农用车辆X型悬架座椅的随机振动系统模型

针对农村路面崎岖不平、农用车驾驶员对乘坐舒适性要求提高等问题,以减振理论为基础,通过非线性随机振动理论,建立农用车多自由度"人-椅-路面"非线性振动系统数学模型,利用Matlab软件进行人体加速度响应的分析求解,并通过ISO2631国际标准的振动舒适性曲线进行评价,采用正交回归设计方法优化农用车X型非线性座椅的各参数,为改进座椅的乘坐舒适性提供理论基础.路面试验表明:采用优化参数后,农用车X型悬架座椅的人体乘坐舒适性明显得到提高,减振能力平均提高40%左右.     

运用有限元仿真的拖拉机座椅舒适性优化方法

旨在针对中国男性人体数据,对拖拉机座椅进行合理的形态设计,优化现有拖拉机座椅的舒适性。重点研究了驾驶人员在正常驾驶姿势下使用的拖拉机座椅的舒适性设计方法,通过建立符合中国男性人体数据的仿真人体模型以及常规拖拉机座椅的简化模型,然后利用Ansys仿真分析得出人体—座椅压力分布图,总结探索出舒适性拖拉机座椅的造型设计方案,并建立出拖拉机座椅优化方案的pro/E的三维模型。该方法为拖拉机驾驶座椅舒适性设计提供了一定的参考。     

手扶拖拉机X型座椅垂直方向振动的虚拟优化研究

采用虚拟样机技术建立多自由度的“人体-手扶拖拉机、X型座椅 -路面激励”的非线性振动系统模型,对手扶拖拉机的X型座椅主副压缩弹簧、拉伸弹簧结构参数进行了优化研究,有效提高了驾驶员的乘坐舒适性。     

基于MATLAB的拖拉机座椅悬架振动特性分析软件的开发

由于传统的数学模型难以直观描述拖拉机座椅悬架振动特性,本文利用MATLAB GUI编程开发相应的仿真软件能直观表现座椅振动响应曲线。在MATLAB GUI中建立三自由度拖拉机座椅悬架振动模型,给定拖拉机行驶速度和座椅悬架结构内部参数,依据国标确定地面不平度等级,用龙格库塔算法求解系统运动微分方程组。用户可任意输入座椅参数和人体质量,输出座椅的振动位移和响应加速度随时间的变化以反映拖拉机座椅振动对人体舒适度的影响,具有较好的人机交互能力。     

车辆并联机构座椅三维减振研究

针对车辆座椅的三维振动,提出采用三平移并联机构作为其主体机构,运动学分析表明在垂直方向具有较大的工作空间,且机构的Jacobian矩阵与垂直位移无关,适合作为车辆三维减振座椅.机构的模态分析结果表明,系统的3个固有频率避开了人体的敏感频率,可以使人体具有较好的乘坐舒适度.最后对系统进行了动态灵敏度分析,确定了系统设计参数对座椅固有频率的影响情况,更好地满足了车辆对座椅动态特性的要求.     

基于主客观组合加权法的拖拉机座椅舒适度评价

拖拉机座椅是驾驶室人—机交互的主要界面。座椅是否舒适关系到驾驶员生理、心理以及作业效率等关键问题,因此对拖拉机座椅舒适性进行评价具有重要意义。为准确可靠地实现拖拉机座椅舒适性定量评价,提出一种基于主客观组合加权模型的拖拉机座椅舒适性综合评价方法。首先,通过文献调研和专家问卷,并结合作业中人体不舒适出现频率较多的部位,构建驾驶舒适性评价指标体系。其次,使用组合加权法平衡专家的主观评价和客观信息,得到综合权重。最后引用多级模糊综合评价理论将舒适性评价转换为定量评价,并进行实例分析验证组合加权法的有效性。结果表明：人体各部位对座椅舒适性影响程度不同,依次为臀部(0.355)、上背部(0.263)、下背部(0.199)和腿部(0.183)。验证试验表明使用组合赋权是有效的,该方法充分结合层次分析法与熵权法的优点,在保留专家主观意见的同时,很好地规避权重失衡的现象,对座椅舒适性评价以及优化设计具有重要的指导意义。     

拖拉机座椅悬架系统的研究及应用

为改善拖拉机的乘坐舒适性，本文建立并分析了３种不同的线性和非线性座椅悬架系统的动力学模型，编制了座椅悬架系统动态参数的优化设计程序。对铁牛－５５型拖拉机悬架系统的动态参数进行了优化设计。     

车载式拖拉机座椅舒适性测试系统的研究

应用美国模拟器件公司的ADXL105微型力平衡式加速度传感器、美国Cygnal公司F320型单片机组成车载式拖拉机座椅舒适性测试系统，系统易标定、成本低、供电方式简单。试验结果表明，在其他条件相同时，拖拉机座椅固有频率只要避开人体敏感的频率范围，座椅的舒适性就能得到明显的改善。     

基于骨骼关节识别的拖拉机驾驶室座椅舒适度评价

为优化拖拉机驾驶室座椅设计，减轻驾驶员作业负担，提高作业效率，解决我国拖拉机在驾驶室座椅舒适性方面技术基础研究不足的问题，提出一种基于骨骼关节识别的拖拉机驾驶室座椅舒适度评价方法。首先，在对拖拉机座椅舒适性影响因素分析的基础上选取人体坐姿关节角为研究因素，在配备不同座椅的两种拖拉机上利用消费级深度相机Kinect v2进行8组驾驶动作捕捉试验，获得了在不同驾驶动作下精确度为0.01°的关节角信息；然后，将关节角数据导入人体建模仿真分析软件Jack中得到人体模型，根据不同的驾驶动作进行了关节力矩仿真及下背部受力仿真，分析得到人体舒适度结果；最后，基于层次分析法构建了拖拉机座椅舒适度评价指标层次结构模型，确定各指标权重并进行一致性检验，对涉及的所有指标的原始数据进行处理并计算得到座椅舒适度的综合评价结果。仿真结果表明，相比于普通座椅的拖拉机，在配备基于人机工程学座椅的拖拉机上作业时，人体模型动作完成能力增加10个百分点且无关节不适的情况，其腰部关节处的压力在驾驶姿势下可以有效减少80N，在扭转姿势下可以有效减少370N，并且腰部所受的侧向剪力也有所减小，证明了人体模型在此拖拉机座椅上的舒适度更高。通过分析座椅舒适度评价矩阵，可以得到根据人机工程学设计的座椅舒适度优于普通座椅。依据骨骼关节识别方法的评价结果与根据层次分析法分析的结果一致，证明了基于骨骼关节识别的拖拉机驾驶室座椅舒适度评价方法的可行性与有效性。该评价方法可为拖拉机驾驶室座椅人机工程学研究及准确高效地优化拖拉机座椅设计提供参考依据与指导对策。     

基于人机工程学的汽车驾驶室座椅设计研究

通过研究人体舒适坐姿,建立人体多刚体系统运动学模型,详细阐述了驾驶室座椅设计的理论依据,运用CATIA软件建立座椅模型,结合JACK软件对座椅设计尺寸进行评价分析。     

基于Ⅰ-DEAS的非线性座椅悬架系统的设计

基于I-DEAS软件包,进行了非线性座椅悬架静态参数的选择;给出了动态参数设计原则,并对动态参数进行优化;采用参数化绘图和交互式绘图两种方式,建立了丰富的座椅悬架图形库;采用计算机辅助设计,保证了设计质量,提高了设计效率,对非线性座椅悬架的推广起到一定的促进作用。     

基于生物力学的自走式喷雾机驾驶员下肢姿势舒适性研究

针对人体的关节角度不能准确反映人体的关节受力,导致所构建的模型在模拟驾驶舒适性评价时应用效果欠佳,也不能解释类似舒适性机理等深层次问题,提出通过计算驾驶员下肢的关节力矩方法研究喷雾机驾驶姿势的舒适性。首先在CATIA中建立喷雾机的虚拟仿真模型,通过RAMSIS修改座椅高度和离合踏板距离的参数设定,预测驾驶员在约束条件下的最舒适驾驶姿势,并测量得到下肢关节的角度,对布置参数与各个关节角度的关系进行单变量回归分析,选取与喷雾机最为接近的两组定量,分析得出踏板距离对踝关节影响最明显,最大变化幅度为22.564°。运用雅各宾法对驾驶员的髋关节、膝关节和踝关节的力矩进行计算研究,得出驾驶员下肢各关节舒适性的影响因素都不相同,其中离合踏板的阻力方向和力臂变化对髋、膝关节舒适性影响较大,而踏板阻力的力矩作用对踝关节影响更明显,对以后的喷雾机驾驶室的人机优化和驾驶员人体肌肉力的研究提供依据。     

铁牛-55型拖拉机驾驶座椅减振性能的改进设计

为了改善拖拉机的乘坐舒适性,本文讨论了拖拉机的简化模型和三个无源隔振座椅模型,用人体承受的总的加权加速度均方根值作为目标函数进行优化计算。并制成分段线性和动态耦合两种座椅样机,同铁牛-55型拖拉机原座椅一起进行道路对比试验,结果表明,两种新设计座椅的乘坐舒适性都得到了明显的改进效果,而且造价增加不多。从而表明,无源隔振座椅仍有其新的发展途径。     

车辆座椅悬架参数识别与优化设计

建立并求解座椅系统非线性动力学微分方程,以不同车速下座椅加速度均方根值仿真与试验结果的误差平方和最小为优化目标,基于约束随机优化算法反求并优化座椅悬架系统的非线性刚度和阻尼值。参数识别结果表明,原系统刚度和阻尼值不匹配是悬架减振效果差的主要原因,参数优化结果使座椅加速度均方根值降低了50%,改善了座椅的减振性能。根据最佳刚度特性曲线,借助有限元法设计出新型非线性座椅减振弹簧。     

关于拖拉机驾驶座椅设计中的人机工程学问题

本文概括提出了拖拉机驾驶座椅设计中的人机工程学原理,并就驾驶座椅设计中的主要问题,从人机工程学角度进行了讨论,包括驾驶座椅的尺寸设计、位置设计、力学性能和具体悬架机构。文章还对拖拉机乘坐舒适性研究中的人—椅系统分析模型和计算机模拟设计问题作了简单介绍和分析讨论。     

基于正交试验的汽车座椅正碰性能结构优化

为了减少乘员在碰撞事故中的伤害,提高座椅的安全性能,结合GB 11551规定性能对座椅结构进行优化设计。分析了座椅子系统台车正碰试验时座椅的传力路径,确定了对假人H点前移量及下潜量有影响的参数及结构,通过正交试验的方法系统分析了各因素对性能的重要程度,同时,提出了一种综合考虑座椅防下潜性能与乘坐舒适性的设计方法,给出了座椅安全性能及舒适性相平衡的设计方案。     

双轴货车悬架参数优化设计

针对双轴货车在良好路面上行驶存在的低频周期性异常振动的问题,基于模态分析方法研究了驾驶室座椅与货箱中心处在轮胎径向跳动激励作用下的振动响应特性。采用正弦扫频激励模拟轮胎径向跳动输入,以座椅处加权加速度均方值与货箱中心处加速度均方值为平顺性评价指标,以装载能力、装配工艺条件与基本振动特性要求为约束条件,建立了悬架系统参数优化模型。最后,对双轴货车实例进行了悬架系统参数优化设计,通过优化前后对比分析,验证了优化模型的有效性。     

基于人机工效学的农机座椅自动调平系统设计与试验

针对拖拉机在高低垄犁地作业过程,驾驶舱倾斜导致驾驶员坐姿变化,影响驾驶员乘坐舒适性的问题,设计了结构紧凑的座椅椅面调平机械装置,并基于单片机开发了调平装置控制器,调平精度为0.67°。为了提高调平过程中驾驶员的乘坐舒适性,搭建了模拟拖拉机座椅倾斜状态试验台,研究了试验台中座椅倾斜不同角度情况下对驾驶员上躯干姿态的影响。试验结果表明人体胸椎和腰椎投影偏移随着座椅倾斜角度的增加而增大,但座椅倾斜3°时投影偏移远小于倾斜5°时投影偏移,由此确定座椅调平系统工作阈值为3°。通过主观评价试验,确定座椅调平的速度为6～8 mm/s时,驾驶员的舒适性较高。在东方红LX754型拖拉机上开展实车试验,结果表明,座椅调平后驾驶员的腰部受力更加均匀、调平系统对于驾驶员的操作性及适应性有促进作用,验证了该系统的实用性。     

基于人机工效学的农机座椅自动调平系统设计与试验

针对拖拉机在高低垄犁地作业过程,驾驶舱倾斜导致驾驶员坐姿变化,影响驾驶员乘坐舒适性的问题,设计了结构紧凑的座椅椅面调平机械装置,并基于单片机开发了调平装置控制器,调平精度为0.67°。为了提高调平过程中驾驶员的乘坐舒适性,搭建了模拟拖拉机座椅倾斜状态试验台,研究了试验台中座椅倾斜不同角度情况下对驾驶员上躯干姿态的影响。试验结果表明人体胸椎和腰椎投影偏移随着座椅倾斜角度的增加而增大,但座椅倾斜3°时投影偏移远小于倾斜5°时投影偏移,由此确定座椅调平系统工作阈值为3°。通过主观评价试验,确定座椅调平的速度为6~8mm/s时,驾驶员的舒适性较高。在东方红LX754型拖拉机上开展实车试验,结果表明,座椅调平后驾驶员的腰部受力更加均匀、调平系统对于驾驶员的操作性及适应性有促进作用,验证了该系统的实用性。     

基于RAMSIS的拖拉机驾驶室人机工程布置设计与测试

针对目前拖拉机驾驶室设计中人机工程操纵性和舒适性存在的不足,根据GB/T 21935—2008标准对人体各个关节部位角度及长度的定义,结合GB/T 6235—2004对座椅标志点位置的推荐,通过理论计算建立人体各关节的数学模型。基于RAMSIS软件对人体操纵进行仿真分析,提出针对GB/T 21935—2008标准中规定的人机操纵舒适区和可及区优化后的范围,构建驾驶座椅两侧人体操作舒适区三维模型,结合RAMSIS软件对现有的拖拉机驾驶室内部操纵部件进行了校核优化。脚油门踏板面由最初与地板面夹角45°调整为35°,并将脚油门位置整体向外移25mm,制动踏板面宽度减短40mm,同时将主变速杆距离地面265mm处结构向外调整20mm,手制动初始位置抬高45mm。对优化后样机内各部件操纵力和行程进行实际测量及场地试验,验证了提出的人体操作舒适区三维模型的正确性。本研究为拖拉机驾驶室人机工程设计提供了一个操纵部件布置位置舒适区的数学模型,为后续拖拉机驾驶室设计提供参考,拓展了人机工程学在拖拉机设计领域内的应用,并提高拖拉机驾驶的舒适性。