Обоснование параметров рационального размещения пульта управления в рабочем пространстве механизированной крепи

• Автор: Кривенко, Александр Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 122 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Современное состояние, опыт и перспективы развития систем управления механизированными крепями
1.2. Анализ конструктивных схем систем управления механизированной крепью
1.2.1. Обзор эргономических исследований горных машин для подземной добычи угля
1.3. Задачи исследования
Выводы по главе
2. СОЗДАНИЕ АНАЛИТИЧЕСКОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ ОПЕРАТОРА ОЧИСТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
2.1. Анализ методов эргономического проектирования рабочих мест технических систем
2.1.1. Графические методы проектирования
2.1.2. Математические методы проектирования
2.1.3. Экспериментальные методы проектирования
2.2. Предпосылки создания аналитической компьютерной модели оператора очистного оборудования
2.3. Графическая модель оператора очистного оборудования
2.4. Математическая модель тела человека
Выводы по главе
3. АНАЛИТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА (ОПЕРАТОРА) С ПУЛЬТОМ УПРАВЛЕНИЯ СЕКЦИЕЙ В РАБОЧЕМ ПРОСТРАНСТВЕ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ
3.1. Создание модели рабочего пространства секции механизированной
крепи
3.2. Характерные рабочие позы оператора при добыче угля
3.3. Моделирование взаимодействия оператора очистного оборудования с рабочим пространством механизированной крепи
3 .4. Анализ расположения пульта управления в рабочем пространстве
секции механизированной крепи
Выводы по главе
4. ФУНКЦИОНАЛЬНО - СТОИМОСТНЫЙ АНАЛИЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ СЕКЦИЯМИ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ
4.1. Относительные функционально-стоимостные показатели, пропорциональные эффективности систем управления механизированными крепями
4.2. Относительные функционально-стоимостные показатели, обратно пропорциональные эффективности систем управления механизированными крепями
4.3. Оценка комплексного показателя схем управления
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В настоящее время в области создания новой техники для горной промышленности существует тенденция повышения производительности за счет увеличения скоростей работы машин и механизмов. Это приводит к повышению нагрузки и росту утомляемости человека, являющегося неотъемлемым звеном в системе "оператор - горная машина". Создание очистного комплекса, позволяющего проводить выемку угля без постоянного присутствия людей в забое, в ближайшее время не представляется возможным. Вместе с этим, в отечественной и зарубежной практике создания новой техники, наряду с чисто техническими вопросами, большое внимание уделяется проблеме совместимости человека и машины. Эффективное решение этой проблемы повышает производительность труда, обеспечивает его безопасность, сохраняет здоровье и, главное, создает мотивацию к работе в сложных горно-геологических условиях.
Из основных элементов очистного механизированного комплекса наиболее важную роль играет механизированная крепь. В течение выемочного цикла, при любой схеме добычи угля, оператор крепи выполняет в среднем от 184 до 370 рабочих операций, в зависимости от конструкции крепи, длины лавы, степени автоматизации систем управления, сложности горногеологических условий. Машинист комбайна, при тех же условиях совершает от 112 до 172 рабочих операций. Таким образом, в течение выемочного цикла, нагрузка, приходящаяся на оператора крепи на 60-150% больше, чем на оператора комбайна. При создании механизированных крепей нового поколения необходимо максимально снизить нагрузку на оператора. Физическая нагрузка состоит из статической и динамической составляющих. Статический компонент характеризуется продолжительным напряжением одной группы мышц. Динамическая нагрузка возникает при выполнении движений и представляет собой кратковременное периодическое нагружение

параметрами человека 50-го перцентиля (рост 1750 мм). Кроме графических методов использовалось анкетирование обслуживающего персонала и конструкторская документация по рабочим местам.
Анализ рабочего места показал, что конструкция пульта управления не соответствует антропометрическим параметрам человека. При компоновке органов управления и средств отображения информации не учтены рекомендуемые оптимальные расстояния между соседними приборами. Отмечен неудовлетворительный внешний вид и низкий уровень пластической проработки внешних форм установки. Не учитывалась частота и последовательность обращения оператора к различным органам управления.
При выполнении эргономической оценки автор руководствовался концепцией "среднего человека". Она не позволяет получить точную оценку. Еще большей ошибкой является использование этой концепции при создании новых образцов техники. В этом случае в конструкцию элементов рабочего места не будет заложена возможность регулировки параметров рабочего места под конкретного человека.
2.1.2. Математические методы проектирования.
Математические методы эргономического проектирования используют в качестве модели оператора математические описания скелета человеческого тела. В основе этого описания лежит, обычно, шарнирная модель тела оператора, составленная в соответствии с анатомией скелета человека. Модель состоит из кинематических цепей. Подвижность их звеньев определена подвижностью моделируемых частей тела. Кинематические цепи сходятся в точке начала отсчета. Иногда проектировщики используют математическое описание отдельных частей тела. Например, опорно-двигательного аппарата для моделирования подвижности нижних конечностей или кинематические цепи плечевого пояса только для определения зон досягаемости моторного