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工程机械人机工程学的发展

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类似的推荐驾驶室内舒适微气候参数在前苏联和欧洲也有,而在这些方面国内一直都比较落后。因此,工程机械驾驶室人机工程学研究具有以下的意义:a.可以提高与促进国内人机工程的应用研究与扩展使用领域,改进工程机械设计方法并提高其开发水平;b.可以将汽车目前成熟的设计方法应用于工程机械,并相应研究工程机械对人机工程学的特别要求,发展相应理论研究;c.如果应用得当,将会从技术上使国内工程机械的操作舒适度、工作效率和安全性得到提高,并对实际设计给予正确的指导;d.改进目前国内现有的工程机械设计标准,推动行业的发展水平;e.进一步提高设计的工作效率,设计适合中国人体形的工程机械设备,改良常规的落后设计手段。总之,对于国内学术而言,许多工程机械设计缺乏人机工程的相关理论,在人机工程学方面的研究也不多(有的相关研究还停留在经验人机工程学的基础上),所以研究人员必须了解我们的不足,学习先进的研究方法,改善国内工程机械驾驶室人机研究的落后状态。

工程机械驾驶室的发展趋势

工程机械驾驶室轿车化、人性化、信息化是体现当今工程机械发展的必然趋势。驾驶室作为工程机械的一个重要组成部分,人体操作和机械的交互载体,其设计的合理性,舒适性直接影响的操作人员的安全与工作效率。改善操作人员的舒适度,降低疲劳感,是现在工程机械设计的重要课题。人机工程学的原理在国际工程机械驶室设计中得到了广泛的应用,更舒适、更安全、更可靠且外形更美观、操作更方便、更灵活、结构更加合理早已成为工程机械的趋势发展。在国际上已涌现了一批高水平专业化的为国际工程机械主机配套生产各种驾驶室的生产厂商,例如为Caterpiller、LiebHerr等世界著名工程机械企业提供工程机械驾驶室的配套厂。这些工厂为国际先进的工程机械驾驶,国际化标准化生产配套的工程机械驾驶室总成已经形成了,包括:电器仪表系统、操纵系统总成、驾驶室的结构件、座椅、仪表盘支架总成及舒适软化的驾驶室内部装饰等。高端工程机械驾驶室形成了一个符合人机工程学的有机整体。国外先进厂家已经对工程机械的驾驶室提出了一些细致的要求:

a.驾驶室的内部布置充分考虑人机工程学,例如仪表的摆放位置,操作方式等,最大限度地降低驾驶员的疲劳程度,从而使驾驶员的工作效率和安全性得到最大程度的提高;

b.内部装备安全舒适豪华,全封闭内室,配置空气悬浮座椅、半自动或全自动空调、电控门锁车窗、安全气囊、环绕式仪表板、碰撞吸能转向柱、电动天窗、高级音响娱乐系统等;

c.驾驶室悬置系统采用空气弹簧,可以有效地隔绝振动和噪声,提高整车的舒适性和平顺性。这些技术要求也为国内工程机械驾驶室设计发展提供了方向。还有很多先进的技术也被大量引用到工程机械驾驶室设计上来,例如:计算机辅助设计、虚拟现实技术、空气动力学模拟、电子样车技术、三维人体模型、模块化设计等,这些先进的技术将有效的提高工程机械驾驶室设计的水平。

人机工程学实验的应用,也将是为了工程机械驾驶室设计发展的必然趋势,目前国内的研究绝大部分停留在经验人机工程学、人体尺度和操作范围上,很少进行有效的人机工程学实验。先进的人机工程学研究应该基于准确的实验,利用数据说明问题。国际上很多实验室,在研究人机工程学时都使用生理多导仪,通过采集人体的生理信号,将其数字化并加以分析得出有效结论。生理多导仪可以采集人体心电、脑电、肌电、眼电、血压、肌张力、呼吸波、神经电位、皮肤电阻等,这些人体参数,对工程机械驾驶人机工程学研究有着重要作用,利用这些人体参数,研究人员可以有效的检验设计是否满足人机工程学要求。

总而言之,以人为本的开发设计理念、充分考虑人机工程学在工程机械驾驶室的应用,提高操作人员的舒适度、安全性和工作效率是工程机械驾驶室发展的不断追求。充分利用计算机辅助设计,人机工程学实验设备等先进技术,将安全使用、舒适操作、提高工作效率等作为我国工程机械驾驶室发展的目标,我国工程机械驾驶室人机工程学设计水平一定会得到显著的提高。

作者:金信琴王大印单位:哈尔滨理工大学

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