人机工程学在港口机械驾驶室布置设计的应用研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇人机工程学在港口机械驾驶室布置设计的应用研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

【摘要】工业革命后，工业产品在人类的生产生活中的地位越来越高，而且应用也越来越广泛，人机工程学作为工业产品的设计当中一门非常重要的学科，其重要性也在日益突出。文章的写作正是基于人机工程学的相关理论，对于港口机械驾驶室内的设计实际应用进行设计和布置，并结合港口机械驾驶室对于人机工程学的基本要求，对港口机械驾驶室进行人性化的设计建议，同时对于相关的方法和设计理念进行阐述。

【关键词】人机工程学；港口机械驾驶室；布置；设计

随着我国经济的快速发展，以及基础设施建设的不断推进，港口机械作为助力我国基础设施建设的重要力量，在基础设施的建设当中发挥的力量越来越大。由于港口机械的特殊性，要求设计者在对于港口机械相关的操作装置，室内灯光、工作平台以及驾驶空间等一些列相关设施的设计的时候，要更加注重对于港口机械驾驶员的操作方便性、安全性以及工作效率等方面进行较为综合的考量。

一、港口机械驾驶室的人机工程布置

1.座椅的布置

在港口机械的驾驶室当中，驾驶员通常是采用坐姿在驾驶室内将操作，而座椅就成为连接驾驶员与港口机械之间的一个重要的连接点，而且我们对于座椅的布置和设计在很大程度上关系到了驾驶员的操作舒适度以及驾驶室内其他的相关设施的布置，对座椅采用合适的安置，对于改善人和座椅之间的关系并且为驾驶员的工作创造一个安全舒适的工作环境都有十分重要的作用。

我们在对座椅的位置确定时，第一步就是对座椅上的髋点进行确定（支撑点）作为人体的大腿与躯干的连接点，支撑点的设定在很大程度上关系着，驾驶员在驾驶室内的舒适度。而驾驶员在驾驶室内可以按照自己的意愿来对驾驶室内的座椅进行调整并在合适的位置进行入座。而驾驶员入座之后自身髋点的垂直以及水平的移动之间的关系，直接决定着驾驶员座椅的调节量。因此我们在进行支撑点的设定时首要考虑的就是驾驶员的身体舒适度。从而确保驾驶员在驾驶室内无论怎么动都能获得舒适的驾驶环境。

2.眼椭圆位置的确定以及椭圆位置对于驾驶室布置的作用

眼椭圆是驾驶员采用正常的驾驶姿态在驾驶员的座椅上面眼睛位置的一个相关的统计分布图形。我们通过对于驾驶员驾驶时的眼睛位置进行摄影，并且对所得的相关数据进行分析和探讨，最终发现他们是呈现二维正态的分布的，而此时等分位的分布图形呈现出椭圆的形状。

在驾驶的过程当中，随着驾驶员的座椅靠背的不断变化，眼椭圆也是在不断的进行着变化的，我们通常采用定位线的方法来进行确定。

假设驾驶员的眼椭圆定位线为L，以垂直工作线上的支撑点作为定点，水平工作线离最后支撑点的高度为635mm。当座椅的靠背角为25°时，眼椭圆自身坐标中心正好与水平或者是垂直的工作线进行交点和重合。靠背角小于25°时，眼椭圆的位置偏向前上方；大于25°时，偏向后下方。眼椭圆及其定位线在车身侧视图中的位置。眼椭圆的建立为司机室的布置和设计提供了基础。

3.各种手操纵件的布置

在机械进行作业或者是行驶的过程当中，驾驶员眼前的工况和视野始终处于不断的变化当中，而且驾驶员本身也始终处于精神较为紧张的状态。这就要求驾驶员在操作的过程当中上半身在几乎不用往前倾的前提之下，就可以对于驾驶室中的各种手柄和操作按钮进行较为方便的操作，这对于减轻驾驶过程中的疲劳也具有十分重要的作用，而且对于驾驶员在操作过程中的作业和行驶的安全也起到了一定的保护作用。也正是基于此，国际化标准组织对于驾驶员的界面和手伸做了相关的规定（具体见ISO3958）。

驾驶员在驾驶过程中的界面和手伸都要以较为正常的姿势来进行分布，脚则要在合适的踵点上面进行支撑，此时驾驶员的一只手应握住操作杆，另外的一只手应伸及自己所能达到的最大空间界面，以此依据来对操纵件和各种的操纵按钮等进行合理的分布。

4.显示装置

人机系统中，显示装置按其显示方式分为模拟式、数字式和屏幕式三类，其功能是通过可视化的数值、文字、符号、标志、图形、可听的声波以及其它人体可感知的刺激信号向“人”传递“机”的各种运行信息。视觉显示装置的人机工程学问题，要根据人体相关测量参数，确定驾驶员与显示装置间的观察距离，并且根据操作者所处的位置，确定显示装置相对于操作者的最优布置区域，选择有利于传递和显示的信息、易于准确快速认读的显示器型式、字符表达形式及与其相关的匹配条件，如颜色、照明条件等。

二、人体工程学在港口机械的乘坐及设计方面的基本要求

设计人员在进行驾驶室的座椅设计时，首先需要考虑的就是人体的生理特点以及身体各部位体压的分布合理性。在进行相关参数的选择时，应该对于操纵的轻便性和舒适性之间的矛盾进行良好的协调，并且对于驾驶员在驾驶中的视觉效应和舒适性之间的矛盾也予以解决。

1.驾驶员的坐姿

座椅舒适程度的是由人体的基本生理特点和坐姿来决定的，而且这其中最为需要引起注意的就是颈椎。颈椎是人在坐立时整个人体重量的一个重要支撑，由于脊柱由上而下所承受的重量会越来越大，而且随着重量的变大，腰曲的变形也会更加的严重。如果在人坐姿时不能保持一个正确的姿势就很容易引起腰痛以及腰酸等不适症状。因此我们在进行座椅的设计时首先需要保证的就是能够让驾驶员在操作时保持正确的姿势，臀部首先应该离开座椅的靠背并稍微的前移，此时小腿应该同时往前移动最终使得小腿与大腿之间的夹角保持在110°左右。而且，对于在港口机械上进行操作的驾驶员来说，为了能够具有良好的视觉效应和较好的操纵性。驾驶员在行驶的过程中应该适当地减小大腿和小腿之间的夹角，而且肩部要保持微垂的合理姿势。操作员在进行操作时首先应该注意的就是前方视野的开阔性以及操控的便利性，为此有的时候操作者要在一定的程度上牺牲乘坐的舒适性。

2.身体压力的分布

人体在座椅上的压力，应考虑臀部不同部位在产生不舒适感之前所能承受的。座垫上的体压分布应是坐骨部分的压力最高，然后由坐骨周围向臀部逐步降低，直到与座垫前缘接触的大腿下面趋于最低值；靠背上的体压分布应该是肩胛骨和腰椎骨两个部分压力最高，即以肩胛骨（相当于第5～6胸椎之间的高度）和腰垫（相当于4～5腰椎之间的高度）作为支撑，以保持正常的腰曲弧形和保护腰椎不易损伤。

结论

对港口机械驾驶室进行人机工程学的设计，能够让驾驶员在更加方便舒适的工作环境中进行工作，对于更好的发挥港口机械的作用和减少驾驶员的疲劳度都有较好的作用，并且对港口机械的实用性和安全性获得了大幅度的提升，具有较高的理论和现实意义。

参考文献

[1]杨英，张国忠，冯丽敏.用因子分析法确定工程机械驾驶室尺寸因子G.东北大学学报21（3），2000 .

[2]丁玉兰.人机工程学[M].北京：北京理工大学出版社，2005.

作者简介

李洁（1981-05），男，籍贯：湖南省永兴县，本科学历，工程师，研究方向：工业设计与机械设计结合应用。