人机工程学在机械设计中的应用研究

乔冬阳

（河南省商丘市第一高级中学 河南 商丘 476000）

人机工程学在机械设计中的应用研究

乔冬阳

（河南省商丘市第一高级中学 河南 商丘 476000）

目前社会与经济正在快速发展阶段，人机工程学主要是研究人与机器与环境的一门课程，同时，在工程领域设计中的应用越来越普遍，本文具体探究人机工程学在机械设计中的有效应用以及其发展趋势。

人机工程学；机械设计；应用

1 引言

人机工程学主要的出发点是依靠人的心理特征，深入研究人、机器与环境之间的关系与作用，从而不断优化人、机、环境系统。人机工程学研究的主要对象是操作者。因为工程机械的种类正在不断的增加，所以人机工程学的用途也将不断扩大，其工作的效率和工作速度也将日益提升。同时因为施工现场的复杂性，施工操作者要提升工作效率，就要面临巨大的挑战。以此为背景，不断改善工程机械操作者的工作环境，为其提供安全、高效的工作环境迫在眉睫，因此，人力工程在工程机械中的作用越来越突出。

2 人机工程学在工程机械设计中的应用

2.1 人体尺寸数据与机械协调

要使得设计出来的工程机械产品符合人体的生理及心理特点，最大程度确保操作者处于舒适的工作环境中，以消耗能量最少，工作疲劳感降低，取得最大工作效率为目标，工作人员就应该合理地结合人体各部分尺寸，研究清楚机械使用的具体范围。不同种族，不同地区的人体尺寸范围不同，所以，在设计机械工程产品时，必须提前调查收集数据，了解具体某地人体尺寸范围，选则最恰当的结构参数。先进国家在测量人体尺寸方面有具体的国家标准，我国也制定了《中国成人人体尺寸》的标准，也就为我国引进国外先进的技术设备提供了一些可靠的数据，在开发新产品时应有效结合我国人体标准尺寸。

2.2 方便驾驶操作

在工程机械操作中，驾驶操作是比较重要同时也是最基本的操作，不管是手动或者是脚动装置，实现工作主要依靠于人所施加的恰当合理的力，操作装置的设计直接影响操作性的质量。所以，在设计操作装置时，一定要注意科学结合人体工程学，也就说，制作出来的操作装置，不管是从形状大小方面来说，还是从运动状态等方面来讲，都要符合人体生理特征。也就是说，操作装置要为人体操作提供舒适以及便利，要确保操作装置位于人体最有利于操作以及最灵活的区域内。再设计操作装置运动方向是，要保证符合多数人的操作习惯，比如，操作手柄向右移动时，那么，操作机构也应向右移动，反之就会加大操作的难度，影响装置的整体美观及实用的效果。

2.3 保证操作的安全可靠性

如果工程机械在使用过程中，安全性与可靠性不高的话，那么就会直接影响到操作人员的生命健康，尤其是在比较恶劣复杂的环境中工作，该问题尤为明显。所以，工程设计中，一定要注意采用安全设计的选择，有效结合人体工程学，保证操作人员的安全。比如说在设计防翻滚保护装置时，要对其制动系统进行科学的完善，要结合实际情况，设置自动监控装置、紧急出口、安全标示等，为了解决操作人员视野小的情况，可以在驾驶室顶部安装照明灯，加大前窗、侧窗的视野，从而最大程度提高操作人员的驾驶安全性。

2.4 提高作业舒适性

在工程机械施工过程中，操作人员多多少少会受到震动的影响，如果长时间受不同强度震动的影响，会导致操作人员产生头晕、恶心、心烦意乱等状况，严重的话会影响操作人员的身体健康，甚至影响工作的效率。所以针对现有的问题，应用好的减震材料，增驾操作人工工作环境的舒适性。在工程机械施工过程中，产生的噪声会直接影响工作人员的生理及心理健康，长期在噪音环境下工作，会使工作人员听力下降、反应迟钝，工作效率低下，除此之外，噪音还会覆盖机器的报警声，产生严重的事故。工程机械所产生的噪音来源于发动机与底盘，降低噪音的方法有：减少噪声源的噪音，另外，控制噪音的传播途径，可以利用吸音棉、隔音板等。在驾驶室与发动机、车架之间安装阻尼原件，可以降低噪音，为操作者提供舒适的环境。

2.5 外观与功能相结合

有效结合人机工程学对工程机械的外观、色彩进行合理的设计，保障机械不仅在性能方面突出其优越性及先进性，还能够突出其完美的精神功能，使外观艺术与实用功能完美的结合。目前在工程机械产品中，多常见圆角曲线设计，这种设计就符合了人体工程学的设计理念，加强了机械产品的舒适程度，同时，外观也得到了进一步美化。色彩的合理应用，也能给人的心理带来一定的舒适感，好的色彩应用，能够加强工作人员的工作效率，能够减轻工作疲劳感，对工作人员的情绪也有一定的安抚作用。一般来说，工程机械产品都会采用较为明亮，低纯度的色彩，根据操作人员的工作特点，想要起到视觉缓和的效果，就要采用比较温和、安静、明亮的色彩。比如可以采用黄色或者橙色，再用深色作为小小的搭配，确保颜色能够互相呼应，给工作人员一种清亮、明快、和谐、稳重的感觉。在采用颜色设计时，还要注意结合名族特色，国家对颜色的喜好程度等方面内容，只有合理的设计，才能促使机械的广泛应用。

3 结语

我国的工程机械产品设计比较曲折，刚开始采用技术的仿制，具有一定的局限性，后来，随着计算机技术不断发展，促使工程机械产品不断走向创新、先进的道路，人机工程学得到了企业的重视，迎来了新的发展机遇，结合操作者的生理与心理的特点，巧妙设计，最大程度的为操作人员提供舒适的工作环境。人力工程学在工程机械设计中的有效应用，给企业带来了较大的竞争力，同时，还能增强企业经济效益。

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TH122;TB18 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624（2018）02-0048-02