Anthropotechnical systems in the mining machines designing processes

• Autorzy: Winkler T.

Warianty tytułu

PL

Układy antropotechniczne w budowie maszyn górniczych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The present methods for designing of mining machines have a technocentric character and were focused mainly to obtain the possible best technical parameters in designed machines. The complicity of current roadway and longwall systems draw the attention to the meaning of human factor during their operation. In the operational process between men and technical means anthropotechnical systems are created. In the anthropotechnical system between man and the technical mean two types of relationships arc formed: relationships of somatic type and relationships receptor type. These relationships are assessed in the light of ergonomics and safety criteria. It was assumed that the state of anthropotechnical system, in which the relationships arc assessed for the assumed system of criteria is called the criterial state. A model representing the real anthropotechnical system and containing all its features that are assessed in the light of detailed assumed criteria is called the criterial model. Examples of anthropotechnical systems found in the mining machines were presented in the paper. Methods for machines and human silhouettes modelling using the CAD software were described.

PL

Dotychczasowe metody projektowania maszyn górniczych miały charakter "tcchnocentryczny" i w głównej mierze były nakierowane na osiągnięcie jak najlepszych parametrów technicznych przez projektowane maszyny. Złożoność współczesnych systemów chodnikowych i ścianowych zwraca uwagę na znaczenie czynnika ludzkiego podczas ich eksploatacji. W procesie eksploatacji pomiędzy środkami technicznymi a ludźmi tworzą się więzi, dzięki którym powstają układy antropotechniczne (Dictrych 1985). W układzie antropotechnicznym pomiędzy człowiekiem a środkiem technicznym zachodzą dwa typy relacji: relacje typu somatycznego i relacje typu receptorowego (rys. 1). Relacje te są oceniane w świetle kryteriów ergonomicznych i bezpieczeństwa. Przyjmuje się, że stan układu antropotechnicznego, w którym dla przyjętego układu kryteriów oceniane są relacje, nazywany jest stanem kryterialnym. Model reprezentujący rzeczywisty układ antropotcchniczny i zawierający wszystkie te jego cechy, które są oceniane w świetle przyjętych kryteriów szczegółowych nazywany jest modelem kryterialnym. W modelowaniu relacji somatycznych uwzględniana jest zmienność cech antropometrycznych. Czynniki wpływające na zmienność cech antropometrycznych pokazane zostały na rysunkach 2 i 3. Relacje somatyczne posiadają swoją strukturą, do której należą: sposób połączenia elementów układu antropotcchniczncgo ze sobą oraz kolejność łączenia elementów. Obraz struktury relacji dla operatora kombajnu chodnikowego podczas urabiania przodka w strefie spągu zarejestrowany został na rysunku 4a. Zapis tej relacji w formie grafu umieszczono na rysunku 4b. Propozycję zmodyfikowanej konstrukcji układu sterującego wraz z odpowiadającą mu strukturą relacji przedstawiają rysunki 5a i 5b. Na potrzeby modelowania receptorów przyjmuje się uogólnione cechy receptorów: lokalizacja w przestrzeni, cechy antropometryczne związane z rozmieszczeniem receptorów na powierzchni ciała, cechy biofizyczne, cechy biochemiczne. Na rysunku 6 pokazano rozmieszczenie receptorów na powierzchni ciała, a w tablicy 1 umieszczona jest przykładowa lista uogólnionych cech dla receptorów słuchu. Na rysunkach 7a, 7b i 7c przedstawiono reprezentacje graficzne modeli receptorów. Na rysunku 8 widoczne są pośrednie położenia modelu sylwetki operatora podczas obsługi maszyny oraz chwilowe położenia modeli receptorów (rys. 9). Przykładowe wartości uogólnionych cech receptorów słuchu pokazane zostało na rysunku 10. W tablicy 2 przedstawiony został fragment przykładowego pliku z danymi wejściowymi do programu RAYNO1SE służącego do modelowania pól akustycznych (RAYNOISE 1995). Sposób modelowania relacji wzrokowej został przedstawiony dla operatora ładowarki podczas wyrównywania spągu w przodku chodnikowym. Na rysunku 1 la pokazany jest model krytcrialny ładowarki i cech antropometrycznych operatora. Widok osprzętu od strony siedzącego operatora umieszczono na rysunku 1 lb. Z rysunku wynika, że potencjalne punkty kolizji nie są widziane przez operatora. Na rysunkach 12a i 12b pokazano tę sama sytuację, z tym że operator stoi z przodu ładowarki, obok osprzętu. W tym położeniu operator widzi punkty kolizji. Stosowanie modeli komputerowych pozwala na ocenę warunków eksploatacji maszyn górniczych już we wczesnych fazach ich projektowania.

Słowa kluczowe

EN

anthropotechnical systems; designing; mining machines; computer aided designing (CAD); computer modelling and models; occupational safety; ergonomics

PL

układ antropotechniczny; projektowanie; maszyny górnicze; wspomaganie komputerowe projektowania (CAD); modelowanie komputerowe; bezpieczeństwo pracy; ergonomia

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 47, nr 2
• Strony: 189--204
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Winkler T.

• Katedra Podstaw Systemów Technicznych, Politechnika Śląska, 41-800 Zabrze, ul. Roosevelta 26, 28, Centrum Mechanizacji Górnictwa KOMAg, 44-101 Gliwice, ul. Puczyńska 37

Bibliografia

• [1] Cholewa W., Kaźmierczak J., 1995. Data processing and reasoning in technical diagnostic. WNT, Warszawa.
• [2] CMG KOMAG 2001. Praca E/BD-8241/OR1: Identyfikacja powiązań pomiędzy schorzeniami narządu ruchu a czynnościami roboczymi występującymi na górniczych stanowiskach pracy. Gliwice.
• [3] Dietrych J., 1985. System i konstrukcja. WNT, Warszawa.
• [4] Miętkowski E., 1984. Zarys fizjologii lekarskiej. Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa.
• [5] Kuratowski K., 1977. Wstęp do teorii mnogości. Wyd. 7, PWN, Warszawa.
• [6] RAYNOISE Rev.2.1., 1995. Users manual. Numerical Integration Technologies N.V. Leuven, Belgium.