工效学论文.doc

人因工程学应用论文对工效学在灌溉工具上运用的浅识目录一、我国古代灌溉工具发展概述3二、古代灌溉工具的优缺点分析及改进措施32.1 陶器32.2 木桶32.3 桔槔42.4 水车42.5 筒车5三、现代灌溉工具51、固定管道式喷灌52、半移动式管道喷灌63、中心支轴式喷灌机64、滚移式喷灌机65、大型平移喷灌机66、纹盘式喷灌机67、中、小型喷灌机组7四、手动式喷雾机的不足7五、手动式喷雾机的改进措施7六、对工效学这门课程的认识8摘要人因工程学是一门应用很广泛的科学，只要有人的地方，涉及到人操作的工具、设备。就会存在人因工程学的问题，就有人因工程学的用武之地。我仅以中国的一部分灌溉工具为切入点，运用人因工程学的理论进行分析。关键字： 工效学应用 中国农业灌溉工具一、我国古代灌溉工具发展概述中国处于亚洲大陆的东部，处于世界古代文明中独一无二的季风区，造就其不大可能像赤道附近的非洲部落那样以原始狩猎加采集灌果为生，也不能像寒带附近的土族那样以狩渔为生。再者，直到今天，东亚及东南亚地区是世界上人口聚居最密集的区域。这些原因注定了我们华夏儿女需在大自然的恩赐之余，辛勤劳作，以养活这庞大的种群。中国古代大多是执行重农抑商的经济政策，农业是万业之本，故中国古代的农业技术改革也形成了一部璀璨的历史。从原始的木制农具到春秋的青铜农具，再到秦汉的铁制农具。每一次大的革新往往就是我国人口增长的原因。而哪一个小国先完成这轮的技术革新，就如同现今哪一国在工业革命中独占鳌头，就能成就一个新的帝国。在我国古代的工业技术改良中，灌溉工具的改良也是其重要的组成部分。我国古代的灌溉大到灌溉水网的构建，小到灌溉工具的改进。如半坡居民用陶罐给农作物浇水，到后来的用木桶浇水，再到春秋时期的桔槔，再到三国时期的水车，再到隋唐时的筒车，再如一些灌溉的辅助工具，如竹筒连接的输水管等，这些工具有的是独立使用，有的是相互组合构成一套灌溉系统，二、古代灌溉工具的优缺点分析及改进措施2.1 陶器 在灌溉时，有的被称为水罐。如在半坡时用这种工具是很先进的，因为其他工具还未出现。优点: 出现的历史最长，其密封性强，不会漏水。使用时间长。制作简单。缺点:重量偏重，储水量小，且易碎。人因工程学改进建议： 给陶器设计类似与把手的双耳，以减轻人把持陶器的疲劳度。2.2 木桶优点: 重量较轻，储水量适中，制作较为简单。缺点:可能会漏水，跟陶器一样对人的体力要求过高。人因工程学改进建议：在用扁担挑木桶时，将扁担设计为中间宽两侧窄，并在以减轻扁担中间加上稻草等柔软物包裹，以减轻重量对人两肩的压强，减低疲劳度。2.3 桔槔俗称“吊杆”， 是一种原始的井上汲水工具。一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆，当中是支点，末端悬挂一个重物，前段悬挂水桶。一起一落，汲水可以省力。当人把水桶放入水中打满水以后，由于杠杆末端的重力作用，便能轻易把水提拉至所需处。桔槔早在春秋时期就已相当普遍，而且延续了几千年，是中国农村历代通用的旧式提水器具。这种简单的汲水工具虽简单，但它使劳动人民的劳动强度得以减轻。优点: 运用杠杆原理，大大节省了人的体力；另一方面，在他的灌溉半径内，操作员不用跑太远的距离，大大减少了人们提水的疲劳程度。再者它的制作及维护较为简单。缺点:使用范围受到限制，需在江河、小溪或水井旁架设桔槔。人因工程学改进建议： 在操作员操作的桔槔的一端用稻草等柔软物包裹，以减少误操作的发生，并减少操作对操作员手的伤害。2.4 水车 又称孔明车，是我国最古老的农业灌溉工具，是先人们在征服世界的过程中创造出来的高超劳动技艺，是珍贵的历史文化遗产。相传为汉灵帝时华岚造出雏形，经三国时孔明改造完善后在蜀国推广使用，隋唐时广泛用于农业灌溉，至今已有1700余年历史。另有一说法为魏国马钧所改良。 优点: 按其动力分为手动，脚动，水力驱动等，脚动小孩就可以操作。这项设计大大的节省了操作员的体力。在者其灌溉量非常大，可持续进行灌溉。缺点:使用范围受到限制，需在江河出建造，再者建设费用很高，维护也较为麻烦。人因工程学改进建议：在脚驱动的水车上加上类似与自行车脚踏板的活轴设计，在手动水车的手操纵端加上稻草等柔软物包裹。2.5 筒车亦称“水转筒车”。一种以水流作动力，取水灌田的工具亦称“水转筒车”。据史料记载筒车发明于隋而胜于唐，距今已有1000多年的历史。其构造上下各有一个轮子，下轮一半淹在水中，两轮之间有轮带，轮带上装有很多尺把长的竹筒管。流水冲击下面的水轮转动，竹筒就浸满了水，并自下而上地把河水带到高处倒出。优点： 完全靠水力驱动，摆脱了人力控制的范畴。灌溉量大，持续性强。缺点： 构造复杂建造费用高，维修复杂。使用范围受到限制，需在江河、小溪。人因工程学改进建议：尽可能将筒车设计为多段的组合，以方便对水车的运输、组装及维修。三、现代灌溉工具现代多采用喷灌技术，喷灌是把由水泵加压或自然落差形成的有压水通过压力管道送到田间，再经喷头喷射到空中，形成细小水滴，均匀地洒落在农田，达到灌溉的目的。一般说来，其明显的优点是灌水均匀，少占耕地，节省人力，对地形的适应性强，克服了地形的限制。主要缺点是受风影响大，设备投资高。经过20多年的努力，现在我国已有喷灌面积80多万公顷。喷灌系统的形式很多，其优缺点也就有很大差别。1、固定管道式喷灌干支管都埋在地下（也有的把支管铺在地面，但在整个灌溉季节都不移动），这样管理更省人力，可靠性高，使用寿命长，只是设备投资很高，目前使用塑料管道的系统单位造价也有1200018000元/公顷之间，有的甚至达到22500元/公顷。2、半移动式管道喷灌干管固定，支管移动，这样可大大减少支管用量，从而使得公顷投资仅为固定式的50%70%，但是移动支管需要较多人力，并且如管理不善，支管容易损坏。为了避免或减少因支管移动带来的费工、易损等不足，近代发明了一些由机械移动支管的方式，可以部分或全部克服这一缺点。3、中心支轴式喷灌机将支管支撑在高23m的支架上，全长可达400m，支架可以自己行走，支管的一端固定在水源处，整个支管就绕中心点绕行，像时针一样，边走边灌，可以使用低压喷头，灌溉质量好。自动化程度很高。我国已有产品，在华北和东北已有一定的使用经验，适用于大面积的平原（或浅丘区），要求灌区内没有任何高的障碍（如电杆、树木等）。其缺点是只能灌溉圆形的面积，边角要想法用其他方法补灌。此机在美国应用广泛，也值得我国在大平原地区、大规模农场推广。4、滚移式喷灌机将喷灌支管（一般为金属管）用法兰连成一个整体，每隔一定距离以支管为轴安装一个大轮子。在移动支管时用一个小动力机推动，使支管滚到下一个喷位。每根支管最长可达400m。这种机型我国已有产品，适用于矮杆作物（如蔬菜、小麦等）要求地形比较平坦。5、大型平移喷灌机为了克服时针式喷灌机只能灌圆形面积的缺点，近代在时针式喷灌机的基础上研制出可使支管作平行移动的喷灌系统。这样灌溉的面积就成矩形的。但其缺点是当机组行走到田头时，要专门牵引到原来出发地点，才能进行第二次灌溉。而且平移的准直技术要求高。因此，没有时针式喷灌机使用得那么广泛，我国也已有产品。其适于推广的范围与时针式相仿。6、纹盘式喷灌机用软管给一个大喷头供水，软管盘在一个大绞盘上。灌溉时逐渐将软管收卷在绞盘上，喷头边走边喷，灌溉一个宽度为两倍射程的矩形田块。这种系统，田间工程少，机械设备比时针式简单，从而造价也低一些，工作可靠性高一些。但一般要采用中高压喷头，能耗较高。 适合于灌溉粗壮的作物（如玉米、甘蔗等）。也要求地形比较平坦，地面坡度不能太大，在一个喷头工作的范围内最好是一面坡。该机型我国也已有系列产品。7、中、小型喷灌机组这是我国在70年代用得最多的一种喷灌模式，常见的形式是配有18个喷头，用水龙带连接到装有水泵和动力机（多为柴油机与电动机）的小车上，动力功率为312马力居多。使用灵活，每公顷投资为固定管道式的20%60%，移动费劳力大，管理要求高，近年来，发展的规模似有降低的趋势，只适用于中小型的农场和田块。但投资较低，使用灵活以上各种喷灌形式各有利弊，各自适合于不同的条件，因此只能因地制宜地决策选用。现在在我国农村地区，还有一种手动式喷雾机。这种工具可用于喷水、喷药，但现在主要运用于喷药。因为这种工具与人的接触较多，且靠人力驱动。现在主要分析这种工具。四、手动式喷雾机的不足手动式喷雾机是利用手里驱动产生的压强，将水、营养液、药物等喷洒到农作物上。现农村市场上的手动式喷雾机，大多是不透明材质的，让操作员仅能从液体的重量等判断剩余液体量，从而造成喷洒不均匀；其把手通常用设计的偏小，且与人接触的部分通常用硬塑料设计，在操作员长时间操作后，产生的汗水使该部分的摩擦力偏小，存在滑落的可能；再者其背带通常偏窄，特别在喷雾机内还有大量液体时，非常勒肩，让操作员易疲劳；还有他的出水口通常处设在靠近底部的偏高位置，常常会造成一定的药物等的浪费；再者他没有排压措施，在压力过大时，喷雾机机箱易变形，存在安全隐范。五、手动式喷雾机的改进措施 针对手动式喷雾机存在的问题，本着为操作员创造一个高效、安全、健康、舒适的工作环境，针对性的提出如下改进意见：1. 将机箱采用透明设计，使操作员对箱内药液剩余情况一目了然，达到均衡施药的目的。2. 在喷雾器把手内装有过滤系统，使喷雾顺畅不易堵塞，再者将喷雾机喷头设计为活塞状，针对不同作业要求