矿用挖掘机通常在露天矿场运作,是庞大且较特殊的矿山用大型工程机械。在我国,虽然大型矿用挖掘机制造行业实力雄厚,生产制造技术已经相对成熟,但是他们对大型矿用挖掘机的设计更重视性能和功能的实现,缺乏人机工程学理论的研究与应用,导致矿用挖掘机操作员的工作环境简陋,舒适度降低,易于疲劳,安全隐患增加。矿用挖掘机驾驶室是操作员工作、休息和饮食的集成体,操作界面上的控制装置类型较多、布局复杂,控制面板上的控制元件种类繁多、数量庞大,排布也不尽合理,给操作员的安全和有效操作带来不必要的隐患。除此之外,驾驶室的内部设施的造型简单,难以缓解操作员在工作中的精神压力和身体疲劳。因此,为了改善矿用挖掘机驾驶室的设计现状,将人机工程学理论与方法应用于矿用挖掘机驾驶室操作界面和空间布局的设计有着重要的实际意义。本文主要以大型矿用挖掘机驾驶室设计现状为背景,以提高操作员操纵的舒适性、可靠性和安全性为目的,以太原重工股份有限公司的WK-55大型矿用挖掘机的驾驶室为研究对象,采用人机工程学理论与方法,对其操作界面及驾驶室空间布局进行了探索和研究,提出了操作界面和驾驶室布局的设计方案。本文主要研究工作和成果如下:（1）基于人机工程学对矿用挖掘机驾驶室中操作员的需求进行分析。利用实地调研、问卷调查和访谈观察的方式对操作员行为和装备任务执行过程进行深入剖析,得到了操作员在矿用挖掘机驾驶室内工作和生活的具体需求和痛点,为矿用挖掘机操作界面和驾驶室布局的设计提供了明确的设计方向和必要的设计准备。（2）提出了一种GEM-AHP模块重要程度优化的矿用挖掘机操作界面的设计方法和优化设计方案。采用GEM-AHP优化法权重分析各个控制元件的操作频率和重要程度,采用模块重要程度分析控制面板的视觉注意程度和易操作程度,将通过分析处理的控制元件同控制面板一一匹配,得到较为客观和科学的操作界面布局设计方案。在此基础上,重新改进控制台和控制元件的造型,建立了操作界面设计方案的三维模型,并提供了基本尺寸参数作为参考。（3）提出了一种采用空间利用率和动线分析的矿用挖掘机驾驶室空间布局的设计方案。采用室内空间设计的方法对驾驶室的功能重新设定、对驾驶室的空间利用率和空间动线进行分析,得到驾驶室空间布局的初步设计方案。在此基础上,对驾驶室内部设施的造型再设计,建立了驾驶室空间布局设计方案的三维模型,并提供了基本尺寸参数作为参考。（4）对操作界面和驾驶室设计方案进行了评价研究。一方面,采用人机工程学软件Jack对原方案和本文的设计方案在视野、可操作性和舒适度共3个角度进行客观评估;另一方面,采用专家多指标对比打分法对原方案和本文的设计方案进行主观评估,验证了本文的设计方案的优越性。改进设计后,操作界面和驾驶室空间布局的操作舒适性得到了明显提升,操作员的行为特性和认知特性得到了重视,整体方案更人性化。研究成果得到了企业设计部门的认可,为矿用挖掘机操作界面和驾驶室空间布局的设计提供了理论参考,也为同类产品的设计提供了一种科学便捷的设计思路。