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矿井提升机操作系统人机工程学评价研究

作　者: 刘增凯
导　师: 李建中
学　校: 河南理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 矿井提升机操作系统模糊数学人机工程学综合评价 CATIA
分类号: TD534
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 65次
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内容摘要

矿井提升机是矿井生产的重要设备之一,它的安全运行性能和提升能力是决定矿井生产能力的重要因素。因而在提升机操作系统设计过程中应比以往更加重视应用人机工程学的研究成果,将其原理用于提高提升机的操作方便性和安全性。以往提升机研制过程中往往为其工程质量提出种种设计标准而忽视了人机工程学综合评价,常导致设计出的提升机操作系统存在不少人机工程学问题,主要原因在于没有合适的、可操作的评价方法和评价指标来指导矿井提升机操作系统的人机工程学评价。针对此问题,本文提出了一种综合评价方法。该方法基于以人为中心的人机交互设计思想,运用人机工程学知识和模糊数学理论及方法对矿井提升机操作系统进行人机工程学评价。该方法考虑了人机工程学评价的模糊性、能较客观、科学的对矿井提升机操作系统进行定量的人机工程学综合评价。应用此方法,结合研究项目,对某型号提升机操作系统进行了评价,得出了该矿井提升操作系统的安全性等级处于较安全级别,并依据评价结果提出了修改意见。本文在最后还利用CATIA软件建立了提升机司机、操作台以及座椅虚拟模型,对提升机司机的手伸域、视野、姿态进行了人机工程学评价,拓展了CATIA软件的使用领域。通过CATIA软件中提升机司机虚拟模型的手伸域、视野、姿态等评价数据,理论上对实际工作状态下提升机司机的舒适程度进行了定量评价,对提升机操作系统整体人机工程学评价起到了很好的补充作用,这更能符合人机工程学以人为本的要求,也验证了本文研究方法的正确性,为今后进行提升机操作系统的优化设计以及舒适性、安全性、操作方便性的评价提供了一种新的方法。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-14
  1.1 研究的目的和意义  10-11
  1.2 目前国内外研究动向及进展  11-12
  1.3 本论文研究内容和方法  12-14
    1.3.1 研究内容  12
    1.3.2 拟采取的研究方法和步骤  12-14
2 矿井提升机操作系统人机界面设计理念  14-21
  2.1 人机工程学概述  14-16
  2.2 人机系统  16-18
    2.2.1 人机系统和人机界面  16-17
    2.2.2 人机界面  17-18
  2.3 矿井提升机操作系统人机界面设计理念  18-20
    2.3.1 安全是人机界面设计的第一理念  18
    2.3.2 高效率是对矿井提升机的基本要求  18-19
    2.3.3 美观是一个不可忽视的因素  19-20
    2.3.4 安全高效与美观之间的关系  20
  2.4 本章小结  20-21
3 矿井提升机操作系统评价指标研究  21-34
  3.1 矿井提升机操作系统初始评价体系  21-28
    3.1.1 司机座椅  21-23
    3.1.2 操纵台仪器仪表  23-24
    3.1.3 操纵器件  24-25
    3.1.4 提升机房环境  25-26
    3.1.5 司机视野  26-27
    3.1.6 司机素质  27-28
  3.2 初始指标的改进德尔菲法筛选  28-33
    3.2.1 研究步骤和方法  28-33
    3.2.2 评价指标体系的确定  33
  3.3 本章小结  33-34
4 评价因素权值确定与模糊综合评价方法  34-46
  4.1 评价因素权重值确定方法  35-39
    4.1.1 层次分析法  35-36
    4.1.2 递阶层次结构建立  36
    4.1.3 标度选取  36-37
    4.1.4 判断矩阵构造  37-38
    4.1.5 权值确定方法  38-39
  4.2 模糊综合评价方法  39-45
    4.2.1 模糊数学综合评价  39-40
    4.2.2 模糊综合评价数学模型  40-43
    4.2.3 模糊数学隶属度函数概念  43-44
    4.2.4 模糊合成算子模型  44-45
  4.3 本章小结  45-46
5 矿井提升机操作系统人机工程学安全评价  46-56
  5.1 某矿提升机操作系统简介  46-47
  5.2 副立井提升系统评价指标权值计算  47-51
    5.2.1 操作系统第一层次评价指标权值计算  47-49
    5.2.2 操作系统第二层次评价指标权重计算  49-51
  5.3 提升机操作系统综合评价  51-55
    5.3.1 建立专家评价表并处理数据  51-52
    5.3.2 隶属度函数建立  52-53
    5.3.3 矿井提升机操作系统的模糊评价  53-55
  5.4 本章小结  55-56
6 基于CATI 软件的矿井提升机司机人机工程学评价  56-70
  6.1 CATIA 软件基础  56-63
    6.1.1 CATIA 人体模型姿势和运动的基本参数  56-60
    6.1.2 矿井提升机司机人体模型建立  60-63
  6.2 司机姿势评价  63-69
    6.2.1 司机手伸域评价  64
    6.2.2 司机视野评价  64-67
    6.2.3 司机姿态评价  67-68
    6.2.4 存在的问题以及改进方案  68-69
  6.3 本章小结  69-70
7 结论  70-71
参考文献  71-75
作者简历  75-76
学位论文数据集  76

矿井提升机操作系统人机工程学评价研究

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