計(jì)時(shí)，還要注意結(jié)合名族特色，國(guó)家對(duì)顏色的喜好程度等方面內(nèi)容，只有合理的設(shè)計(jì)，才能促使機(jī)械的廣泛應(yīng)用。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)比較曲折，剛開始采用技術(shù)的仿制，具有一定的局限性，后來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，促使工程機(jī)械產(chǎn)品不斷走向創(chuàng)新、先進(jìn)的道路，人機(jī)工程學(xué)得到了企業(yè)的重視，迎來了新的發(fā)展機(jī)遇，結(jié)合操作者的生理與心理的特點(diǎn)，巧妙設(shè)計(jì)，最大程度的為操作人員提供舒適的工作環(huán)境。人力工程學(xué)在工程機(jī)械設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用，給企業(yè)帶來了較大的競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)，還能增強(qiáng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

[1]譚志.人機(jī)工程學(xué)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用研究[J].科技展望，2015，25(34)：50.

[2]孟達(dá)，劉宏.人機(jī)工程學(xué)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用管窺[J].科技展望，2016，26(06)：67.

[3]孟慶強(qiáng).人機(jī)工程學(xué)在機(jī)械設(shè)計(jì)、制造中應(yīng)用的必然性[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2007，(10)：5-6+9.

[4]席志強(qiáng).人機(jī)工程學(xué)在機(jī)械設(shè)計(jì)、制造中應(yīng)用的必然性[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017，(03)：124.

TH122;TB18 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1009-5624（2018）02-0048-02