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人体工程学危害范文1
中图分类号：J59 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-10-00-02
一、人体工程学的概念及发展
人体工程学（Ergonomics），也称人类工程学、人间工学或工效学。原出希腊文“Ergos”，即“工作、劳动”和“nomes”即“规律”，也就是探讨人们劳动、考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的科学。这门科学在第二次世界大战前才开始有了系统的研究。在我国也很早就开始了这方面的研究。据西汉文献记载，在制造兵器时，要考虑大小合手、长短适中。明代家具设计为了使人触感舒适，椅子的靠背做成适合人体脊柱弯曲的曲线，棱角做成钝圆型，椅角做成圆柱塑，这些都融进了中国古代朴素的人体工程学思想。这就说明人体工程学原本就是研究人在适度的劳动中用力规律的一门学科。我国将人体工程学作为一门独立的学科研究，是从20 世纪80 年代末开始的。
人体工程学是建立在技术科学、心理学、生理学、卫生学的交叉点上， 它利用解剖学、人体测量学及生物物理学等研究成果来研究人在生存环境中可能拥有的功能， 以创造最佳的生活环境与劳动条件， 保证劳动的效率和安全， 有利于身体健康。
二、人体工程在环境设计中的作用主要表现在以下几个方面
（一）人体工程学为环境设计提供了可靠的原则
“以人为本”是环境设计的基本原则1 运用人体工程学可以密切环境与人的关系， 通过对人体特征及活动规律的深入研究， 可以加强环境的有效利用， 使环境设计更加科学、合理。
（二）使功能得以量化
在以往的设计中， 对于功能问题多凭经验而缺少科学的根据， 而运用人体工程学则可以弥补这方面的缺陷， 通过有效地功能价值分析， 减少了设计的盲目性。解决该问题包括人在环境的运动状态的功能组织原则、排列原则和使用频度等1
（三）为环境空间质量提供可靠保证
人的生理结构及特征、生活内容及性质、活动规律及范围是决定室内外空间的性质、尺度、形状的重要因素。而人体工程学提出了“舒适带”的理论， 使环境更加适应人的生理条件， 并提供安全、可靠的保证。这其中包括空气成分、气象条件、光辐射及其声波、磁场温度、湿度等对环境质量的影响。
（四）提供适应人感觉的环境条件
人的感觉能力存在一定的差别和一定的限度， 人体工程学就是从一般规律着手研究其特性、共性而制定的原则。对于任何一件家用电器特别是视听设备系统， 它的质量效果除本身技术质量以外， 很大程度上则取决于它所在空间适应人体工程学的程。
1、视觉系统
环境对人所产生的作用， 绝大多数是通过人的视觉实现。掌握人体工程学可以正确地运动用光学原理来保护人的视力， 了解人的生理结构、视觉特征与视野范围可以获得最佳视觉效果的途径， 并满足人的心理需求。
2、听觉系统
人耳作为听觉系统包括两种功能， 一是获得声音功能， 二是寻求平衡与确立位置的功能。人体工程学主要运用声学原理进行研究人耳与声音的关系、听觉效果以及噪声对人的危害等。
3、嗅觉、味觉与触觉系统
嗅觉、味觉及触觉方面的效果对环境质量有着重要的影响， 因此，我们要千方百计予地重视， 正确对待，这也是用其它方法所不能替代的客观需要。
三、人体工程学在景观设计中的研究
景观设计中的人体工程学是人体工程学在空间设计中的有效利用，是研究人体工程学与空间条件之间正确、合理的关系，以取得最高生活机能效率。空间设计是“为人造物”，.创造出以“人”为中心的人性环境。中国古代就十分重视人与环境的和谐，强调“天人合一”。景观设计的研究重心也应该放置在“人”上面。人体的结构非常复杂，由运动器官、感觉器官、消化器官、大脑等共同构成。人的身体有一定的尺度，活动能力更有一定的限度，无论是采取坐、立、卧、行中的哪一个活动，都有一定的限度和方式，因此，对于与活动有关的空间计划和设施器物等的设计，都必须考虑到人的形体特征、动作特性和体能极限等人体因素，使活动效率提高到最大程度，身体疲劳降低到最小程度，并使人承受一定的负荷及由此产生的生理、心理变化。同时，还要考虑人的活动与环境的相互关系，环境的温度、湿度、噪音、光线和气味等都直接而强烈的影响人体的活动能力和活动效率。此外，年龄、性别、个体、体质和智能等个人差异和民族差别，地域特征以及经济技术指标，都是值得考虑的设计因素。
四、《人体工程学》在景观设计中的重要性
景观设计是一门研究如何创造功能合理、舒适美观、符合人的生理要求和心理要求的室外环境的学科，从这一点可以看出人体工程学和景观设计在思想和内容上有很多的共同点（都是研究人和环境），人与环境的关系就如同鱼和水的关系，彼此相互依存，相互联系，人是环境的主角，环境是人的环境，人的一切活动的是为了满足人的生活和工作需要，因此《人体工程学》课程在环境艺术设计专业学习中极其重要，体现在以下几点。
首先，环境艺术设计中的景观设计是其根本，对空间的研究是如何强调科学性和艺术性，如何为人服务，而《人体工程学》根据人体测量数据，从人的尺度，行为空间（动作域），生理空间以及知觉空间等，确定各种不同的功能空间的划分和尺寸，使空间更有利于人们的活动，为确定人们在室外活动所需空间范围提供主要依据。
其次，设施与环境在景观设计中占有很大的比例和很重要的地位，对室外环境效果起着重要的影响，其形体、尺度以人体尺度为主要依据，同时设施与陈设的使用范围也要求由人体工程学提供重要参考依据。同时景观设计重视人与环境的关系，室外环境包括气温与气湿环境、光环境、声环境、振动环境、气味环境等，它们对人的生理、心理影响巨大，是环境艺术设计探讨的重要问题，人体工程学正为室外环境的设计提供有力的科学依据。
总之，在景观设计中不论是整体规划还是细节处理，都以满足人和人际活动的需要为核心，都以创造人的使用方便和舒适为目的，提倡“以人为本”的人性化设计无疑需要人体工程学提供准确的设计航标。
五、人体工程学在景观设计中的运用
（一）景观设计中的空间环境心理。
人在室外环境中，其心理与行为尽管有个体之间的差异，但从总体上分析仍然具有共性，仍然具有以相同或类似的方式做出反应的特点，这也正是我们进行设计的基础。
1、领域性与人际关系距离。
领域性原是动物在环境中为取得食物、繁衍生息等的一种适应生存的行为方式。室外环境中个人空间常需与人际交流、接触时所需的距离统盘考虑。根据人际关系的密切程度、行为特征来确定人际距离，印分为：密切距离、人体距离、社会臣离、公众距离。
2、私密性与尽端趋向。
如果说领域性主要在于空间范围，私密性则涉及在相应空间范围内包括视线、声音等方面的隔绝要求。私密性在居住类室外空间中要求更为突出。由于在室内空间中形成更多的“尽端”，也就更符合人们“尽端趋向”的心理要求。
（二）景观设计中色彩与环境心理的应用。
人们总是最先用视觉来感受环境，而在一个固定的环境中，最先映入眼帘的是色彩，色彩处理的好坏不仅影响着视觉美感，也影响着人的情绪和工作生活效率研究发现，人置身予绿色的环境中，皮肤温度可降低l 至2 度，脉搏每分钟减少4 至8 次，呼吸减慢、血压降低，心脏负担减轻，表现出一副安静自若的神态，促使人更加冷静地对待现实。
（三）光影与环境心理的关系。
现代室外光环境的设计中，光不仅起照明的作用，而且还是界定空间、分割空间、室内空间氛围的重要手段，同时光还表现一定的装饰内容、空间格调和文化内涵，趋向于实用性及文化性的有机结合，成为现代景观设计的一个重要因素。光和影的衬托给人们提供了愉悦的视觉刺激，是营造气氛与创造意境的“特殊材料”。安藤忠雄认为：“光和影能给静止的空间增加动感，给无机的墙面以色彩，赋予材料更动人的‘表情’”。由于光的功能是多元化的，现代室外光环境的设计内容在深度和广度上表现出多层次、多方面的特性，通过各种设计手段创造某种环境气氛、制造某种情调、实现特定构思的环境设计，满足人的心理需求和精神消费。例如通过灯光与环境的结合设计出不同的功能空间，通过光线的合理运用，改变了环境的固有色给人的视觉带来协调性，划分且营造出一个优雅的环境氛围，使人对空间产生无限的遐想。
综合上述的分析，掌握人体工程学不仅能为景观设计提供了一些依据和方法， 更主要的是使我们对待设计的理念产生了质的改变。设计不是想当然的行为， 知其然， 更应知其所以然。
景观设计中的人体工程学主要研究两个方面的问题：一方面是借助人体测量资料设计室外动态空间的可行性，并作为空间计划和活动设备的根据;另一方面凭借运动与感觉、生理和心理的研究资料作为环境条件设计的可靠标准，并作为环境设计的根据，再以这两方面为参照，即在一定的约束条件范围内，设计出有效使用面积最大、单位造价最低、资源消耗最少、人与环境最和谐的室外空间。
参考文献：
人体工程学危害范文2
关键词：工业厂房；煤气泄漏；火灾模拟；烟气流动
中图分类号：X92 文献标识码:A
1 概述
随着工业化发展的不断提高，工业用火、用电、用气和化学物品的应用也日益广泛，工业建筑物火灾的危险性和危害性大大增加，伴随而来的火灾发生的频率也越来越高，尤其在工业厂房内，一旦有火灾发生就会对人员的生命财产造成直接的危害，严重的情况下会导致巨大的人员伤亡和财产损失。
例如以简化的厂房空间为研究对象，借助大型专业化计算流体力学软件FLUENT, 对单室内由于煤气泄漏引起的火灾及烟气蔓延过程进行数值模拟，得到了火场中温度场和燃烧产物二氧化碳浓度场的直观显示，为人们了解火灾发生和发展的过程提供了新的方法和手段，也为工业建筑防火设计和消防安全评估提供了新的科学工具，是消防安全工程学和性能化设计的重要基础。
2本文设定的场景与几何建模
实验房间几何尺寸为长6.0m，宽3.3m，高4.5m，房间墙壁有一高1.2m，宽2.0m的窗户，窗户对面是一高2.0m，宽0.8m的房门，在一侧壁中央位置距地面高1.0m有一处煤气泄漏点，本文考虑的泄漏危险源是沿墙铺设的煤气汇流排管道有一处泄漏，形成直径为1cm的圆形泄漏喷口，泄漏流量为0.1413m3/h（即泄漏速度为0.5m/s），泄漏煤气的主要成分为甲烷。如图2.1所示为在GAMBIT几何建模软件中建立的实验房间几何模型。
2.1 实验房间几何模型
3建立数学物理模型
火灾的场模拟理论基础是基于质量守恒、动量守恒、能量守恒、化学组分平衡的微分方程，而场模拟的过程就是对这些方程组进行数值求解。然而这些方程组是不封闭的，为了使方程组封闭，就必须引入湍流的附加方程，然后借助计算机对封闭方程组进行求解，就可以得出火灾过程中各种参数的详细空间分布及其随时间的变化。
3.1湍流平均量方程
火灾中燃烧的湍流过程影响着整个流体的流动，要想求解方程组就必须正确处理湍流过程。计算湍流粘性系数Ut的方法就是所谓的湍流模型，湍流模型种类很多，本文引用应用范围较广的k-epslion双方程模型：
3.2边界条件
FLUENT软件包含了更为广泛的边界条件设置类型，本文仅结合所研究的实际问题进行讨论。
（1）流体进口边界条件：本文对于着火厂房设置了两个流体进口，一个是燃料进口，另一个是空气进口。其中甲烷的泄漏速度为0.5m/s，温度为300K；窗户进风速度始终为0.5m/s，温度300K。
（2）流体出口界面：本文场景中厂房的房门为出流口。
（3）壁面：本文的研究中采用绝热、无渗透、无滑移壁面。
4模拟结果及分析
数值模拟计算采用FLUENT软件进行，使用分离解方法。求解过程中，燃烧控制方程具有较好的收敛记录。
图4.1 60秒时温度等值线图
图4.2 60秒时CO2浓度等值线图
结果分析
高温烟气对人体的危害如果烟气层面高于人眼的特征高度时（人眼的特征高度通常为1.2～1.8m，一般取1.5m），其烟气层的热辐射强度就会伤害人，而当烟气层面低于人眼的特征高度时，对人的危害将是直接烧伤或由于吸入热气体而对呼吸系统的破坏。由60s时图4.1可以看出，房间窗户下沿1.8m处烟气温度已经达到180℃左右，此时可对人体造成辐射伤害，在房间中后部烟气高度已接近1.5m，将对人体构成直接伤害。所以，人置身于煤气泄漏的火场时，要在短时间内逃离，以防热烟气层的沉积造成高温烟气的辐射、灼伤而阻碍逃生。
CO2浓度在60秒时有明显的增长趋势。主要是厂房空间内原有的氧气和窗户的进风使煤气燃烧充分，生成较多的CO2，几乎在短时间内就弥漫了厂房的上半层空间，图4.2可以看出，厂房的大部分空间已经弥漫了浓度较高的CO2，并且在生成CO2的同时消耗了大量的氧气，CO2对人体的危害主要是窒息作用。
结论
采用专业化计算流体力学软件FLUENT对工业厂房的煤气泄漏火灾进行了模拟，把火灾数值模拟技术应用于实际，实现了火场中的物理量，如温度、生成物组分二氧化碳浓度随泄漏时间变化的直观显示，为厂房内危险区域的划分及灾害控制提供了参考依据，也为厂房结构空间的性能化设计和煤气泄漏火灾的防治提供了理论依据。
参考文献
[1]王福军.计算流体动力学分析[M].清华大学出版社，2004.
[2]韩占先，徐宝林，霍然等.火灾科学与消防工程[M].山东科学技术出版社，2001.
[3]霍然等.建筑火灾中烟气蔓延的动态显示[J].火灾科学，1995，Vol.4，No.3.
[4]范维澄，万跃鹏.流体及燃烧的模型与计算[M].北京：中国科学技术大学出版社，1992.
人体工程学危害范文3
关键词：人机工程；煤矿机械；应用
1为何如此重视人机工程学在煤矿机械的作用
中国是产煤大国，因资源丰富所以矿山机械产品也很多，煤矿机械属于野外施工中的重型机械，设备不仅庞大，而且操作复杂，而且面临的问题也很多，例如：噪音、油污、振动等干扰因素多，并且天气的复杂多变也影响操作员的正常工作，因此长时间操作是非常困难的，操作员一直不停地操作会因疲劳无法提高生产效率。现在人们对煤机设备的设计即希望造型新颖、布局合理、线条优美等有着审美价值，又希望操作过程中疲劳和精神负担，提高工作效率，减少事故发生。人机工程学作为这些年来新兴的一门学科。它涵盖的综合性较强，例如：人体科学、安全科学、环境科学、工程技术科学、社会科学及技术美学等各种方面理论的知识、研究方法和手段, 运行到整个体统中去,把人的生理、心理特征整合到机械中区，让人与环境与机电设备三者这件的关系相互贯通, 这样操作简便、安全舒适、让人、机、环境的结合达到最佳状态。
2人机工程学在煤矿机械设计中的作用
2.1人体数据在机械设计中的应用
矿井工作环境很艰苦也很很特殊, 因此如何设计出符合人的生理、心理特点的机械是非常有必要的, 我们希望技术人员在操作过程中可以有一个舒适、安全的的工作环境,又可以提高生产效率, 这就需要设计人员在产品设计的时候掌握机械的使用范围和人体各部分尺寸范围, 把人体测量数据灌入到机器中去。在设计过程中我们要把设备操纵的重点放在人的主操作位置上, 机械的运动和操控都是由人来主导，要符合人的操作习惯, 这样可以保证操作者在操作的过程中可以舒适、安全和有效果。此外在设计过程中还要结合操作者的操作的力度,把数据控制在范围内，方便操作。要是可以达到以上要求,这种人、机、环境三方何为一体的效果才能达到最理想的阶段。
2.2人性化设计的机械界面
这里所指的操作界面主要是指人机界面的页面。人机界面是人与机器之间传递和交换信息的媒介，是人与机器之间的界面交流。我们所知煤矿设备由于机械较庞大所以结构复杂、零部件机构较多,所以操作界面很是复杂和繁琐。界面杂乱无序会让你眼花缭乱，操作起来使人烦躁,还有种很粗糙的感觉,并且存在严重的安全隐患。我们所希望的人机界面，在外形上要美观大方,操作上要通俗易懂、操作便利，而且要有引导功能,让操作员在工作的过程中感觉到快乐,从而提高工作效率。操作面板是人与机器相交的主要界面,人在面板上进行运行操作,操作起其位置和倾斜角度达到人的需求，对界面上的显示、控制装置的大小、位置等，都要适应的人的舒适度，这样在操作时可以便捷、正确和高效的工作状态。
2.3减少煤矿机械操作中的噪音
煤炭工业是多噪声行业,这种噪声不止存在在一个环节中，而是在各个生产环节中都存在的，所以对人的危害是很大的。煤矿生产设备噪声的生源繁多而且音量很高。这种噪声长时间下来对人耳可造成听力损失；这种噪声已经严重到影响技术员的正常工作，还造成人的睡眠质量下降，严重的还会引起各种疾病的发生；音量太大，技术员在工作中无法专注，会引起一系列的工作上的失误，对于较大负荷的强度工作，如果因为噪声的原因，引起的后果将是不可想象的；不仅如此，因为噪声还会让仪器设备无法正常运转, 造成仪表读数不准、失灵，甚至还可能金属材料因声疲劳而破坏。 因此，设计人员在煤矿机械设备设计的时候就要考虑到噪声的因素，我们要减少因噪声带来的影响。例如在设计时，设计人员了解煤矿通风机和局部通风机是噪声最大的发源地，我们就要减少这些部件的噪声，在通风机选型、空气动力学设计与机械设计时，保证通风机工作时噪声较低，或是把通风机的尺寸变大或是缩小，设计的这些原理，前提是不能影响技术经济的指标下，方可达到减低噪声的效果。
3结束语
现代化的机械工程在设计中会考虑人机工程学原理，已达到人性化的设计。结合环境因素、人为因素在设计中的影响。保证技术人员在工作操作中者可以放心安全的工作，还能保证提高工作效率。机械设计是非常重要的环节，因此设计产品时要充分考虑到人为的因素才可以解决劳动主体与劳动工具之间的矛盾，但也因现在人的能力是有限的，设计的有些产品无法适应人的操作，这样就不可能达到期望的人机协调。随着科学进步的发展，人类对自身的理解又更近一步的了解，对科技的发展也越来越重视，所以让人与科学的结合是非常有必要的，现在的人们体会到了高科技带来的便利，也不断的从经验与教训中认识到了人机系统协调关系的重要性，从而了人机工程学在机械操作设计中的重要性，在这条道路上我们还要不断的探究和深入。
参考文献：
[1]高焕,刘潇骁.分析现代设计理论和方法在煤矿机械设计中的应用[A].煤炭技术,2013(05).
[2]杨丽艳.浅谈人机工程在机械设计中的应用[A].机械研究与应用,2010(05).
[3]何萍.人机工程学在工程机械设计中的应用[J].萍乡高等专科学校学报,2007(03).
[4]李俊.人机工程学在机械设计中的应用[J].技术应用,2011(02).
[5]王建军.人机工程学在人性化煤矿机械设计中的应用研究[J].机械管理开发,2010(114).
[6]耿晓亮,于会荣,韩燕.人机工程在煤矿机械设计中的应用[J].煤矿安全,2012(09).
人体工程学危害范文4
1.实验经费少，实验仪器配置不合理
教学经费在实验教学中投入不足，实验仪器配置不合理，也是导致实验教学水平无法提高的一个主要因素。目前，黑龙江科技大学采购的人因工程实验设备主要为北京青鸟天桥仪器生产的心理学实验仪器设备，主要研究人的知觉、感觉、信息输入、储存和提取、作业能力与疲劳等方面，缺少研究工作环境、作业方法改善等方面的实验设备，对于个别实验项目仪器的台套数不足，不能完全满足日常教学的要求。
2.实验教师队伍教学水平不高
近年来，虽然全国高校对于实验教师队伍建设的重视程度比以前有所提高，但是对于实验教师的重视度还是远远不如理论教师，实验教师的待遇低，这些都导致无法成功引进高水平的实验教师。实验教师的培训机会相对较少，政策待遇差，导致青年实验教师多以自学为主，没有机会接触更为先进的实验教学理念和方法，实验教学多以验证性、复述性的实验教学内容为主，实验教学水平提高缓慢。
二、实验课程内容体系改革
1.完善实验教学课程内容体系
目前，人因工程学共开设了6个实验项目，实验总课时为6学时，全部为验证性实验项目，并且受到实验设备的限制只能够开设人的心理和工作负荷两个方面的实验教学内容，不能够对人因工程学的理论方法进行全面实践，不能全面提高同学们的人因工程综合实践能力。因此，在完善实验教学课程内容的基础上，应该增加综合性、设计性的实验项目，来满足工业工程人才培养计划的要求。
（1）增加实验课时，开设作业环境及其改善方面的实验项目。为了让学生更好地了解工作环境对人的作业效率的影响，增加了环境照明对生产效率影响和环境噪声测定两个实验项目，使学生可以掌握照明和噪声的测量方法，研究照明条件对工作效率的影响以及评价噪声对工作人员的危害程度。
（2）完善现有的实验项目。以人体测量实验为例，在原有实验内容的基础上，采用视频案例教学方法，让学生就有关人体测量参数在汽车驾驶室设计领域中的应用进行分析，对人体测量参数的各个影响因素进行统计分析，并分析比例系数的选取依据，从而丰富了原来的实验教学内容，提高了实验教学质量。
（3）增设自拟选修实验项目。学生在完成人因工程学理论学习和必修实验课程后，经过实验项目预约后，在实验教师的指导下进行自拟的综合性实验项目。首先，由实验教师提出实验要求，学生选择题目方向，每组学生有3人，自由组合。其次，各个小组研究制定相应的实验题目、内容方法以及实验步骤，教师分别对各小组分别进行辅导。最后，以小组为单位，准备实验仪器设备和耗材，具体落实实验方法，组内测得的数据组内成员共享，但是每个人都要按照要求独立完成各自的实验报告、数据处理分析以及结果讨论。通过自拟实验项目能够培养学生发现现实生活中存在的人因问题，加强学生实验设计、数据处理的能力，提高实践动手能力和创新思维。
2.加强实验教学过程质量控制，完善考核方式
实验教学过程主要分为三个部分：课前预习、课堂实验教学、课后作业。由于课上的实验教学课时相对较少，因此在课前要布置实验教学上会用到的基础理论和方法、数据分析软件的使用方法以及相关的资料和人机工程标准，既可以保证课堂上的讲课效果，又可以提前预习节省课上的教学时间；课堂实验教学多采用来源于企业的实际生产案例，不但能使学生更好地应用基础理论提高实际的动手能力，还能使同学们熟悉企业的实际生产状况；课后要布置一定数量的思考题，既能巩固实验课上学习到的知识，又能更深入的思考和实践所学的人因工程学理论方法，从实验教学的全过程进行教学质量控制。目前，大多数高校的实验课程考核方式主要以实验报告的成绩为主要评判标准，这样既不能全面反应学生掌握实验课程的效果，还使得部分学生习惯抄袭别人的实验报告。在实验成绩的考核中，首先要考虑学生的实验态度、学生的出勤情况和提前预习情况；其次要考虑学生参与实验项目的思考和动手积极性以及实验效果；最后考虑学生独立完成的实验报告质量情况。
三、实验教学方法和教学手段的革新
1.多元化的实验教学方法相结合
传统的实验教学方法多采用普通的讲授法，实验课堂上实验教师起绝对的主导作用，不注意对学生学习反馈信息的收集，教师教学方法死板，学生缺乏自主学习积极性，造成了学生被动学习的局面，致使实验教学质量不高。因此，实验教师应该在原有讲授课程的基础上，多借鉴理论课程所采用的多元化教学方法提高课堂教学质量。例如：在工作空间与工作效率测定的实验项目中采用讨论教学法，让学生以小组的方式，围绕工作台高度和角度的设置以及工作姿势与工作效率之间存在的关系等问题，抒发自己的见解。通过讨论，可以激发学生自主学习的兴趣，培养团队合作意识。在人体测量实验中，经常要测量人身体局部的各个尺寸，由于在测量过程中多采用人体学和解剖学中的术语，学生很难理解，为此可以学生身体为实物模型采用直观演示法测量的具置，如在测量上臂长度时，以学生的胳膊为模型，直观演示指出肩峰和尺骨鹰嘴的具置，然后测量其长度。
2.丰富实验教学手段
为了更好地提高人因工程学实验教学质量，黑龙江科技大学机械工程学院采购黑龙江科技大学自主研发的交互式电子白板，利用现代化教学手段，制作多媒体教案，进行实验教学。该系统包括投影仪、手写白板、讲台和主机等四部分组成，电子白板除了实现了传统的多媒体教学功能外，还能集成多媒体教学课件制作、操作回放、手写输入和多种电教辅助软件相结合的功能，通过生动直观的电子教学方式，极大地调动了学生学习的积极性。此外，在人机分析的实验课程中，可以采用实验室采购的虚拟制造软件JACK，对人工操作进行详细设计、分析和优化。该软件提供多种3D虚拟人体模型，可以实现人工作业的准确仿真、人机工程学和装配时间分析，JACK软件支持对人工作业视野检查、工位交互式改进及不同设计方案评估。
四、加大实验室投入，加强实验教师队伍建设
1.加大实验室投入，扩展实验项目
由于我国高校的人因工程实验室建设起步较晚，实验室规模小，仪器设备台套数不足，因此开设的实验项目相对不够全面，多以演示性、验证性项目为主。因此，应该加大实验室设备的采购，扩展人因工程学的实验项目，加大综合性和设计性实验项目开出的比率，全面提高学生在人机工程学方面的实践技能。
2.提高实验教学地位，加强实验教师队伍建设
如何正确地认识实验教学在工业工程教学建设中的重要性，提高实验教师的教学地位，建立高素质的实验教师队伍是提高教学质量的根本所在。一是从根本上认识实验教学的重要性，平衡好理论与实验教学在教学体系中所占的比重；二是应该提高实验教师的待遇，积极引进高水平、技术能力强的教师加入实验教师队伍，鼓励高职称、高水平的教师兼职实验教学以老带新，努力提高实验教师整体素质；三是加大实验教师校外实习和培训的机会，学校定期组织相关学科，观摩国内工业工程建设一流的大学，参观学习名校的实验教学模式，努力提高自身的教学水平。
五、结束语
人体工程学危害范文5
摘要:以STC89C52RC单片机为核心，通过利用串行接口通信、数据库编辑处理等技术，实现简单近距离传输数据实现的农作物变量施药监测，设计形成良好给药监控系统。该设计具有数据处理及可根据收集的实时数据调整给药量的功能，且系统可以接受多种传感器，具有良好的扩展性。通过采集实时环境数据，特别是影响给药量的因素，如压力、药物流速、流量及喷嘴大小等各种影响参量，将采集数据传输至显示器，并将采集的数据储存入内存卡中，使用者可以选择以表格或图形方式查询。通过试验表明:验证了压力、速度、流量的系统测量和实际测量值，通过两者之间的相对误差，发现三者的相对误差的平均值分别为2．16%、2．15%、2．09%，误差都小于3%，可以满足农业精准变量施药的要求。该系统成本较低，操作性强，具有广泛的应用前景。
关键词:单片机;变量施药;检测系统;传感器
0引言
在当代农业的发展中，农药在农业生产中占据着非常重要的地位，出现了各种类型的农药，用量逐年上升。但是施药中，工作人员缺乏重要的安全意识，农作物及环境中的农药残留问题更是严重，对人体和环境造成非常大的危害［1］。农药在农业生产中起着非常大的推动作用，也无法避免地对四周环境和食用者产生了严重的污染和损害。人体经常食用农残过高的食物，农药在体内长期积累，严重危害着食用者的身体健康［2］。经统计:2015年水稻、小麦和玉米这三大农作物的农药利用率为36．6%，与农业发达国家还是存在很大差距;发达国家的农药利用率最高可达到60%，平均比我国高20个百分点。施药的机器、技术和观念的落后这些都是主要的影响因素［3－5］。为此，通过区分农田中作物的不同信息，然后通过变量施药，以达到精准施药的目的。工作时，通过使用多种不同传感器，实时采集施药参量数据，根据不同的信息变量精准施药［6－14］，并实时收集并长期储存施药信息。我国土地等资源利用强度很大，欧美等国家耕地层一般在35cm以上，我国大部分地区的耕地层只有15～20cm，保水保肥能力差。因此，提高化肥农药利用率，发展绿色可持续农业，使用高效科学的施药方法。本文设计基于STC89C52RC单片机的施药监测系统，利用传感器收集实时数据，数据库处理编辑储存施药参量，根据长期储存的施药参量进行变量施药，合理用药。
1试验设计
1．1设计原理
以STC89C52RC单片机为控制中心，组合信息采集器(各类传感器、单片机、SD卡数据存储模块)、信息传送模块、显示模块、电脑，以及串口通信模块等主要结构形成系统。
1．2总体设计
本设计采用STC89C52RC单片机监控整个施药监测过程。STC89C52RC单片机是STC生产的一款低耗、高性能的微控制器，具有8K字节系统可编程Flash存储器。该机型可以支持串口通信，工作电压为5．5～3．3V，代码指令可以兼容以前的型号，在传统的基础具有更强大的兼容性。该系统中使用的显示装置为液晶显示器，使用者可以设置成数字或汉字，适用多种电路。根据系统设计的其他模块的需求，采用串口电路，减少装置中的线路连接，简化安装程序。信息传送模块为用户与系统互换信息的门户，采用字母与数字结合的简单形式，使用4×4按键，共16个按键。SD卡数据库储存传感器采集的施药信息。传感器长期采集施药信息，分析施药过程，并在用户分析数据时，将前面储存的数据以图表或数字的形式输出。采用的传感器主要有数字型和模拟型两种类型:数字型传感器可将得到的信息直接与数字设施互换信息，快速读取信息;模拟型传感器提取信息速度快，处理信息的范围宽。本系统从传感器的特点和设计成本综合考虑，传感器采用数字传感器。系统以20个施药监控点为试验点，测试各个试验点的系统测量值和实际测量值的误差，通过对比验证该系统是否可行。同时，采取多个试验点验证可测试系统的稳定性，表明该系统中使用的传感器可用。
2机构组成和施药监控
2．1机构组成施药监控系统组成。以STC89C52RC单片机为核心，包括信息采集器(各类传感器、SD卡数据存储模块)、信息传送模块、显示模块、电脑以及串口通信模块等主要结构。
2．2施药监控控制
施药监控系统主要根据传感器监控施药收集施药管道中农药的流速、压力、流量等信息，将信息输送至单片机，通过单片机的分析，校正系统设置，监控施药量是否符合系统设置的数据，保证施药的准确性。
3试验与结果
3．1试验基本条件
为了试验施药监控装置可靠性和准确性，在试验田上进行试验，将本文设计的系统安装在行走的施药机械上进行速度、压力和流量等参量的试验，并对试验结果进行分析比较。
3．2试验设计
为了检测采用基于STC89C52RC单片机的施药监测系统的有效性，首先验证送药管道速度的准确性［15］，测试施药系统所在机械速度值与实际值的相对误差。
4结论
本研究对单片机的施药监测系统设计进行验证，结果表明:采用STC89C52RC单片机为控制中心的施药监测系统，完全满足农业生产需求，可实时采集施药信息，监控施药过程。该系统的目的就是为了施药精确，控制农药的使用，减少农作物内过多残留，确保喷洒的农药可以达到杀虫除草的量。试验表明:该系统可保证农药喷洒机械的正常运行，减少种植户的成本投入，减少农残对人体的危害，减轻农药对生态环境危害，在多样化种植中的变量施药有着非常大的应用价值。
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人体工程学危害范文6
关键词：技术；电视艺术；电视美学
检 索：.cn
中图分类号：TB47 文献标志码：A 文章编号：1008-2832（2016）07-0105-03
Man Machine Engineering in Machine Tool Design
MAO Yang（Dalian Polytechinc University Art and Information Engineering，Dalian 116600，China）
Abstract ：In the field of industrial production， NC machine tool is a kind of very important equipment，its quality directly affects the quality of the product. Is the current situation， domestic CNC machine tools exist defects in rigid lines， the operation is complicated， not only can not effectively enhance machining quality and efficiency， also may endanger the safety of life and property of the assembly line workers. The author combined the work experience and the related theory knowledge， in this paper has studied the machine tool design in the man-machine engineering application， for the related personnel reference.
Key words ：machine tool modeling； design； ergonomics
Internet ：.cn
人机工程学自诞生以来便受到了数控机床设计界的广泛关注，机床设计者利用人机工程学来改善数控机床运转条件、调整机床显示屏安装角度等。现阶段，结合人机工程学知识所制造的数控机床不仅具备美观的外型，性能也得到了显著的提升。
一、人机工程学概述
心理学、人体测量学、生物力学、生理学与工程学等学科知识共同构成了人机工程学。在机床造型设计中应用人机工程学的主要目标是结合该学科理论，设计出拥有最大运转效率、操作便利安全的机械设备。人机工程学之所以能够实现确保人、机器以及环境系统总体性能最优化的目的，主要原因是其向设计者揭示了人、机器以及环境三者之间的规律与关系。
近年来，人机工程学的应用愈来愈广泛，应用主要集中于工业领域。通过应用人机工程学，人们有效地提升了机器的性能、改善了工人的操作条件、减少了职业病的发生几率。就目前状况而言，我国工业发展势头较好，数控机床应用普遍，所以人机工程学应用条件良好。
二、数控机床人机系统设计目标
人机系统在数控机床中应用的基本目标便是实现“机宜人，人适机”。数控机床能够承受巨大的工作量，在工件精度控制方面具有巨大的优势，而相比于数控机床，人拥有活跃的思维，能够对工作中的突发状况做出紧急处理。在数控机床造型设计上应用人机工程学知识，就是为了加强人与机器的配合，从而最大程度地强化人机系统的总体功能并提升系统运转效率。
人与数控机床构成和谐的人机系统，人与机器共同履行应尽的职责。人机系统中，机器负责开展高强度的运算以及工件加工工作，操作人员则负责编写控制程序、下发操作指令以及维护保养数控机床等。
三、人机系统具体设计
（一）工作台控制装置设计
工作台是数控机床的关键构成成分，其负责对相关工件进行加工。工作台控制装置是指挥机械臂运转的“大脑”，在工作台控制装置设计工作中，设计者必须要考虑到操作人员手臂活动范围等因素，力求使操作人员能够便捷地操作工作台。调查数据显示，我国大部分数控机床操作人员患有腰肌劳损、腰椎盘突出等疾病，造成该现象的主要原因之一是常规的数控机床设计使得操作者长时间地处于静态弯腰状态中。因此，数控机床人机系统设计者应当竭力避免上述问题的发生，合理地设计工作台台面，充分结合人机工程学相关知识来确定台面的高度。
通常情况下，操作人员是站立操作工作台的，在此情况下，工作台面应当靠近操作员的手部，如此方能避免操作人员长时间弯腰的现象出现，还能有效地防止操作人员因身体前倾而跌倒。数控机床的控制杆和手柄由杠杆以及执握柄构成，从操作条件来看，控制杆以及手柄属于单手控制器范畴，数控机床的手柄一般在操纵力相对较小的操作环境下使用。结合人体工程学相关知识，认为在手柄转动角度不大于手腕转动的常规角度的条件下，工作人员的操作将更加地轻松高效。
为了最大程度地消除数控机床运行过程中手柄与操作人员手掌之间的摩擦，可以采用轴套式的手柄设计。为了提升操作人员手部的舒适性，可以采用触感良好的软树脂作为手柄套的材料，也可以为操作人员发放软树脂制成的工作手套，从而实现对操作人员手部进行双重保护的目的。
（二）显示输入面板设计
显示输入面板是数控机床的核心组分，负责显示数控机床运行状态等重要工作。显示输入面板的高度设计十分重要，传统的数控机床未重视显示输入面板的高度设计工作，从而导致操作人员无法便捷地观测运行数据，不仅影响了数控机床的正常运行，同时在一定程度上影响了操作人员的身体健康。
依照人机工程学理论，认为数控机床显示输入面板的高度应当取百分之五十的人体尺寸，即设计成操作人员平均身高的一半，事实表明，该种设计能够有效地满足机床操作人员的操作要求，使操作人员能够轻松地完成数据分析、输入等工序。为了提升面板操作的舒适性，机床设计者还需要重点考虑面板高度与操作人员肘高的适应性。如果操作人员经常性地抬高手臂以进行显示输入面板操作，则容易产生肌肉酸痛感，长此以往可能造成手臂肌肉血液循环不畅，所以，机床设计者需要充分确保面板与操作人员的肘高相匹配。
需要特别指出的是，应当采用可调节式面板设计，这是因为每个人的生理构造有着细微的差别，在此情况下，如果面板是固定的，即使高度设计考虑到了操作人员身高平均值、肘高平均值等因素，也难以最为有效地为每一个操作人员提供最优的工作环境。就目前状况而言，悬挂式、分离式、贴合式以及下伸式等形式的显示输入面板技术实现难度相对较低、实际应用效果颇佳，因此被广泛应用于数控机床中。每个操作人员对面板高度的要求不同，所以应当在控制面板上安装体积与高度合理的把手，从而有效地增强操作人员的工作便利性。
由于现代化的数控机床需要执行多类加工任务，功能比较丰富，因此显示输入面板上分布着大量的按键，按键的大小设计工作十分重要，按键过大或者过小都可能导致操作效率低下甚至引发误操作，影响数控机床的运转效率与质量。面板按键尺寸大小要与操作人员手指端面积相匹配。一般来讲，按键面积需要稍稍大于人的手指端面积。为了保障操作的准确性，按键的工作行程以及按压力需要符合相关行业规范与国家标准。
为了尽量缩小显示输入面板的体积，按键的排布应当尽量紧密，但是应当注意按键排布不能过于紧密，否则操作人员可能在无意间同时按下两个键位，如此有可能引发相关安全事故。得益于科技的迅猛进步，现阶段数控机床控制面板按键技术得到了极大的改进，国有企业基本普及了感应式键盘设计，这种面板感应灵敏度非常好，并且拥有极佳的触感，能够显著地增强数控机床操控工作的舒适性。
为了促使操作人员能够更好更快地获取收索信息，应当依照一定的原则来设计按键的排布，经验表明，奇数个横向的按键排列方式能够最为有效地提升操作人员信息获取工作的便利性与准确性。最好划分功能键位区域，划出字母键、数字键以及方向指示键等键位区域，如此能够帮助操作人员更好地找到所需键位，同时有利于操作人员养成良好的击键习惯。
数控机床显示输入面板上分布着大量的旋钮，有的旋钮可以旋转一周以上，有的旋钮只能旋转一周以内，而有的旋钮则无法旋转，这类旋钮发挥着定向指示的作用。为了便于操作人员迅速区分不同功能的旋钮，可以在旋钮设计中应用色彩编码技术。依据相关技术规范可知，红色可以用来表示停止机床运转，而绿色则表示接通或者启动数控机床。
为了提升操作的准确性与便捷性，数控机床面板上分布了一些符号与文字以标示键位的功能，如果操作环境中照明条件不佳，则操作人员将较难在短时间内准确获取标示文字以及符号的信息，因此，建议设计者在面板键盘设计上采用背光技术，如此能够显著地改善面板操作环境，增强击键的准确性与便捷性。
（三）机床开合门设计
在数控机床中，开合门是一道非常重要的设施，其能够较为有效地保护操作人员的生命财产安全，与此同时还能发挥隔声的效果。机床操作人员需要实时监控工作台，为了支持这一工作，设计者应当合理设计开合门上的视窗，视窗不宜过大也不能太小。现阶段，数控机床开合门主要采用左右拖拉设计，应当确保拖拉开合门的力的大小处于合理水平。通常情况下，加工中心中的加工任务繁多、而且数控机床的体积也较大，而对于大型数控机床而言，最好增大把手的长度与开合门的尺寸。
（四）生产环境设计
现代化的数控机床操作业务对生产环境要求极高，因此要确保生产环境具备干净整洁的特征。为了增强工作人员操作机床面板的舒适性，认为需要确保数控机床的造型与生产环境相和谐，着重突出数控机床造型的人性化特点。行为心理学相关理论指出，颜色可以影响人的行为与心理，在中国传统文化中，红色象征着喜悦、丰收，蓝色代表着沉稳、宁静，鉴于数控机床实际操作状况，认为采用红色作为机床装饰色的方案不太实际，综合考虑后，认为可以将蓝色与绿色作为数控机床的主色调。
使用蓝色与绿色来装饰数控机床益处颇多。蓝色能够在一定程度放松人的心情，使得操作人员在轻松愉悦的环境中开展相关工作，而绿色不仅给人以清新的感受，还能有效地减缓操作人员的视觉疲劳，防止操作人员患上近视眼，有效地保护了操作人员的视力。德国是数控机床生产技术最发达的国家，而韩国DMG公司生产的一款数控机床便采用了蓝绿色开合门设计，据一些机床操作人员反映，操作蓝绿色的机床设备能够放松自身的心情，从而提升了工作效率以及质量。
（五）安全防护设计
安全防护设计工作意义重大，在过去几年中，媒体报道了许多惨烈的机床安全事故，主要原因之一是数控机床安全设计不到位，因此必须要确保数控机床的造型设计满足相关安全标准，能够给予操作人员一个安全舒适的操作环境。为了提升操作人员的心理安全感，数控机床的造型必须完全符合人机工程学的相关要求，要拥有饱满的整体造型。应当高度重视数控机床的着色处理工作，主要采用蓝色与绿色，如此能够促使操作人员获得足够的心理安全感。除此之外，要着力于完善人机工程设计，做好造型尺寸设计工作。调查数据显示，很大一部分机床安全事故的诱因是操作人员无意间接触了机床的按钮开关，所以为了保障操作人员的安全，必须要规范数控机床的尺寸设计，并将关键按钮置于不易被无意碰触到的位置上。
设计人员应当做好数控机床显示以及控制装置设计工作，各项设计需要充分结合操作人员的心理以及生理特点，最大程度地避免不合理设计的出现。由于操作人员需要长时间地查看显示面板上的数据，长此以往可能会影响操作人员的视力，因此可以采用智能化面板设计，设置视力保护提醒时间。
四、如何提升数控机床造型设计工作的质量
（一）提升机床设计者的综合素质
无论是何种工作，在其中发挥最关键作用的因素的“人才”，数控机床造型设计工作也不例外。通过调查走访，发现部分机床设计者的综合素质不高，主要表现在专业知识储备量不足与对人机工程学知识理解不透彻上。因此，企业要对症下药，采取针对性措施以提升机床设计者的综合素质。建议企业通过举办行业专家讲座以及组织专业技能培训活动等形式来切实地扩充机床设计者的专业知识储备与强化其实践设计能力，从而使其更加适应新时期数控机床造型设计工作的各类要求。
除此之外，企业应当定期派遣业绩突出、学习能力强的设计者前往德国、日本等数控机床设计、制造技术成熟发达的国家学习交流，以便回国后提升设计团队的整体综合素质。企业可以制定合理的薪资分层制度，将机床设计人员的工作业绩、工作态度以及周围同事对其的评价等因素纳入薪资考核体系当中，通过物质方面的激励以激发设计人员的工作积极性。
（二）加快数控机床设计制造标准建设
客观上讲，我国数控机床设计与制造技术与德日等国家仍有较大的差距，除了人才保障体系方面有一定差落外，机床设计制造行业缺乏健全的技术指导体系也是造成中国数控机床整体性能落后进口德日机床的主要原因之一。鉴于上述情况，认为政府应当尽快组织专家小组，研讨建立合理可行的数控机床设计与制造标准体系，从而为广大机床设计、制造企业提供权威可靠的参考。此外，政府应当加大对中小型机床生产企业的财政补贴力度，降低这些企业的银行贷款门槛，如此方能最大程度地促进数控机床生产行业的总体进步。
五、结语
新的发展形势下开展机床造型设计革新工作极为必要，人体工程学在机床设计中能发挥巨大的作用，为此，广大设计人员应当积极学习人机工程学知识，善于借鉴优秀的机床设计经验，在实际工作中保持认真严谨的态度，如此方能促进我国工业的长足发展。
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