便携式风力灭火机的人机工程学研究

发布时间：2020-06-01 06:39

【摘要】：便携式风力灭火机是我国森林灭火的重要装备之一,其作业环境恶劣,同时,不合理的操作方式、振动和噪声等因素会造成作业疲劳。从人机工程学角度对便携式风力灭火机进行评价,从而提出合理的操作规程和优化建议是很有必要的。本研究主要研究便携式风力灭火机的静态操作特性,振动噪声测试及振动噪声对人的影响规律。本文的研究内容及结果如下：1、通过实验对6MF-30的携带姿势和作业动作在静态下从心率、表面肌电、反应时间和主观评价进行了研究。姿势选择三种：左肩斜挎、右肩直挎及无背带；作业动作选择两种：方向固定和方向摆动。结果表明,背负姿势对心率增加比IR(p0.001)、掌长肌PL%MVC (p=0.001)、肱二头肌BB%MVC (p=0.015)、动作时间比RMT (p=0.026)、左臂的舒适度(p0.001)和右臂的舒适度(p0.001)有显著影响,作业动作对反应知觉时间比RPRT(p=0.017)有显著影响,其他都不显著。经过比较可知,最佳背负姿势为左肩斜挎,最差为无背带。2、在不同转速下对6MF-30和HB2302不同位置的振动进行了测试,对振动沿把手-手-前臂-上臂的传递规律进行了实验研究。结果表明,振动加速度随着转速增加线性增大,6MF-30的前把手的振动大于后把手,7000 r/min时前把手和后把手的振动加速度分别为75.3 m·s-2和46.3 m·s-2；随着转速的增加,传递率减小,手臂会吸收更多的振动能量。3、在不同转速对6MF-30和HB2302不同位置的噪声进行了测试,通过实验从心率和反应时间方面对噪声进行了评价。结果表明,风力灭火机的噪声偏大,呈现高频稳态噪声特点；噪声对心率增加比(p=0.863)和反应时间(p=0.995)影响不显著,心率没有随着转速的增加而线性增加。4、通过实验从振动、噪声及对人的影响方面对6MF-30和HB2302进行了对比。最大功率转速下,6MF-30 (7000 r/min)和HB2302 (7200 r/min)从把手传递到手的振动传递率分别为20.1%和27.5%,左耳耳旁噪声分别为96.5dB(A)和94.5 dB(A),6MF-30的低频噪声比HB2302高。经过多方面对比可知,HB2302在振动噪声方面的设计要优于6MF-30,需要对6MF-30进行减振降噪优化。5、通过实验对6MF-30和HB2302在不同转速下对心率和反应时间的影响进行了评价,此时振动、噪声和重量同时作用于被试人员,结果表明,振动和噪声的综合作用可以看成一个因素,重量对心率和反应时间的影响大于振动和噪声的综合作用,重量是风力灭火机优化设计的首要考虑因素。6、对操作规程提出以下建议：操作6MF-30时要求佩戴背带,背负姿势选择左肩斜挎,灭火时不要进行过多摆动,6MF-30的终身振动暴露时限为3343小时；对6MF-30进行减振降噪优化,要避开峰值频率40 Hz和160 Hz,降低前把手的振动及发动机的噪声；对6MF-30进行减重优化,选择重量轻的材料,及功率适中重量轻的发动机。
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风力灭火机

特性评价逡逑关标准没有对便携式风力灭火机的背负姿势和作业动作做出明背负姿势和作业动作进行人机工程学评价，以提出合理有效的姿势和操作规程。逡逑便携式风力灭火机逡逑装备具有便携性的特点，可有效地扑灭低强度的地表火，我国为灭火手粟和便携式风力灭火机（魏茂洲等，２００６）。目前在单风力灭火机是我国森林消防部门配备的重要灭火机具，满足了便携式风力灭火机能够迅速有效地扑灭地表火、打防火道，并控制作用（张绍全等，２０１２）。便携式风力灭火机为我国所独创，践证明是可行的，１９７９年第一台风力灭火机由高把油据改装级，确立了其在我国森林灭火装备中不可或缺的地位，在１９８７火灾的扑救中便携式风力灭火机发挥了重大的作用（张公民，２０

量图,反应时间,键盘,笔记本电脑

测试仪器包括笔记本电脑和外接键盘，，测量示意图如图２－１所示，软件截图为图逡逑被试人员用左手按住笔记本电脑自带的键盘上的Ｆ１键，左臂伸直，当软件的背逡逑红时抬起左手，迅速敲击外接键盘的空格键，手的移动距离为３２邋ｃｍ，移动方向逡逑为由前至后，与胺二头肌的作用方向保持一致。反应知觉时间ＰＲＴ为软件背景逡逑
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S776.294

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