6CL-60-16型茶葉理?xiàng)l機(jī)的人機(jī)工程學(xué)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、茶葉理?xiàng)l機(jī)是條形茶加工過程中至關(guān)重要的設(shè)備。理?xiàng)l機(jī)工作時(shí)，在制葉隨槽鍋體往復(fù)運(yùn)動(dòng)，發(fā)生摩擦、碰撞及失水，最終使條索達(dá)到細(xì)、緊、直的狀態(tài)。多年來，我國茶葉機(jī)械設(shè)計(jì)者一直對(duì)茶葉理?xiàng)l機(jī)進(jìn)行研制與改進(jìn)，也實(shí)現(xiàn)了一些較為先進(jìn)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。但是，當(dāng)前茶農(nóng)及茶葉加工單位對(duì)理?xiàng)l機(jī)的要求已不僅僅局限于其制茶的功能，操作的舒適性也逐步成為茶農(nóng)和茶葉加工單位考量理?xiàng)l機(jī)綜合性能的一個(gè)重要因素。較之航天、軍事及汽車制造領(lǐng)域，人機(jī)工程學(xué)理論在國內(nèi)農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)

2、用甚少，而人機(jī)工程學(xué)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用將成為必然趨勢(shì)。為了實(shí)現(xiàn)高效設(shè)計(jì)產(chǎn)品的目的，人們引進(jìn)了計(jì)算機(jī)輔助人機(jī)工程設(shè)計(jì)技術(shù)，它是將產(chǎn)品設(shè)計(jì)與人機(jī)工程學(xué)通過虛擬技術(shù)進(jìn)行的平行設(shè)計(jì)。該技術(shù)能使設(shè)計(jì)者在完成設(shè)計(jì)時(shí)第一時(shí)間檢驗(yàn)產(chǎn)品的使用情況，比起傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，它可以大大縮短設(shè)計(jì)周期，節(jié)省設(shè)計(jì)費(fèi)用，因此它是一項(xiàng)值得推廣的設(shè)計(jì)方法。
　　本文從6CL-60-16型理?xiàng)l機(jī)改良設(shè)計(jì)的角度，以人機(jī)工程學(xué)為理論基礎(chǔ)，對(duì)當(dāng)前國內(nèi)廣泛使用的茶葉理?xiàng)l機(jī)進(jìn)行

3、調(diào)查研究，找出其存在的問題，并應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)的相關(guān)知識(shí)，結(jié)合其他工業(yè)產(chǎn)品的成熟設(shè)計(jì)理念，對(duì)其進(jìn)行改良設(shè)計(jì)，達(dá)到提高使用者操作舒適性的目的，為此本文主要做了以下工作：
　　首先，通過實(shí)地調(diào)查，對(duì)茶葉理?xiàng)l機(jī)的使用現(xiàn)狀及使用過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行歸納整理，為明確論文的研究目標(biāo)打下基礎(chǔ)。
　　其次，介紹人機(jī)工程學(xué)的相關(guān)研究?jī)?nèi)容與CATIA V5軟件的功能，運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)模塊對(duì)茶葉理?xiàng)l機(jī)進(jìn)行建模，在人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)與分析模塊建立符合當(dāng)前中國

4、人體尺寸參數(shù)的模型，對(duì)人體模型進(jìn)行控制面板的操作姿勢(shì)仿真，并對(duì)姿勢(shì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明這種常用的理?xiàng)l機(jī)控制面板的操作舒適度偏低，再結(jié)合人體測(cè)量學(xué)、生物力學(xué)方面的理論知識(shí)對(duì)理?xiàng)l機(jī)控制面板提出手動(dòng)操作高度為990mm，面板傾斜度為30°的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。
　　再次，運(yùn)用軟件的行為分析模塊，對(duì)槽鍋體的出茶動(dòng)作進(jìn)行仿真，并對(duì)其進(jìn)行人體負(fù)重的RULA評(píng)估，評(píng)估結(jié)果表明出茶的操作姿勢(shì)需要進(jìn)一步研究，結(jié)合理?xiàng)l機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)提出如下優(yōu)化方案：
　　

5、①形狀：虎口至掌心方向直徑由35cm增加至45cm，長(zhǎng)度為120mm的圓錐臺(tái)；
　　②高度：800mm；
　　③水平距離：500~550mm；
　?、苓B接方式：改為碰珠式，替換成較小的氣彈簧等。
　　最后，對(duì)理?xiàng)l機(jī)的使用環(huán)境進(jìn)行分析研究，包括對(duì)熱環(huán)境（溫度、濕度）、噪音、振動(dòng)和茶塵五個(gè)因子進(jìn)行論述，并對(duì)上述每個(gè)環(huán)境因子提出了合理的改善措施，包括：
　?、僭跈C(jī)械上方安裝熱空氣吸收裝置；
　?、谠谕L(fēng)口設(shè)

6、置除濕器；
　?、墼谲囬g設(shè)置增強(qiáng)氣流裝置；
　?、茉诓坼侒w上方安置吸濕罩；
　?、菀郧鷶[桿機(jī)構(gòu)替換曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；
　　⑥進(jìn)行加蓋或密閉等，以克服作業(yè)環(huán)境對(duì)茶葉工作者產(chǎn)生的不愉悅感，減輕由作業(yè)環(huán)境對(duì)操作人員身體健康導(dǎo)致的損害。
　　論文的研究成果為茶葉理?xiàng)l機(jī)的進(jìn)一步優(yōu)化和系列化設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。結(jié)果表明本課題的茶葉理?xiàng)l機(jī)的人機(jī)工程改良設(shè)計(jì)可以有效地解決操作者使用過程中不人性化的設(shè)計(jì)，提高本機(jī)操作的舒適性和安全