矿用挖掘机驾驶室布局优化设计研究
发布时间：2022-01-09 13:20
21世纪矿用挖掘机的设计已进入新的发展阶段,相比之前只考虑产品的造型设计和功能设计,人们希望增加产品的感性诉求。而挖掘机驾驶室是操纵控制设备的人机交互节点,人机界面由各种操控部件组成,构造非常复杂,会对于作业人员工作效率产生直接影响。因此对矿用挖掘机驾驶室进行布局优化设计研究迫在眉睫,旨在为作业人员提供广阔的视野范围、轻松的工作氛围和愉悦的空间感受。现有的布局问题研究基本上单纯从工程实践的视角来解决,很少有研究把人的情感需求考虑在其中,忽视了人的心理作用和感性诉求。同时对于矿用挖掘机驾驶室的评价多以定性分析为主,或者以单一因素为研究对象,缺乏系统的定量研究以及人机工程学仿真。另外,对矿用挖掘机驾驶室色彩的设计与评价也比较浅显和片面。感性工学是以感性思维为主导工学技术为基础的,在人机工程学的基础上延伸出来的新兴学科,但与人机工程学区别的是感性工学更加注重人的心理因素。因此,本文针对矿用挖掘机驾驶室人机布局设计与评估的现实问题,提出整合感性工学与人机工程学综合理论。将二者整合理论作为综合理论模型指导矿用挖掘机驾驶室设计是本文的重要尝试,再利用相关数学模型与模糊评价进行优化设计仿真,由此便可...
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
露天矿现场
辽宁工程技术大学硕士学位论文3表1.1国外挖掘机发展重要事件（续）Table.1.1ImportanteventsinthedevelopmentofForeignexcavators(continued)时间标志性事件备注1889年第一台可挖0.29m×1.4m的多斗挖掘机美国19世纪末斗轮挖掘机应用德国1910年第一台电机驱动单斗挖掘机使用履带式行走装置1912年全回转式单斗挖掘机、汽油机和煤油机驱动单斗挖掘机1916年出现柴油发电机驱动的单斗挖掘机1924年使用柴油机直接驱动20世纪30年代出现步行行走装置20世纪40年代拖拉机装配液压反铲悬挂式机械1950年第一台液压挖掘机德国1951年第一台全液压反铲挖掘机法国波克兰20世纪50年代中期全回转式液压挖掘机德国、法国拖式全回转液压挖掘机履带式全液压挖掘机1958年斗轮挖掘机单斗容量3600L德国1968-1970年液压挖掘机产量已接近挖掘机总产量的100%1978年世界上最大的斗轮挖掘机240000m3/日德国克努伯1991年世界上最大的电动挖掘机P&H5700美国1997年世界上最大的液压挖掘机O&KRH400美国特雷克斯2002年推出改进的第六台O&KRH400美国特雷克斯我国对矿用挖掘机的研发起步相对较晚，最早50年代生产的矿用挖掘机仅有4m3的采掘量，而这种低效率的挖掘机延续了近40年没有起色。慢慢的我国随着生产力的提高相继生产出了8m3、10m3、12m3的三种型号的矿用挖掘机（见表1.2）。在老一辈的辛勤努力的下，我国的工业实力也得到了巨大的飞跃，其中2012年的WK-75矿用挖掘机（如图1.2）的产出代表着我国的矿用挖掘机研发水平跻身世界前列（如图1.3），其单斗挖掘容积达到75m3。图1.2WK-75机械式正铲挖掘机Figure.1.2WK-75Mechanicalshovelexcavator
辽宁工程技术大学硕士学位论文7朱燕辉在驾驶室人机交互设计中，运用眼椭圆法对视野性能进行判断，并改进了新仪表板的布局。他将显示器和控制器的位置重新进行摆放，使得在作业环境中更为舒适合理，作者使用模糊数学重新评估了人机界面。在李冉儿的文章里，借助人机工程学的有关知识使操纵面板的尺寸参数更为合理，让作业人员能够更加舒适的工作；并依据探究成果对驾驶室的外部造型和内部空间展开了优化设计，并展开了相关操作元件的造型设计评估。在一般布局设计研究的分类中，第一类理论标准是根据人机工效学，它从驾驶室布局进行定性分析，根据准确的理论规则进行相关布局设计；另一类是抽象化定性分析，它将整个布局问题打散简化后进行分类并统一分析，利用数学模型和一整套数学算法进行求解。在布局评估研究中，人机工效虚拟仿真法和多指标的综合性评估体系是两种重要的研究方法，前者通过可视化进行工效学评估，后者则采用多目标决策法、模糊数学综合评估法等方法进行综合评判[11]，这两种方法为研究打下了坚定的基矗受到自然环境中某些现象或规律的启迪，大量利用仿生原理的智能优化算法被陆续提出应用[12]。单纯一种算法都或多或少有一些小的缺陷，国内外学者极为重视将算法进行整合后，利用新的智能优化算法达到相互补充的作用。图1.4驾驶室布局设计与评估研究方法分布Figure.1.4Distributionofresearchmethodsforcablayoutdesignandevaluation
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于时序和TOPSIS的社交网络节点重要性评价算法[J]. 贾汉,韩益亮,吴旭光. 山东大学学报(理学版). 2020(05)
[2]小型挖掘机驾驶室悬置系统动力学分析与振动控制[J]. 李佳宜,赵卫东,俞松松,梁荣贵. 建筑机械. 2019(11)
[3]生态园林景观布局色彩智能匹配方法仿真[J]. 任宇. 计算机仿真. 2019(08)
[4]大型矿用挖掘机操作界面的优化设计研究[J]. 张宏瑞,任家骏,李爱峰,赵静. 图学学报. 2019(04)
[5]浅谈城镇化建设中景观色彩设计的布局形式[J]. 金雅庆,张瀚元. 北方建筑. 2019(01)
[6]中国工业设计之父柳冠中先生设计思想探析[J]. 彭江琳,吴卫. 湖南包装. 2018(04)
[7]石油特车操作舱整体布局优化仿真[J]. 徐剑波. 计算机仿真. 2018(08)
[8]基于模糊综合法的巴彦浩特大气环境质量评价[J]. 沈梦兰,李静,韩龙,金镜,陈成贺日. 环境与发展. 2018(06)
[9]网页设计中版面布局设计与色彩搭配研究[J]. 甘年妹. 电脑迷. 2018(05)
[10]基于感性工学的产品造型设计研究[J]. 姜文博. 佳木斯职业学院学报. 2018(02)
博士论文
[1]舱室人机界面布局设计与评估优化方法研究[D]. 邓丽.西北工业大学 2016
[2]混合感性工学驱动的舱内人机设计与评价方法研究[D]. 刘昕.西北工业大学 2016
硕士论文
[1]大型矿用挖掘机铲斗结构优化设计[D]. 孔翔.大连理工大学 2018
[2]大型矿用挖掘机结构与控制优化[D]. 李二洋.大连理工大学 2018
[3]感性工学研究方法在视觉传达设计中之有效度研究[D]. 杜琰.西南大学 2017
[4]轮式装载机驾驶室造型设计与舒适性研究[D]. 朱海波.东南大学 2017
[5]基于安全人机工程学的挖掘机驾驶室设计研究[D]. 周琳.扬州大学 2017
[6]基于感性工学的穿戴式血氧仪研究与设计[D]. 张硕.燕山大学 2016
[7]基于人机工程学的75m3大型挖掘机驾驶室设计[D]. 李冉儿.太原理工大学 2016
[8]基于故障维修数据的大型矿用挖掘机可靠性评估与分配[D]. 胡天松.电子科技大学 2015
[9]工程机械驾驶室的安全舒适性设计研究[D]. 贾志艳.南京航空航天大学 2014
[10]造船起重机金属结构安全性评估方法研究[D]. 刘祥伟.武汉理工大学 2012
本文编号：3578797
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
露天矿现场
辽宁工程技术大学硕士学位论文3表1.1国外挖掘机发展重要事件（续）Table.1.1ImportanteventsinthedevelopmentofForeignexcavators(continued)时间标志性事件备注1889年第一台可挖0.29m×1.4m的多斗挖掘机美国19世纪末斗轮挖掘机应用德国1910年第一台电机驱动单斗挖掘机使用履带式行走装置1912年全回转式单斗挖掘机、汽油机和煤油机驱动单斗挖掘机1916年出现柴油发电机驱动的单斗挖掘机1924年使用柴油机直接驱动20世纪30年代出现步行行走装置20世纪40年代拖拉机装配液压反铲悬挂式机械1950年第一台液压挖掘机德国1951年第一台全液压反铲挖掘机法国波克兰20世纪50年代中期全回转式液压挖掘机德国、法国拖式全回转液压挖掘机履带式全液压挖掘机1958年斗轮挖掘机单斗容量3600L德国1968-1970年液压挖掘机产量已接近挖掘机总产量的100%1978年世界上最大的斗轮挖掘机240000m3/日德国克努伯1991年世界上最大的电动挖掘机P&H5700美国1997年世界上最大的液压挖掘机O&KRH400美国特雷克斯2002年推出改进的第六台O&KRH400美国特雷克斯我国对矿用挖掘机的研发起步相对较晚，最早50年代生产的矿用挖掘机仅有4m3的采掘量，而这种低效率的挖掘机延续了近40年没有起色。慢慢的我国随着生产力的提高相继生产出了8m3、10m3、12m3的三种型号的矿用挖掘机（见表1.2）。在老一辈的辛勤努力的下，我国的工业实力也得到了巨大的飞跃，其中2012年的WK-75矿用挖掘机（如图1.2）的产出代表着我国的矿用挖掘机研发水平跻身世界前列（如图1.3），其单斗挖掘容积达到75m3。图1.2WK-75机械式正铲挖掘机Figure.1.2WK-75Mechanicalshovelexcavator
辽宁工程技术大学硕士学位论文7朱燕辉在驾驶室人机交互设计中，运用眼椭圆法对视野性能进行判断，并改进了新仪表板的布局。他将显示器和控制器的位置重新进行摆放，使得在作业环境中更为舒适合理，作者使用模糊数学重新评估了人机界面。在李冉儿的文章里，借助人机工程学的有关知识使操纵面板的尺寸参数更为合理，让作业人员能够更加舒适的工作；并依据探究成果对驾驶室的外部造型和内部空间展开了优化设计，并展开了相关操作元件的造型设计评估。在一般布局设计研究的分类中，第一类理论标准是根据人机工效学，它从驾驶室布局进行定性分析，根据准确的理论规则进行相关布局设计；另一类是抽象化定性分析，它将整个布局问题打散简化后进行分类并统一分析，利用数学模型和一整套数学算法进行求解。在布局评估研究中，人机工效虚拟仿真法和多指标的综合性评估体系是两种重要的研究方法，前者通过可视化进行工效学评估，后者则采用多目标决策法、模糊数学综合评估法等方法进行综合评判[11]，这两种方法为研究打下了坚定的基矗受到自然环境中某些现象或规律的启迪，大量利用仿生原理的智能优化算法被陆续提出应用[12]。单纯一种算法都或多或少有一些小的缺陷，国内外学者极为重视将算法进行整合后，利用新的智能优化算法达到相互补充的作用。图1.4驾驶室布局设计与评估研究方法分布Figure.1.4Distributionofresearchmethodsforcablayoutdesignandevaluation
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于时序和TOPSIS的社交网络节点重要性评价算法[J]. 贾汉,韩益亮,吴旭光. 山东大学学报(理学版). 2020(05)
[2]小型挖掘机驾驶室悬置系统动力学分析与振动控制[J]. 李佳宜,赵卫东,俞松松,梁荣贵. 建筑机械. 2019(11)
[3]生态园林景观布局色彩智能匹配方法仿真[J]. 任宇. 计算机仿真. 2019(08)
[4]大型矿用挖掘机操作界面的优化设计研究[J]. 张宏瑞,任家骏,李爱峰,赵静. 图学学报. 2019(04)
[5]浅谈城镇化建设中景观色彩设计的布局形式[J]. 金雅庆,张瀚元. 北方建筑. 2019(01)
[6]中国工业设计之父柳冠中先生设计思想探析[J]. 彭江琳,吴卫. 湖南包装. 2018(04)
[7]石油特车操作舱整体布局优化仿真[J]. 徐剑波. 计算机仿真. 2018(08)
[8]基于模糊综合法的巴彦浩特大气环境质量评价[J]. 沈梦兰,李静,韩龙,金镜,陈成贺日. 环境与发展. 2018(06)
[9]网页设计中版面布局设计与色彩搭配研究[J]. 甘年妹. 电脑迷. 2018(05)
[10]基于感性工学的产品造型设计研究[J]. 姜文博. 佳木斯职业学院学报. 2018(02)
博士论文
[1]舱室人机界面布局设计与评估优化方法研究[D]. 邓丽.西北工业大学 2016
[2]混合感性工学驱动的舱内人机设计与评价方法研究[D]. 刘昕.西北工业大学 2016
硕士论文
[1]大型矿用挖掘机铲斗结构优化设计[D]. 孔翔.大连理工大学 2018
[2]大型矿用挖掘机结构与控制优化[D]. 李二洋.大连理工大学 2018
[3]感性工学研究方法在视觉传达设计中之有效度研究[D]. 杜琰.西南大学 2017
[4]轮式装载机驾驶室造型设计与舒适性研究[D]. 朱海波.东南大学 2017
[5]基于安全人机工程学的挖掘机驾驶室设计研究[D]. 周琳.扬州大学 2017
[6]基于感性工学的穿戴式血氧仪研究与设计[D]. 张硕.燕山大学 2016
[7]基于人机工程学的75m3大型挖掘机驾驶室设计[D]. 李冉儿.太原理工大学 2016
[8]基于故障维修数据的大型矿用挖掘机可靠性评估与分配[D]. 胡天松.电子科技大学 2015
[9]工程机械驾驶室的安全舒适性设计研究[D]. 贾志艳.南京航空航天大学 2014
[10]造船起重机金属结构安全性评估方法研究[D]. 刘祥伟.武汉理工大学 2012
本文编号：3578797
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