基于人机界面优化目的的森林灭火手泵操作力研究

为了优化森林灭火手泵的人机操作界面，提高操作的舒适性和效率，该文通过最大操作力的测量，研究了森林灭火手泵的握持直径、握持长度和握持姿势对操作者操作力的影响。结果表明:①手泵握持直径、握持长度以及握持姿势对操作力的影响都很显著。② 手泵合理握持长度为450～800 mm，握持直径为32～35 mm，内筒直径取144 mm，握持姿势以采用出水方向偏离水平面向上为宜。      

“人机工程学”教学改革的思考与探索

"人机工程学"是工业设计专业的基础课,也是专业主干课程之一,在工业设计专业的课程体系中占有重要地位。为了优化教学效果,适应培养应用型人才的需要,该文对"人机工程学"课程的内容进行了重新整合,提出了理论教学、案例教学和实践教学相结合的教学模式,以及合理运用多媒体教学和互动式教学的教学方法。实践表明:这一系列的教学改革,有利于培养学生应用人机工程学解决设计问题的能力,达到了优化教学效果的目的。     

森林灭火作业中水囊背负的脊柱生物力学研究

为了评价森林灭火作业水囊背负时操作人员的脊柱受力,优化水囊背负的参数,建立了背负水囊与脊柱一体的生物力学模型,分析了背负水囊的质量、重心位置及人体背负姿势对第五腰椎与骶椎椎间盘L5/S受力的影响,并提出了有效减轻脊柱受力的水囊背负措施。结果表明:水囊的质量、重心位置和人体背负姿势均对L5/S内压有较大影响;为了保证脊柱受力安全,水囊背负质量应小于29kg;前屈姿势背负状态下,当人体上半身轴线与水平面夹角θ小于71°背负时,L5/S内压比直立姿势和θ大于71°的稍微前屈姿势背负时急剧增大,因此应尽量避免过度弯腰背负。     

便携式风力灭火机振动及其沿人体手臂传递特性研究

便携式风力灭火机工作时产生的振动会对操作者的健康造成很大影响,为了对其进行优化设计并给出合理使用建议,对国产林海6MF-30和日本小松HB2302风力灭火机的振动频谱和人体手臂振动传递率进行了对比分析。结果表明:6MF-30与HB2302风力灭火机的振动基频分别为58.5和121.5 Hz,试验测试频谱范围内分别存在5个和2个支配性频率,且基频越大,对操作者影响越小,故应优化6MF-30的结构设计以提高其振动的基频;根据ISO5349—2001标准,在最大功率转速下,操作者使用6MF-30和HB2302风力灭火机的允许受振时间分别为2.29和3.27 a;风力灭火机振动对操作者手臂和肩颈的影响很小,绝大部分能量由手掌和手指吸收,需重点研究针对手部的减振策略。      

便携式风力灭火机的人机工程学评价

为研究便携式风力灭火机的振动、噪声和质量对操作人员生理和心理负荷的影响,通过试验对便携式风力灭火机(国产6MF-30和日本产HB2302)的把手振动和耳旁噪声进行测试,选取心率和反应时间对便携式风力灭火机进行人机工程学评价。结果表明:6MF-30的振动加速度、耳旁噪声、心率增加比、反应时间均大于HB2302;风力灭火机的耳旁噪声随着振动加速度的增加而增加,振动和噪声共同作用于操作人员,难以区分开,因此,将振动和噪声的综合作用视为一个影响因子,取得了较好的分析效果;质量和振动-噪声对心率增加比有显著影响,对反应时间没有显著影响,质量对心率的影响要大于振动-噪声。建议重新对6MF-30进行设计,重点考虑质量和减振降噪,发动机选择功率适中且质量轻的,前把手选择塑料作为主要材料。      

基于人体负荷的森林灭火手泵操作参数研究

为了研究林业灭火作业时,森林灭火手泵的长度、把手直径等参数对人体生理负荷的影响,优化手泵人机界面操作参数,采用心率作为评价指标,分析不同参数对作业人员心率增加比率的影响.结果表明:握持长度对心率增加比率的影响显著(p<0.05),800 mm的握持长度时,心率增加比率最大;握持直径为32 mm时,心率增加比率最大.     

基于心率和喷水效率的森林灭火手泵性能评价

森林灭火手泵的人机操作界面的优化设计极为重要,该文针对普遍应用的国内外3款典型手泵产品,从心率、喷水效率、主观评价等方面进行了性能评价。方差分析表明:手泵类型、握持姿势、喷水频率对心率的影响很显著,美国产手泵（S1）作业时的心率增加比率最大,加拿大产手泵（S3）最小。在背负手泵水箱（袋）步行时,S1水箱携带时的心率增加比率最大,中国产手泵(S2)水袋携带时最小。S3的喷水速率最大,S1最小;S1的射程最大,S2最小。主观评价结果表明S3最优,S1最差。综合分析上述结论认为,针对现有3款手泵,S3的水枪和S2的水袋相组合是最佳的组合模式。