挖掘機(jī)駕駛室的人機(jī)布局分析

摘要：駕駛室的合理布局直接影響到駕駛者的安全性、操作舒適度和工作效率，基于人機(jī)工程學(xué)和用戶行為來(lái)研究挖掘機(jī)駕駛室的布局設(shè)計(jì)中的人機(jī)關(guān)系，從駕駛座區(qū)域、操作桿以及控制顯示區(qū)這三大區(qū)域的布局分析研究，為挖掘機(jī)駕駛室的人性化布局設(shè)計(jì)研究提供更全面的分析方法，闡述了挖掘機(jī)駕駛室的布局設(shè)計(jì)研究的要點(diǎn)以及未來(lái)布局中的研究方向。

關(guān)鍵詞：挖掘機(jī)駕駛室;布局設(shè)計(jì);人機(jī)工程學(xué);用戶行為

一、挖掘機(jī)駕駛室中的人機(jī)工程

挖掘機(jī)作為工程機(jī)械是用于建筑、挖掘、施工、采礦等領(lǐng)域的大型機(jī)械，主要完成人很難完成的超負(fù)荷工作，有很高的工作效率，尤其是在環(huán)境惡劣的條件下進(jìn)行工作，對(duì)工程機(jī)械的操作者增加了更多操作難度，因此要通過(guò)對(duì)工程機(jī)械駕駛室的操作空間以及操作方式進(jìn)行優(yōu)化，給用戶提供更加安全、健康、舒適的駕駛環(huán)境[3]。

挖掘機(jī)作為一種在復(fù)雜環(huán)境下工作的工程機(jī)械對(duì)于駕駛者的操作要求也相對(duì)比較高，包括駕駛員的身體素質(zhì)等方面，通過(guò)資料調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，挖掘機(jī)駕駛員的年齡在18-40歲之間，每天平均工作時(shí)間在8-10個(gè)小時(shí)[4]。所以駕駛的舒適度、安全性、合理性對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)是非常重要的，駕駛室的布局主要從人、內(nèi)飾環(huán)境、空間環(huán)境這些角度出發(fā)，對(duì)駕駛室的駕駛座、操作區(qū)域以及控制顯示這三大區(qū)域進(jìn)行分析。這三個(gè)區(qū)域是駕駛室涉及人機(jī)的主要區(qū)域，也是最需要被關(guān)注的區(qū)域，直接影響駕駛員的作業(yè)操作的舒適度。

二、挖掘機(jī)駕駛室布局人機(jī)分析

（一）駕駛座椅的人機(jī)分析

駕駛座椅的布置也就決定了駕駛室的整體布局，而座椅的位置是由人體的H點(diǎn)決定的，在駕駛員在操作過(guò)程中，一般都是固定坐姿的方式進(jìn)行，在這一過(guò)程中，H點(diǎn)具有相對(duì)穩(wěn)定型，所以座椅的布置的位置也要跟隨H點(diǎn)。在駕駛座布局位置中，需要根據(jù)駕駛室的空間以及行駛檔的位置和H點(diǎn)的位置對(duì)座椅位置的前后進(jìn)行定位，根據(jù)兩個(gè)H點(diǎn)的中點(diǎn)和行駛檔與踏板的中心點(diǎn)對(duì)駕駛座椅左右進(jìn)行定位。

同時(shí)駕駛座椅的也受其他因素的影響，最主要是用戶行為過(guò)程的影響，在駕駛者上車—開(kāi)門(mén)—坐下這個(gè)過(guò)程中H點(diǎn)的變化。在這個(gè)行為過(guò)程中根據(jù)H點(diǎn)的移動(dòng)幅度與移動(dòng)角度來(lái)判斷這個(gè)行為過(guò)程中的四肢受力情況，根據(jù)四肢受力情況和H點(diǎn)來(lái)對(duì)座椅的布置進(jìn)行優(yōu)化。

（二）操作區(qū)域的人機(jī)分析

在用戶操作過(guò)程中的人機(jī)關(guān)系，也是操作桿布置的主要影響因素，在整個(gè)挖掘機(jī)使用操作過(guò)程中，駕駛者的手是活動(dòng)在駕駛室內(nèi)的各個(gè)操作要求之間的，所以整個(gè)駕駛的操作桿的布置，必須結(jié)合駕駛員行為來(lái)進(jìn)行研究布置。

操作區(qū)域的主要部件是操作桿，在駕駛員整個(gè)工作過(guò)程中操作桿是不離手的，因此操作桿位置的分析尤為重要，而操作桿的位置同時(shí)也與H點(diǎn)有關(guān)。挖掘機(jī)的操作桿的布局中要考慮到駕駛員上肢作業(yè)時(shí)的角度，可以以H點(diǎn)為參考點(diǎn)進(jìn)行位置調(diào)整。

根據(jù)挖掘機(jī)駕駛員工作期間里他的手的基本活動(dòng)路線，結(jié)合人機(jī)工程學(xué)的坐姿水平手的作業(yè)范圍，同時(shí)操作桿的位置也要結(jié)合駕駛者的最頻繁的基本操作軌跡和坐姿水平作業(yè)范圍來(lái)進(jìn)行操作桿布置位置的確定。

（三）控制面板顯示區(qū)域的人機(jī)分析

挖掘機(jī)的控制面板顯示區(qū)域不同與其他工程機(jī)械，因此在挖掘機(jī)的控制面板顯示區(qū)域要基于人機(jī)工程學(xué)和駕駛者的操作行為分析來(lái)對(duì)區(qū)域進(jìn)行布置。在整個(gè)駕駛員的行為過(guò)程中，控制面板和顯示以及一些放置物品的區(qū)域中，操控面板是駕駛者在工作中頻繁接觸的區(qū)域，而這個(gè)區(qū)域是駕駛者右手操作的區(qū)域，同時(shí)右手還要進(jìn)行作業(yè)操作，所以在控制面板區(qū)域的布置應(yīng)該結(jié)合用戶行為、人機(jī)等各方面因素去進(jìn)行研究分析，這樣才能給駕駛者提供更加舒適的操作環(huán)境。

駕駛室顯示區(qū)域的布置首先是要根據(jù)手眼的協(xié)調(diào)范圍來(lái)選擇挖掘機(jī)駕駛員工作中的最適宜區(qū)域，其次是根據(jù)適宜區(qū)域來(lái)對(duì)駕駛室的顯示區(qū)域、控制區(qū)域和輔助區(qū)域進(jìn)行劃分，在區(qū)域布置同時(shí)也要依據(jù)坐姿水平手的工作范圍。

同時(shí)顯示區(qū)域位置也要符合工作中視覺(jué)舒適區(qū)。在駕駛員作業(yè)視覺(jué)中心主要是集中在外界作業(yè)環(huán)境，而顯示界面的布置既不能搶駕駛者的視覺(jué)重心，也要能很好地給駕駛者反饋機(jī)器狀態(tài)信息，輔助駕駛者作業(yè)等功能，所以在顯示區(qū)域的布置要綜合這些因素來(lái)進(jìn)行分析研究，研究駕駛行為的規(guī)律，來(lái)進(jìn)行顯示區(qū)域的布置，這樣才能做到給駕駛者提供更加安全、高效的工作環(huán)境。

三、結(jié)語(yǔ)

從人機(jī)工程學(xué)和用戶行為對(duì)挖掘機(jī)駕駛室的布局研究是值得深入的發(fā)現(xiàn)，在今后對(duì)挖掘機(jī)駕駛室的布局研究中要以“人”為研究核心，一方面是對(duì)駕駛者整個(gè)使用機(jī)器整個(gè)過(guò)程中的行為進(jìn)行深入分析;另一方面是人機(jī)工程設(shè)計(jì)方面的研究。在挖掘機(jī)駕駛室人機(jī)布局中，結(jié)合人機(jī)工程和用戶行為從駕駛座、操縱區(qū)域以及控制顯示區(qū)域這三大主要區(qū)域去分析其中的人機(jī)因素，總結(jié)出每個(gè)區(qū)域位置設(shè)計(jì)的主要影響因素。給相關(guān)設(shè)計(jì)提供理論參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁玉蘭，郭剛，趙江洪等.人機(jī)工程學(xué)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1991.

作者簡(jiǎn)介：?jiǎn)T林，湖南科技大學(xué)。