滨州市高级技工学校 山东 滨州 256600
摘要：近年来，我国很多先进的科研技术运用到各行业中，使其自身发展非常迅速。人机工程学的出发点是人的心理特征，进一步探究人、机器、环境三者间的关系与作用，从而使得人、机器、环境系统得以优化与完善。由于工程机械类型越来越多元化，因此人机工程学用途也将随之多样化，工作效率与水平也实现了很大程度上的提升。
关键词：人机工程学；机械设计；应用
引言
我国各行业的快速发展使我国快速进入现代化发展阶段。随着我国社会的不断发展进步，我国的科研技术明显有了质的提高。就机械产品而言，逐渐由当初的人适应机械到现在的机械适应人操作感来进行发展，从而更加体现出了趋于机械产品人性化的发展趋势。伴随人们对机械产品的要求越来越高，人机工程学对机械设计满足人们的需求起到重要性的作用，从而进一步促进了机械产品智能化与自动化的发展。
1机械设计中应用人机工程学的必要性
由上所述，人机工程学的主要理念是为了在机械设计过程中，植入机械设计产品出行后，可以对人们使用机械设计产品的安全性得到提升提高操作机械设备时的舒适性以及减少因操作机械设备产生的安全问题。人机工程学在研究人体基本结构构造特点的同时，满足人体各项需求来打造设计机械产品。正是由于我国的机械设备数量种类的增多以及操作施工环境的不确定性，对人机工程学在机械设计中应用需更加突出其重要性。
2在机械设计中人体机能的体现
(一)感觉系统，感官通道不同所适应的场合也明显不同。其中，视觉通道更加适合进行复杂或抽象信息，较长或需延迟的信息，与空间方位、位置相关信息等的有效传输。而听觉通道适合传输繁杂信息，较短或不需延迟的信息，与空间无关联信息，快速响应信息等等。触觉通道则更加适合简捷、明了，以及急需快速传递的信息，一般应用于通过手触摸的机器与装置场合中。在信息通过视觉通道进行传输时，进行机械装置设计时，需要对人的视角、视力、视野、视距、中央与周围视觉、色觉、明暗适应等多方面因素进行充分考虑。(二)神经系统，基于感觉通道所传输的信息，通过大脑中枢多元化处理。大脑处理信息的速度和记忆活动等都具备不可替代的重要意义。其中，就人脑反应速度而言，在进行产品设计时，不能超出人脑速度。(三)运动系统，所谓运动系统实际上就是人体完成不同动作与从事生产劳动的器官系统。在进行机械设计的时候，需要对骨的功能、关节活动范围、肌肉强度与力度等进行综合考虑。其中关节需要位于舒适调节的范围中，肢体运动需要对肢体出力、运动范围与动作速度频率等进行全面考虑。为了促使操作人员能够灵活便捷地落实相关动作指令，需要对操作对象空间与操作人员肢体涉猎范围之间的关系进行综合考虑，以此完成工作中所需力量与操作人员能够提供的力量间的密切联系等等。
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3人机工程学在机械设计中的应用
3.1在机械可操控性设计中的应用
操控就是人体把操作信息传输给机械，操作机构类型具备一定的多样性，但是都需要满足人体信息输出部位对操作的多元化需求，即手与脚。所以，在机械设计中，设计人员应切实考虑到机械运动方向、阻力、运行速度、安全性等相关因素，保证机械操控结构运动与被控对象运动方向相同，这样一来，才能够提升人体操控的准确性与安全性，进一步简化机械操作培训工作，提高速度与精确度的调节性能，保证操作的稳定性与可靠性。因为机械的可操控性备受多样因素影响，即操控器的外形、安装位置、位移、运动方向等等。基于人机工程学角度，机械设计应与人的生理特征相符，才可以实现被大部分不同类型人操控的目标。操控元件的运动方向应与机械运行状态相同，不同操控标志都要易于辨别，使得其与人体自然操控动作需求相符，可以通过操作人员身体重力加以操作控制。
3.2减少操控人员的疲劳感
在进行机械设备施工作业时，是由操作机械设备的工作人员来协助进行，所以操作人员是机械设备使用的主体，只有将操控人员在使用机械设备时所产生的疲劳感降低，才可方便机械设备进一步的提高使用作业效率。就拿机械设备产品的操作施工而言，绝大部分是由手与脚进行操作，一般对设备操作员工发生疲劳感就由这两处而发。所以以人机工程学对机械设计减少操控人员的疲劳感这项工作时，需以这两方面入手。比如在操作机械设备时，减少其运动幅度，从而可以使机械设备的操控人员可以适当减少操作力度，对减少疲劳感有所帮助。而根据有关调查表明，在设计脚动踏板时，对踏板的距离与地面夹角处于20°左右时是最为合适的角度，从而可以对机械设备操控人员脚踏板施工时减少因脚踩出现的疲惫现象，有利于提高机械设备的施工效率。
3.3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。
3.4创设良好的驾驶环境
大多数机械设备，尤其是大型的机械设备常常需要在恶劣的外界环境中工作，如起重机、挖掘机等多用于尘土多、噪音大的施工现场，在这样的环境中，机械设备驾驶室的空气质量会大大下降，巨大的噪音也会给操作人员的回响反映能力产生影响。设计人员应当从人机工程学的角度出发，在保证操作人员有良好的操作视野的基础上，可以在驾驶室内安装冷暖空调装置，这样就能够使操作人员在密封的驾驶室内也能吸入较高质量的空气。此外，在机械设备驾驶室的座椅设计上，设计人员应当依据人的身体结构，使座椅保持宽大且能够进行座高与座深的调节，确保操作者在操作姿势上保持自由，设计中也可将防振安装引入其中，其目的在于使操作人员脊柱所受冲击负荷得以消减。
4人机工程学在机械设计中的发展趋势
在社会技术快速发展的影响下，人机工程学在机械设计中的应用开始趋向于计算机方向，基于计算机对人际工程学内容的计算，对机械设计的相关设施设备加以检测评估，确保机械设计的科学性与合理性。在人机工程学中有效利用计算机技术，在很大程度上推动了机械设计的可持续发展。现阶段，在机械设计行业中，人机工程学备受重视，不同人机工程学理念都实现了在此行业的广泛应用。我国既有工程机械设计人员通过对机械使用人员人体特征的综合考虑，进一步为使用人员提供了更加舒适、安全的使用环境，并促使其在操作时的疲劳感大大降低，而准确性却显著提升，实现了机械使用效率与水平的最大化。
结语
综上所述，对于机械设计而言，人机工程学发挥着重要作用，可谓是机械设计得以顺利完成的理论基础。当前我国机械发展依旧处于有待成熟的阶段，未来发展空间较大，对此，我国必须积极吸收国内外人机工程学在机械设计中有效应用的经验，在此基础上健全机械设计，促使人机工程学在机械设计中实现广泛应用，进而为机械使用人员提供更加舒适、安全的操作环境。
参考文献
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[4]王静.基于人机工程学的环锭纺细纱机造型设计研究[D].天津工业大学，2016.
论文作者:王志平,王秀艳,辛立胜
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第02期
论文发表时间:2019/5/6
标签：工程学论文; 人机论文; 操作论文; 机械设计论文; 人员论文; 机械设备论文; 机械论文; 《工程管理前沿》2019年第02期论文;