人機工程在煤礦機械設(shè)計中的應(yīng)用

楊耀君

摘 要：進入21世紀(jì)以來，我國的科學(xué)技術(shù)和社會發(fā)展一直在飛速的前進，大家對機械設(shè)計的要求也隨之提高，以前的機械產(chǎn)品設(shè)計的較為單一，只是以產(chǎn)品質(zhì)量為目標(biāo)，現(xiàn)在人們會考慮如何建立優(yōu)良的人機關(guān)系，在保證成本的條件下設(shè)計出最安全、舒適和高效的機械產(chǎn)品發(fā)展。但無論機械產(chǎn)品如何設(shè)計的完美和高超，也需要通過人來操作才可以達到要求。如何在機械設(shè)計中考慮到人的因素，又不影響機械產(chǎn)品本身的實用功能，這是每一個機械設(shè)計師都要重視的問題。本文作者將人機工程在機械設(shè)計中出現(xiàn)的問題進行分析，希望對人機工程在煤礦機械中如何平衡起到一些幫助。

關(guān)鍵詞：人機工程；煤礦機械；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.085

1 為何如此重視人機工程學(xué)在煤礦機械的作用

中國是產(chǎn)煤大國，因資源豐富所以礦山機械產(chǎn)品也很多，煤礦機械屬于野外施工中的重型機械，設(shè)備不僅龐大，而且操作復(fù)雜，而且面臨的問題也很多，例如：噪音、油污、振動等干擾因素多，并且天氣的復(fù)雜多變也影響操作員的正常工作，因此長時間操作是非常困難的，操作員一直不停地操作會因疲勞無法提高生產(chǎn)效率。

現(xiàn)在人們對煤機設(shè)備的設(shè)計即希望造型新穎、布局合理、線條優(yōu)美等有著審美價值，又希望操作過程中疲勞和精神負擔(dān)，提高工作效率，減少事故發(fā)生。人機工程學(xué)作為這些年來新興的一門學(xué)科。它涵蓋的綜合性較強，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)、社會科學(xué)及技術(shù)美學(xué)等各種方面理論的知識、研究方法和手段， 運行到整個體統(tǒng)中去，把人的生理、心理特征整合到機械中區(qū)，讓人與環(huán)境與機電設(shè)備三者這件的關(guān)系相互貫通， 這樣操作簡便、安全舒適、讓人、機、環(huán)境的結(jié)合達到最佳狀態(tài)。

2 人機工程學(xué)在煤礦機械設(shè)計中的作用

2.1 人體數(shù)據(jù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用

礦井工作環(huán)境很艱苦也很很特殊， 因此如何設(shè)計出符合人的生理、心理特點的機械是非常有必要的， 我們希望技術(shù)人員在操作過程中可以有一個舒適、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)計人員在產(chǎn)品設(shè)計的時候掌握機械的使用范圍和人體各部分尺寸范圍， 把人體測量數(shù)據(jù)灌入到機器中去。在設(shè)計過程中我們要把設(shè)備操縱的重點放在人的主操作位置上， 機械的運動和操控都是由人來主導(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程中可以舒適、安全和有效果。此外在設(shè)計過程中還要結(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。要是可以達到以上要求，這種人、機、環(huán)境三方何為一體的效果才能達到最理想的階段。

2.2 人性化設(shè)計的機械界面

這里所指的操作界面主要是指人機界面的頁面。人機界面是人與機器之間傳遞和交換信息的媒介，是人與機器之間的界面交流。我們所知煤礦設(shè)備由于機械較龐大所以結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件機構(gòu)較多，所以操作界面很是復(fù)雜和繁瑣。界面雜亂無序會讓你眼花繚亂，操作起來使人煩躁，還有種很粗糙的感覺，并且存在嚴(yán)重的安全隱患。我們所希望的人機界面，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程中感覺到快樂，從而提高工作效率。

操作面板是人與機器相交的主要界面，人在面板上進行運行操作，操作起其位置和傾斜角度達到人的需求，對界面上的顯示、控制裝置的大小、位置等，都要適應(yīng)的人的舒適度，這樣在操作時可以便捷、正確和高效的工作狀態(tài)。

2.3 減少煤礦機械操作中的噪音

煤炭工業(yè)是多噪聲行業(yè)， 這種噪聲不止存在在一個環(huán)節(jié)中，而是在各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中都存在的，所以對人的危害是很大的。煤礦生產(chǎn)設(shè)備噪聲的生源繁多而且音量很高。這種噪聲長時間下來對人耳可造成聽力損失；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)重的還會引起各種疾病的發(fā)生；音量太大，技術(shù)員在工作中無法專注，會引起一系列的工作上的失誤，對于較大負荷的強度工作，如果因為噪聲的原因，引起的后果將是不可想象的；不僅如此，因為噪聲還會讓儀器設(shè)備無法正常運轉(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)計人員在煤礦機械設(shè)備設(shè)計的時候就要考慮到噪聲的因素，我們要減少因噪聲帶來的影響。例如在設(shè)計時，設(shè)計人員了解煤礦通風(fēng)機和局部通風(fēng)機是噪聲最大的發(fā)源地，我們就要減少這些部件的噪聲，在通風(fēng)機選型、空氣動力學(xué)設(shè)計與機械設(shè)計時，保證通風(fēng)機工作時噪聲較低，或是把通風(fēng)機的尺寸變大或是縮小，設(shè)計的這些原理，前提是不能影響技術(shù)經(jīng)濟的指標(biāo)下，方可達到減低噪聲的效果。

3 結(jié)束語

現(xiàn)代化的機械工程在設(shè)計中會考慮人機工程學(xué)原理，已達到人性化的設(shè)計。結(jié)合環(huán)境因素、人為因素在設(shè)計中的影響。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。機械設(shè)計是非常重要的環(huán)節(jié)，因此設(shè)計產(chǎn)品時要充分考慮到人為的因素才可以解決勞動主體與勞動工具之間的矛盾，但也因現(xiàn)在人的能力是有限的，設(shè)計的有些產(chǎn)品無法適應(yīng)人的操作，這樣就不可能達到期望的人機協(xié)調(diào)。

隨著科學(xué)進步的發(fā)展，人類對自身的理解又更近一步的了解，對科技的發(fā)展也越來越重視，所以讓人與科學(xué)的結(jié)合是非常有必要的，現(xiàn)在的人們體會到了高科技帶來的便利，也不斷的從經(jīng)驗與教訓(xùn)中認(rèn)識到了人機系統(tǒng)協(xié)調(diào)關(guān)系的重要性，從而了人機工程學(xué)在機械操作設(shè)計中的重要性，在這條道路上我們還要不斷的探究和深入。

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