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课题名称：人机工程学在工程机械驾驶室布置设计的应用研究
1、选题意义和背景。
1.1背景选题：
工程机械是一种用于施工、建筑、起重、运输、挖掘等用途的机械，可以代替人力完成大量的重负荷工作，实现在较短的时间内完成平常需要大批人力的工作，是一种高效率的施工设备。作为一种人操纵使用的设备，其工作装置的设计、操作系统的布置、视野灯光的设计、工作平台与驾驶室的设计、空调系统的选用等，直接就影响到机械施工的效率、安全与经济性。
随着国内外对劳动者的职业健康系统（Occupation & Healthy System）的建立，对劳动者的工作环境与职业健康提出了更高的要求，人类工效学C Ergonomics）及人机工程学（Man-Machine Engineering）在职业健康与劳动保护上的应用显得越来越重要，对此大量的研究表明，计算机键盘的不合理设计也会给操作者带来终生的职业损伤，而相对于更加恶劣的施工环境，工程机械操作手的工作舒适性就显得更加重要了。
目前，世界上最大的工程机械制造销售商是美国的卡特匹勒（C aterpillar ）公司，其次是日本的小松（Kumarsu ）公司，两家公司占有世界产值一半以上的工程机械设备，从目前慕尼黑第27届国际建筑机械和设备、建材机械及工程车辆展览会一一Bauma2004展览会上可以生动地看到，国际上的工程机械不仅在工作效率与使用可靠性上都达到了优良的性能，同时在发动机排放、噪声指标上都达到了较高的环保水平，实现了欧洲非公路机动车辆第二阶段C Stage II）和北美非公路用车（Tier2 ）的排放法规的要求，而在驾驶室的设计、操纵杆的设计、控制旋钮的布置、手柄、座椅的布置上都充分考虑了人的因素一一可见国外对人机工程在工程机械上的应用己经非常成熟了。
1.2 选题意义：
国际上，汽车在开发设计上己经成熟地应用了人机工程学的理论和方法，并遵照比较全面和规范的设计标准合理地进行设计工作，比如SAE（美国汽车工程师学会标准），IS O（国际标准），JIS（日本工业标准）以及GB（中国国家标准）都有关于轿车、载重卡车等机动车的有关操作空间、视野、仪表布置、驾驶员位置等非常全面的设计标准，给开发设计带来极大的方便，同时KBE知识工程与专家系统在辅助设计中的应用，计算机数字仿真的应用，大大提高了工作效率，并不断推动汽车技术的向前发展。 因此，选择该课题有以下意义：
1.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；2.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；3.如果应用得当，对国内工程机械的操作舒适度以及工作效率和安全性都可从技术上得到提高并对实际设计给予正确的指南；4.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；5.进一步提高设计的工作效率，设计适合中国人体形的机械设备，改进常规的落后设计手段。
2、论文综述/研究基础。
2.1国外学术界对工程机械人机工程的研究
通过文献阅读，发现该类外文介绍较少，主要都集中在汽车与重型卡车的研究上，还有一些是新型人机工程设计数学模型和设计软件的应用上，通过对一些进口土石方设备的实际操作和研究后，可以得知，并不是国外没有对此研究，而是其研究和发展的水平己经达到了较高的水准，一些国外先进工程机械甚至可以与一些普通轿车的操作舒适性能相媲美，比如英国的JCB公司的工程机械，美国的Caterpillar公司的设备，日本小松机械公司的产品，无论是轮式装载机还是履带式液压挖掘机，其驾驶室内部的设计从座椅到仪表盘、方向机以及一个放咖啡杯的座子都非常人性化，其司机视野和操作舒适度以及室内温度、空气对流和噪声水平都达到非常高的水平。这些国际着名公司每年的研究开发费用都在其销售额的3%以上，远远高于国内国际有关研究高校的投入，这些就足以确保其在行业中的领先和垄断地位。
国外的新型工程机械不但达到了人机布置的科学性，还普遍采用全封闭式驾驶室，而且十分注意调节驾驶室内的温度、湿度和气流速度，不论在什么样的气候条件下作业，驾驶员在驾驶室内始终感到舒适。美国推荐的驾驶室内舒适的微气候参数如下：空气温度微18-24 0C,空气相对湿度为30%一70,空气流速为0.1 -0.3 m/s,通风量为0.37-0.57m3/min.前苏联也有类似的推荐驾驶室内舒适微气候参数。
2.2国内学术对工程机械人机工程的研究
从相关的国内文献可以看到有关人机工程在工程机械（如装载机、挖掘机）的驾驶室里得到了一定的应用，如高梦熊的《地下装载机人机工程学设计原理》己经用到一些与汽车车身设计类似的方法，如操作的最小空间、操纵的舒适区和可及范围、人的视域与视距以及人的出力和人承受噪声等不过，这些都没有谈到人的百分位的问题，只是简单地说中等身材的情况和设计要求，因此这并不符合实际的人群身体要求，此外，目前工程机械设计主要参照JB3683-84《工程机械操纵的舒适区域与可及范围》进行设计，而我国实施的成年人人体尺寸国家标准是GB 10000-88是1989年7月才开始的，所以这个设计标准并不符合人体工程学（至少不符合中国人的身材）的要求，如果需要完整地符合人机工程的要求，看来还需要做很多工作。综上所述，国内人机工程学在工程机械上的应用和研究己经有了一定深度，不少学者和研究机构也当此问题作为一个课题予以研究。但是相对于汽车这些研究还是显得不足以指导和提高中国工程机械的设计水准。
3、参考文献。
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