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木工推台锯操作岗位作业疲劳研究

作　者: 乔娟
导　师: 姜亢
学　校: 首都经济贸易大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 作业疲劳生物力学 Jack软件推台锯操作岗位 MMH作业
分类号: X912.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

目前木器加工企业的人机工效学问题比较突出,作业疲劳是其中的一个重要方面。操作者除了要完成必须的操控任务外,还要克服长时间站立、弯腰的不利姿势,以及承受较大负重的人工搬举、振动和噪声等不良作业环境对身体的影响。在木工推台锯操作岗位,作业疲劳问题尤其严重,该岗位的作业疲劳不仅会造成工作效率的下降,既可能导致人为差错事故和作业人员腰部损伤的发生,多人疲劳作业还可能形成事故隐患。而目前针对木器加工企业具体工作岗位开展的作业疲劳研究还不够深入。本研究选择木工推台锯操作岗位,开展基于安全人机工程学的作业疲劳研究,具有重要的现实意义。本文采用观察法和自评法相结合,对推台锯操作岗位作业者进行了现场调查,了解了该岗位作业疲劳现状；运用相关生物力学及Jack软件仿真模拟等分析手段,对作业过程进行了分析,掌握了引起该岗位作业疲劳的动作单元和导致职业性肌肉骨骼疾患(简称WMSD)的主要动作,并进一步评估了操作者的作业疲劳状况。在此基础上,提出了降低作业疲劳的建议措施。此研究最终得出以下结论：调查显示,现阶段木工推台锯操作岗位,作业人员的自觉疲劳感显著,在作业过程中面临的压力水平较高。MMH生物力学分析显示,手工物料搬举作业人员受力超过可承受的受力极限,使得大部分健康的工人产生作业疲劳的风险增加,并且抬举平面高度和作业姿势对腰椎受力有较大影响。基于Jack的作业仿真和作业疲劳分析得出,执行抬举和放置两个作业行为单元的代谢能耗率高于代谢能耗限值,搬运作业姿势疲劳所需的恢复时间大于实际的疲劳恢复时间,在抬举和搬运的作业过程中,下背部受力均高于NIOSH(美国职业安全健康研究所)推荐的受力限制3400N,而抬举作业的NIOSH模拟分析结果显示,该作业复合搬运指数为2.237,抬举任务载荷大于NIOSH推荐的重量极限,导致部分健康工人在该抬举作业中,下背部受伤的几率增加。本研究通过建立生物力学模型和虚拟人体模型对作业疲劳进行研究,所得到的结论将对木器加工企业改进推台锯操作岗位的作业程序,进行作业空间布局以及岗位设计等提供安全人机方面的参考,对改进木器加工企业的作业管理,保护作业人员的安全健康有一定的实际意义。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
1 绪论  9-17
  1.1 研究背景与意义  9-10
  1.2 国内外相关研究文献综述  10-15
    1.2.1 作业疲劳的相关概念  10-11
    1.2.2 作业疲劳的特点及规律  11-12
    1.2.3 作业疲劳研究现状  12-15
  1.3 研究目的及其内容  15-16
    1.3.1 研究目的  15
    1.3.2 研究内容  15-16
  1.4 研究方法和技术路线  16
  1.5 研究创新点  16-17
2 岗位调查分析  17-26
  2.1 研究岗位的选取  17-18
    2.1.1 板式家具工艺流程及相关设备  17
    2.1.2 研究对象岗位的确定  17-18
  2.2 研究岗位的作业分析  18-21
    2.2.1 对象岗位作业分析  18-20
    2.2.2 操作岗位作业过程动作分解  20-21
  2.3 推台锯主锯手作业调查分析  21-25
    2.3.1 推台锯主锯手疲劳感调查  21-22
    2.3.2 作业姿势和身体疲劳部位调查  22-23
    2.3.3 调查数据统计分析  23-25
  2.4 小结  25-26
3 作业过程MMH生物力学分析  26-39
  3.1 生物力学方法分析  26-27
  3.2 相关生理学概要  27
  3.3 MMH作业生物力学模型的建立与计算  27-38
    3.3.1 模型简化问题  28-29
    3.3.2 人体生物力学参数  29
    3.3.3 木料抬举生物力学分析  29-34
    3.3.4 搬运作业腰骶生物力学分析  34-38
  3.4 小结  38-39
4 基于JACK的人体建模与作业疲劳分析  39-56
  4.1. JACK软件介绍  39-42
    4.1.1 Jack软件  39
    4.1.2 Jack软件的基本功能  39-42
  4.2 作业的人机工程学模拟  42-44
    4.2.1 虚拟工作环境的建立  42
    4.2.2 虚拟人体模型的建立  42-44
  4.3 作业仿真和作业疲劳分析  44-52
    4.3.1 人体代谢能量消耗分析  44-48
    4.3.2 作业姿势疲劳/恢复时间分析  48-50
    4.3.3 下背部受力模拟  50-51
    4.3.4 NIOSH抬举分析  51-52
  4.4 措施建议  52-55
    4.4.1 作业疲劳改善方案  52
    4.4.2 推台锯操作岗位优化设计  52-55
  4.5 小结  55-56
5 结论与展望  56-58
  5.1 主要结论  56
  5.2 研究不足与展望  56-58
参考文献  58-62
致谢  62-63
附录A:《疲劳自觉症状调查表》  63-64
附录B:中国人体基本参数  64-65
在学期间发表的学术论文和研究成果  65

木工推台锯操作岗位作业疲劳研究

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