凿岩台车驾驶室的人机工程学设计与优化

驾驶座椅是操作人员长时间工作的支撑点，其设计必须符合人体生理特征。座椅的高度应可调节，调节范围一般在 40 - 60 厘米之间，以便不同身高的操作人员都能找到舒适的坐姿，使腿部能够自然伸展，脚部能够平稳地踩踏踏板，且膝盖弯曲角度在 90 - 120 度之间。座椅的靠背角度也需可调节，范围在 100 - 130 度，为操作人员的腰部提供良好的支撑，减少腰部疲劳。座椅的坐垫应采用透气、耐磨且具有一定弹性的材料，如高密度海绵与透气织物的组合，既能保证乘坐的舒适性，又能适应长时间的使用。此外，座椅还应配备安全带，安全带的材质要坚固且柔软，抗拉强度不低于 3000 牛，采用三点式或五点式固定，确保操作人员在车辆行驶或作业过程中保持稳定。

凿岩台车的操作控制台布局应根据操作频率和人体动作范围进行设计。常用的操作按钮、手柄等应放置在操作人员手臂自然伸展范围内，一般距离座椅扶手 30 - 50 厘米之间，且高度在 70 - 100 厘米之间，方便操作人员轻松触及。例如，凿岩作业的启动、停止按钮以及钻孔深度、角度调节手柄等应布置在最显眼和最易操作的位置。操作手柄的形状和握感也至关重要，应设计成符合人体手部曲线，表面有防滑纹理，直径在 3 - 5 厘米之间，方便操作人员长时间握持而不易疲劳。同时，操作空间内要预留足够的腿部活动空间，避免操作人员在操作过程中腿部受到挤压或碰撞，腿部活动空间的宽度应不小于 50 厘米，深度不小于 30 厘米。

良好的视野是凿岩台车安全高效作业的保障。驾驶室的前挡风玻璃应尽可能宽大，其倾斜角度在 20 - 30 度之间，以减少视野盲区。玻璃的透光率应不低于 75%，并且具有防眩光和防紫外线功能，确保操作人员在不同光照条件下都能清晰地观察到作业现场。在挡风玻璃的两侧和下方，要合理设计车窗和观察镜，车窗的面积应能满足操作人员观察到凿岩台车周围的情况，观察镜应采用凸面镜或广角镜，能够提供更广阔的视野范围，例如后视镜的视野角度应不小于 120 度，减少车辆后方和侧方的视觉死角。此外，在驾驶室顶部可设置天窗或透明观察窗，方便操作人员观察上方的岩石结构和作业环境，观察窗的尺寸应不小于 30 厘米 ×30 厘米。

凿岩台车的显示系统应集中、直观地为操作人员提供各种作业信息。仪表盘应采用数字化显示屏，能够显示车速、发动机转速、油温、油压等车辆运行参数，以及凿岩作业的相关数据，如钻孔深度、钻孔速度、钻头压力等。显示屏的亮度应可调节，以适应不同的光照环境，其分辨率应不低于 800×600 像素，确保信息显示清晰。同时，显示系统应具备故障报警功能，当车辆或凿岩设备出现故障时，能够及时在显示屏上显示故障代码和报警信息，并伴有声音提示，报警声音的音量应在 70 - 90 分贝之间，足以引起操作人员的注意。此外，可在驾驶室内设置抬头显示（HUD）装置，将一些关键信息，如车速、钻孔深度等投射到挡风玻璃上，使操作人员无需低头即可获取信息，提高作业的安全性和效率。

凿岩台车作业环境复杂，驾驶室内的温度和通风需要良好的调节。空调系统应具备制冷和制热功能，制冷量根据驾驶室的体积和隔热性能确定，一般在 3 - 5 千瓦之间，制热量在 4 - 6 千瓦之间，能够将驾驶室内的温度控制在 18 - 25 摄氏度之间，为操作人员提供舒适的温度环境。通风系统应保证驾驶室内空气的新鲜度，通风量每小时不低于 30 立方米，采用高效空气滤清器，能够过滤掉空气中的粉尘、烟雾等杂质，过滤效率不低于 95%。在夏季高温作业时，可设置通风口的导流装置，将冷空气直接吹向操作人员身体，提高降温效果；冬季则可将暖空气均匀分布在驾驶室内，避免局部过热或过冷。

凿岩作业产生的噪音和振动会对操作人员造成极大的困扰和健康危害。驾驶室应采用良好的隔音材料进行封装，如在驾驶室壁板内填充吸音棉，吸音棉的厚度在 3 - 5 厘米之间，能够有效降低外界噪音传入驾驶室内，使驾驶室内的噪音水平控制在 70 分贝以下。对于振动控制，可在驾驶室与凿岩台车底盘之间安装高性能的减震器，减震器的阻尼系数应根据车辆的重量和振动频率进行调整，一般在 10 - 20 牛・秒 / 米之间，能够有效过滤掉大部分来自底盘和凿岩设备的振动，减少操作人员身体的振动感受，降低因长期振动导致的职业病风险。