剑杆织机设计与人机工程相关因素分析

查陈送　马彧

摘 要：我国的剑杆织机设计还在起步阶段，设计上还存在很多基础性问题。人机工程作为工业设计中非常重要的一环还较少被用在剑杆织机的设计上，造成我国的剑杆织机的设计很多方面不符合人性化设计。本文的重点是分析剑杆织机哪些因素与人机工程相关，从而为剑杆织机的人机工程设计提供切入点。

关键词：剑杆织机；人机工程；相关因素

1 剑杆织机人机系统的硬件分析

剑杆织机在纺织机械中对工人的操作技术要求较高，与人相关的硬件较多，以下是剑杆织机与工人操作相关的硬件，通过分析这些硬件得到剑杆织机的设计方法。

1.1 显示屏人机分析

显示屏是剑杆织机人机工程设计中关键部分，显示屏的高度、角度、安装位置都对操作人员的操作 产生很大的影响，关系到生产效率以及工人健康。由于操作者的身高不同，所以显示屏的高度和角度需要做可调节装置。剑杆织机的振动较大，国内很多剑杆织机的显示屏与织机作为一体，当织机运行时显示屏与织机一起振动，操作人员很难看清显示屏的指示和数据。

1.2 操作键人机分析

剑杆织机的操作键分为两大部分：一部分是负责剑杆织机运行功能的操作键，另一部分是实现安全保护功能的操作键。[1]操作键是剑杆织机的输入端，是剑杆织机的启动和关闭，以及出现紧急情况的处理机构。所以操作键的设计关系到机器的运行以及操作者对紧急情况的处理，所以操作键的位置需要在操作者能快速触及的位置。由于工人要时刻检查织布的情况，所以工人需要在织机的前面中间位置，所以操作键的位置应该在剑杆织机的前面中间位置。

操作键的颜色也是人机设计中重要的部分。色彩可以引起人的情绪反应，也影响人的行为。[2]混乱的颜色设计不仅影响操作者的使用效率，需要操作者反复确认，容易使操作者视觉疲劳。操作键不合理的颜色设计还容易引起误操作，引发生产事故。

2 剑杆织机人机系统的机器相关因素分析

2.1 剑杆织机操作安全分析

安全需求是人机工程设计中必不可少需要考虑的要素，安全需求包括生理安全和心理安全。剑杆织机的操作环境较为复杂，一方面是剑杆织机本身的结构造成的，剑杆织机的外露件较多，例如：飞轮的转速较高，对于工人操作很危险，容易打到工人的手和卷入头发。另一方面纺织厂对温度和湿度要求很高，温度和湿度都要控制在一定范围，纺织厂的温度一般都很高，这对工人的心里造成影响。

人机工程学是以安全为前提，既要保证人的安全，又要保证机器的安全运行。操作人员直接或者间接参与生产活动导致事故占整个生产事故中的88%，[3]这就需要机器在设计时要以人为中心，防止工人操作的误操作。操作键要设计明确，机器上需要注意安全的地方要设计警示标示。

2.2 剑杆织机的除尘

剑杆织机与其他机床不同，由于纺织厂的原料是棉花，所以棉絮和灰尘很多。剑杆织机零件较多，结构复杂，很容易落灰，对于机器的清理很不方便。所以在设计机器时，给机器加加强筋时不仅要考虑机器的外观设计，还要考虑结构不易落灰和方便清理灰尘，对于细碎零件处要加外壳。

2.3 剑杆织机的维修

机器在出现故障，日常的检修和除尘都需要将机器的外壳拆下，如果外壳过大或者过厚，那么外壳的重量就会过重，维修人员在拆卸机器时将外壳取下时很艰难，对维修造成障碍，因此很多管理不够严的纺织厂，将外壳拆下后就不安装回去，这也会造成生产事故。对剑杆织机的维修造成故障的还有固定外壳的螺钉过多，这对拆卸和安装都会造成障碍。

2.4 剑杆织机的配色分析

配色是人机设计中不可缺少的部分，纺织工人每天长时间面对机械，机器的颜色很大程度上会影响操作工人的情绪，所以必须要了解各种颜色对人心理的影响，以免不适宜的颜色使人不适应。纺织厂因为技术需要对温度要求很高，所以纺织厂温度很高，纺织厂的噪音也很高，很容易让人产生烦躁的情绪，因此大部分纺织机械的配色都采用代表安静、低调的颜色，如：利达用的是军绿色，特吕茨勒使用蓝色和白色的配色。采用这些颜色在一定的程度上能够平衡纺织厂躁动的环境，使人心绪安宁。纺织机械的配色还得考虑另外一个因素，因为纺织厂都是纺织品，而在纺织厂的纺织品都还是白色，所以纺织厂里有大片白色，在设计是还要考虑到这些纺织品的颜色，设计上就不能大面积使用纯白色，白色太多容易使人产生眼疲劳。

3 结语

本文通过分析这些剑杆织机与人机工程系统相关的因素，从而找到剑杆织机人性化设计的切入点，但是本文不够系统，不够全面，希望在不断的研究中得到更全面的分析。

参考文献：

[1] Adams Friedrich .机器的安全控制[J].制造技术与机床，2005（05）.

[2] 张志刚，武发德，叶明起，李淑芳，罗君强，墨淑敏.机械伤害的原因及对策分析[J].中国建材科技，2014（03）.

[3] 程东东.安全人机安全人机工程主动设计方法研究[D].合肥工业大学，2014.