人機(jī)工程中煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)的應(yīng)用探析

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摘要：進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)和社會(huì)發(fā)展一直在飛速的前進(jìn)，大家對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的要求也隨之提高，以前的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的較為單一，只是以產(chǎn)品質(zhì)量為目標(biāo)，現(xiàn)在人們會(huì)考慮如何建立優(yōu)良的人機(jī)關(guān)系，在保證成本的條件下設(shè)計(jì)出最安全、舒適和高效的機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展。但無(wú)論機(jī)械產(chǎn)品如何設(shè)計(jì)的完美和高超，也需要通過(guò)人來(lái)操作才可以達(dá)到要求。如何在機(jī)械設(shè)計(jì)中考慮到人的因素，又不影響機(jī)械產(chǎn)品本身的實(shí)用功能，這是每一個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)師都要重視的問(wèn)題。本文作者將人機(jī)工程在機(jī)械設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析，希望對(duì)人機(jī)工程在煤礦機(jī)械中如何平衡起到一些幫助。

關(guān)鍵詞：人機(jī)工程；煤礦機(jī)械；應(yīng)用

1為何如此重視人機(jī)工程學(xué)在煤礦機(jī)械的作用

中國(guó)是產(chǎn)煤大國(guó)，因資源豐富所以礦山機(jī)械產(chǎn)品也很多，煤礦機(jī)械屬于野外施工中的重型機(jī)械，設(shè)備不僅龐大，而且操作復(fù)雜，而且面臨的問(wèn)題也很多，例如：噪音、油污、振動(dòng)等干擾因素多，并且天氣的復(fù)雜多變也影響操作員的正常工作，因此長(zhǎng)時(shí)間操作是非常困難的，操作員一直不停地操作會(huì)因疲勞無(wú)法提高生產(chǎn)效率。現(xiàn)在人們對(duì)煤機(jī)設(shè)備的設(shè)計(jì)即希望造型新穎、布局合理、線條優(yōu)美等有著審美價(jià)值，又希望操作過(guò)程中疲勞和精神負(fù)擔(dān)，提高工作效率，減少事故發(fā)生。人機(jī)工程學(xué)作為這些年來(lái)新興的一門學(xué)科。它涵蓋的綜合性較強(qiáng)，例如：人體科學(xué)、安全科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、工程技術(shù)科學(xué)、社會(huì)科學(xué)及技術(shù)美學(xué)等各種方面理論的知識(shí)、研究方法和手段, 運(yùn)行到整個(gè)體統(tǒng)中去,把人的生理、心理特征整合到機(jī)械中區(qū)，讓人與環(huán)境與機(jī)電設(shè)備三者這件的關(guān)系相互貫通, 這樣操作簡(jiǎn)便、安全舒適、讓人、機(jī)、環(huán)境的結(jié)合達(dá)到最佳狀態(tài)。

2人機(jī)工程學(xué)在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中的作用

2.1人體數(shù)據(jù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

礦井工作環(huán)境很艱苦也很很特殊, 因此如何設(shè)計(jì)出符合人的生理、心理特點(diǎn)的機(jī)械是非常有必要的, 我們希望技術(shù)人員在操作過(guò)程中可以有一個(gè)舒適、安全的的工作環(huán)境,又可以提高生產(chǎn)效率, 這就需要設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)候掌握機(jī)械的使用范圍和人體各部分尺寸范圍, 把人體測(cè)量數(shù)據(jù)灌入到機(jī)器中去。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我們要把設(shè)備操縱的重點(diǎn)放在人的主操作位置上, 機(jī)械的運(yùn)動(dòng)和操控都是由人來(lái)主導(dǎo)，要符合人的操作習(xí)慣, 這樣可以保證操作者在操作的過(guò)程中可以舒適、安全和有效果。此外在設(shè)計(jì)過(guò)程中還要結(jié)合操作者的操作的力度,把數(shù)據(jù)控制在范圍內(nèi)，方便操作。要是可以達(dá)到以上要求,這種人、機(jī)、環(huán)境三方何為一體的效果才能達(dá)到最理想的階段。

2.2人性化設(shè)計(jì)的機(jī)械界面

這里所指的操作界面主要是指人機(jī)界面的頁(yè)面。人機(jī)界面是人與機(jī)器之間傳遞和交換信息的媒介，是人與機(jī)器之間的界面交流。我們所知煤礦設(shè)備由于機(jī)械較龐大所以結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件機(jī)構(gòu)較多,所以操作界面很是復(fù)雜和繁瑣。界面雜亂無(wú)序會(huì)讓你眼花繚亂，操作起來(lái)使人煩躁,還有種很粗糙的感覺(jué),并且存在嚴(yán)重的安全隱患。我們所希望的人機(jī)界面，在外形上要美觀大方,操作上要通俗易懂、操作便利，而且要有引導(dǎo)功能,讓操作員在工作的過(guò)程中感覺(jué)到快樂(lè),從而提高工作效率。操作面板是人與機(jī)器相交的主要界面,人在面板上進(jìn)行運(yùn)行操作,操作起其位置和傾斜角度達(dá)到人的需求，對(duì)界面上的顯示、控制裝置的大小、位置等，都要適應(yīng)的人的舒適度，這樣在操作時(shí)可以便捷、正確和高效的工作狀態(tài)。

2.3減少煤礦機(jī)械操作中的噪音

煤炭工業(yè)是多噪聲行業(yè), 這種噪聲不止存在在一個(gè)環(huán)節(jié)中，而是在各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中都存在的，所以對(duì)人的危害是很大的。煤礦生產(chǎn)設(shè)備噪聲的生源繁多而且音量很高。這種噪聲長(zhǎng)時(shí)間下來(lái)對(duì)人耳可造成聽(tīng)力損失；這種噪聲已經(jīng)嚴(yán)重到影響技術(shù)員的正常工作，還造成人的睡眠質(zhì)量下降，嚴(yán)重的還會(huì)引起各種疾病的發(fā)生；音量太大，技術(shù)員在工作中無(wú)法專注，會(huì)引起一系列的工作上的失誤，對(duì)于較大負(fù)荷的強(qiáng)度工作，如果因?yàn)樵肼暤脑颍鸬暮蠊麑⑹遣豢上胂蟮?；不僅如此，因?yàn)樵肼曔€會(huì)讓儀器設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn), 造成儀表讀數(shù)不準(zhǔn)、失靈，甚至還可能金屬材料因聲疲勞而破壞。 因此，設(shè)計(jì)人員在煤礦機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)的時(shí)候就要考慮到噪聲的因素，我們要減少因噪聲帶來(lái)的影響。例如在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員了解煤礦通風(fēng)機(jī)和局部通風(fēng)機(jī)是噪聲最大的發(fā)源地，我們就要減少這些部件的噪聲，在通風(fēng)機(jī)選型、空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，保證通風(fēng)機(jī)工作時(shí)噪聲較低，或是把通風(fēng)機(jī)的尺寸變大或是縮小，設(shè)計(jì)的這些原理，前提是不能影響技術(shù)經(jīng)濟(jì)的指標(biāo)下，方可達(dá)到減低噪聲的效果。

3結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)代化的機(jī)械工程在設(shè)計(jì)中會(huì)考慮人機(jī)工程學(xué)原理，已達(dá)到人性化的設(shè)計(jì)。結(jié)合環(huán)境因素、人為因素在設(shè)計(jì)中的影響。保證技術(shù)人員在工作操作中者可以放心安全的工作，還能保證提高工作效率。機(jī)械設(shè)計(jì)是非常重要的環(huán)節(jié)，因此設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)要充分考慮到人為的因素才可以解決勞動(dòng)主體與勞動(dòng)工具之間的矛盾，但也因現(xiàn)在人的能力是有限的，設(shè)計(jì)的有些產(chǎn)品無(wú)法適應(yīng)人的操作，這樣就不可能達(dá)到期望的人機(jī)協(xié)調(diào)。隨著科學(xué)進(jìn)步的發(fā)展，人類對(duì)自身的理解又更近一步的了解，對(duì)科技的發(fā)展也越來(lái)越重視，所以讓人與科學(xué)的結(jié)合是非常有必要的，現(xiàn)在的人們體會(huì)到了高科技帶來(lái)的便利，也不斷的從經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)中認(rèn)識(shí)到了人機(jī)系統(tǒng)協(xié)調(diào)關(guān)系的重要性，從而了人機(jī)工程學(xué)在機(jī)械操作設(shè)計(jì)中的重要性，在這條道路上我們還要不斷的探究和深入。

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作者:楊耀君 單位:中國(guó)煤炭科工集團(tuán)太原研究院有限公司