装甲车辆驾驶舱人机界面评价因素分析

为改进我国装甲车辆驾驶舱设计，改善其现有人机界面匹配差的状况，须对装甲车辆驾驶舱人机界面进行综合评价研究。分析了影响驾驶员操作及装甲车辆性能的主要因素，提出人机界面评价涉及的主要问题为驾驶员人体尺寸特征。驾驶舱元件形状和位置及其最佳、一般和功能限制区域。据此，将装甲车驾驶舱人机界面组成划分为驾驶员操纵空间、坐椅、重要操纵元件、仪表板、潜望镜、其他操纵元件6部分，并按照系统分析和人机工程学原理，选择了装甲车驾驶舱人机界面评价因素，详细划分了装甲车辆驾驶舱人机界面各组成部分的评价指标与评价层次，构成了完整的装甲车辆驾驶舱人机界面匹配评价体系。     

坦克驾驶舱人机界面的几何建模方法

为了解决坦克驾驶舱人机界面设计中的人机工程问题，将虚拟设计的理论和计算机仿真技术引入坦克驾驶舱人机界面设计中。按照系统分析和人机工程学原理，对坦克驾驶舱人机界面的层次结构进行了划分。利用计算机图形学的相关方法，提出了坦克驾驶舱人机界面各组成部分的三维模型的构建方法，建立了坦克驾驶舱人机界面的元件库模型和人体模型；应用OpenGL三维计算机图形软件接口实现了坦克驾驶舱人机界面几何模型的构建，完成了坦克驾驶舱人机界面几何建模软件的开发。实际模拟结果显示，虚拟人机界面较为逼真，能满足人机工程学仿真的需要。     

基于DELMIA拖拉机驾驶室人机系统静态舒适性分析

拖拉机驾驶室作为操纵拖拉机的作业场所,其设计合理性对驾驶员的安全性、舒适性及作业效率具有重要影响。基于此,依托DELMIA人因工程学仿真分析软件建立第5、50和95百分位驾驶员人机系统模型,对驾驶员的视野、上肢伸展域、坐姿舒适度及换挡舒适性等静态舒适性进行分析与评价。结果表明,各体型驾驶员工作视野开阔,上肢可达性良好,第50百分位驾驶员驾驶坐姿舒适性略优于第5和95百分位驾驶员,第5和50百分位驾驶员换挡姿势舒适性优于第95百分位驾驶员,驾驶室整体布局合理,人机匹配性良好。     

基于Jack的拖拉机驾驶室人因分析及仿真

良好的驾驶室设计能够保证驾驶员的舒适性和安全性,减少疲劳损伤和事故的发生。本文在CREO中创建了东方红拖拉机模型,将其导入Jack软件中,结合不同百分位的人体模型,进行人机工程学分析,对其舒适性、可达域、可视域进行虚拟仿真,同时进行静态强度预测和新陈代谢分析,结果表明驾驶室的各个操作装置都在可达范围内,满足舒适性要求,驾驶员视野良好,驾驶员下背部受力在标准值以内,大多数驾驶员能够承受各关节的受力。该研究为驾驶室的设计提供参考依据。     

面向对象的机械系统虚拟人机界面建模方法的研究

针对机械系统虚拟人机界面的设计问题，应用面向对象技术和方法，将机械系统虚拟人机界面划分为多个相互关联的类和对象，定义了各个类和对象的属性及服务，确定了类与对象之间的层次结构关系，在此基础上搭建了虚拟人机界面的设计构架。选取某一车辆驾驶室人机界面作为设计实例，验证了面向对象的机械系统虚拟人机界面的建模方法。结果表明：该建模方法能够实现对人机界面各个元件的组织管理，正确体现各元件的相互关系。应用面向对象的建模方法可以提高机械系统虚拟人机界面设计软件系统的可靠性、可维护性和可扩充性。     

机械系统人机界面优化匹配仿真试验台的研制

研制了一台机械系统人机界面动态优化匹配仿真试验台。试验台由台架、仪表板、台面、底座、显示器、控制器等部件组成,各部件的相对位置可以调节,能够模拟多数机械系统的人机界面;在不变换试验台主体的情况下,可对大多数机械系统人机界面进行匹配试验,以评价其匹配优度。     

人机工程学在农业机械设计中的应用及教学研究

人机工程学是一门新型的交叉学科,目前在农业机械设计过程中忽略了人机工程的设计。本文首先介绍了人机工程学的基本概念,阐明了人机工程设计对农业机械设计的重要作用,提出人机工程学基本理论、人机工程学虚拟设计方法、农业机械人机交互设计课程彼此密切融合的教学思路。教学内容安排从简单到复杂,层层递进,教学方式从"理论讲解为中心"转变为"案例分析和理论讲解相结合",形成"理论教学+案例讲解+课后实践"相结合的教学模式,增强了学生参与度,提高了教学效果。通过本课程的学习,学生能够掌握基本的人机工程设计知识,能够应用到农业机械的人机工程设计中,有助于提高我国农业机械操纵的舒适性,符合新工科模式下新型高层次人才培养目标。     

农业装备人机操作界面评价计算方法研究

为更加简便地评判农业装备中人机操作界面的设计质量,研究一种农业装备人机操作界面匹配评价计算方法。建立人机操作界面元件位置与操作人体的定量关联模型,并运用牛顿迭代法进行模型求解,形成一种基于操作姿态的人机操作界面评价计算方法。运用该方法对某农业车辆进行计算,结果表明:该方法可以得到与操作者主观评价相吻合的评价结果,从而让设计人员在不建虚拟模型和进行实际操作测试的情况下了解人机界面的匹配情况,减少设计费用、提升装备设计制造质量。     

小麦联合收割机驾驶室基座横向振动的解析模型

通过对新疆-2A小麦联合收割机驾驶室基座的试验研究,分析了小麦联合收割机振动的主要原因.结果表明:通过建立联合收割机驾驶室基座矩形板结构的力学模型,得到了收割机驾驶室基座振动的微分方程、主振型函数,推得了联合收割机驾驶室基座振动随时间变化的解析表达式.在驾驶室基座的结构设计中,运用各参数之间的关系,通过改变相应参数,可将横向振动的振幅及结构的固有频率等控制在要求的范围内.     

关于人机工程学几个基本问题的探讨

本文试图从理论上探讨人机工程学产生和发展的一些基本问题,以利于我国建立自己的人机工程学。本文就四个问题提出了一些观点:判断人机工程学产生的理论基点、人机工程学的综合化和分支趋势、人机工程学的系统科学化、人机工程学的高技术化。     

基于PLC和云平台的鹅孵化机监控系统设计与试验

【目的】为了提高鹅种蛋孵化性能,针对现有鹅孵化机孵化过程自动化程度低、温度波动大、鲁棒性差,现场操作复杂等不足,设计了一种基于可编程逻辑控制器(Programmable logic controller,PLC)和云平台的鹅孵化机监控系统。【方法】根据鹅种蛋孵化工艺要求和鹅孵化机工作原理,采用PLC作为主控制器设计了系统的硬件电路和软件程序,实现孵化机温度、湿度、翻蛋和喷水晾蛋的自动控制,利用触摸屏和组态软件设计了孵化机现场监控的人机交互界面,并利用通用分组无线业务(General packet radio service,GPRS)智能网关、云平台服务器和移动端设计了远程监控系统。系统工作时,GPRS智能网关读取PLC中的存储数据,通过4G/5G网将数据上传至云平台服务器,移动端通过微信公众号、APP或网页可以直接访问和下载云平台服务器中的数据,并以图表形式显示出来。【结果】该监控系统运行稳定、状态良好;孵化过程中的温度采样数据鲁棒性高,100%达到控制要求;自动控制有助于提高鹅孵化机自动化水平;孵化生产试验结果表明,狮头鹅受精蛋平均孵化率为87.84%,比现有记载最高纪录高1.44...     

基于PLC的青贮圆草捆打捆机控制系统设计

针对我国现有青贮圆草捆打捆机控制部分自动化程度较低,存在草捆缠网圈数不稳定、质量偏差大等问题,运用STEP7-Micro/WIN软件编程,设计研发一种以PLC控制器、人机接口触摸屏、模拟量模块为核心,配备相应传感器、执行器硬件的全自动打捆机控制系统。该系统带有可视、简洁的过程监视界面,采取软硬件结合防干扰措施。样机试验结果表明:在该控制系统工作下,草捆圈数合格率100%,草捆密度最大相对误差3.9%,其他各项作业功能均达到设计要求。     

基于PLC的拔抛秧机械手监控系统设计与试验

目的 设计一套拔抛秧机械手监控系统,以提高拔抛秧机械手设备的自动化和信息化水平。方法 根据拔抛秧机械手工作原理,采用可编程控制器(Programmable logic controller,PLC)作为主控单元设计了系统的硬件电路和软件程序,采用触摸屏和组态软件设计了拔抛秧机械手的人机交互监控界面,并采用GRM530通讯模块、云服务器、Android手机和Android Studio软件设计了远程监控系统手机APP。该监控系统工作时,GRM530通讯模块读取PLC中指定的存储器数据,通过4G网或WIFI将数据上传到云服务器内,Android手机APP可直接访问并下载该云服务器中的数据,最后在APP中可视化地呈现出来。结果 该监控系统工作稳定可靠,远程通信测试重复10次试验的丢包率均为0,平均时延为25 ms,表明Android手机APP客户端和拔抛秧机械手可以实现稳定可靠的双向通信。该系统的数据传输是双向的,人机交互功能正常,触摸屏和Android手机APP均能精准地反馈设备的工作状态和工作数据,用户可以通过Android手机APP对PLC发送控制指令,实现整个系统的监控一体化,远程控制指令响应延时低,最高响应延时不超过0.63 s。结论 该拔抛秧机械手监控系统可以对拔抛秧机械手工作状态和工作数据进行远程实时监控,具有良好的人机交互界面,对促进信息化与农机装备的深度融合具有一定指导意义。     

农产品质量安全在线监控系统设计与实现

【目的】实现农产品检测数据的快速获取、无线传输、分析管理及发布查询,为有效降低农产品质量安全隐患、增强消费者信心及农产品监管部门获取真实数据提供有效方法,同时为商品化农产品质量安全监控成套设备和系统的研发奠定基础。【方法】综合采用嵌入式、信息融合、组态工控、RFID、GPS、无线通讯、J2EE及WebService等技术,构建农产品质量安全在线监控系统。【结果】系统包括硬件和软件两个部分。系统硬件主要有采集终端、RFID溯源设备和信息集中器;系统软件包括采集终端控制软件和远程监控服务平台。采集终端通过连接传感器,能同时快速获取农产品温度、pH、重金属、农药残留等检测值,具有定位快、功能全、成本低和便携性的特点。RFID设备和EPC电子标签通过集中器读取和记录现场检测结果。集中器将各采集终端数据经无线网络传输至远程服务平台,实现数据存储、分析、查询、预警等功能。【结论】所建监控系统可有效提高农产品质量安全检测效率,降低食品安全隐患,促进农药、兽药、化肥等农用化学物质的合理使用,减少其对生态环境的污染。     

基于GPS/GPRS的野外虚拟数据采集仪

利用GPRS无线通信、虚拟仪器和基于ARM的嵌入式系统,开发了野外移动数据采集平台。以S3C2410处理器为硬件平台,结合传感器和GPS模块,完成数据采集和空间定位 利用虚拟仪器技术开发了主控计算机软件,通过GPRS网络实现信息交互和远程控制。实际运行表明该系统安全可靠,解决了信息存储的有限性和移动测量的不便性等问题。     

基因扩增仪温度控制系统

为了满足PCR仪温度控制升降速度快,精度要求高等特点,设计一种基因扩增仪的温度控制系统,它以ARM芯片作为核心,由半导体制冷片、调理模块、驱动模块等组成.系统采用WINCE实时操作系统,用Platform Builder 50及Embedded Visual C＋＋作为软件开发平台,采用时间最优的Bang-BangPID控制算法,开发出完全抢占式控制系统,可较好地完成基因扩增仪的热循环过程.经测试结果显示,该系统能够满足基因扩增仪对升降温度以及精度的要求,具有无污染、无噪音、寿命长、界面友好、性能可靠、响应速度快、硬件可剪裁、软件可扩展等特点.     

基于Lab VIEW的麦芽干燥温度控制系统设计

以NI公司的USB-6009数据采集卡为硬件,以Lab VIEW8．5及其PID工具包为软件开发平台,设计一个可实时控制的温度调节系统。该系统通过数据采集卡对现场的温度进行实时采集,并由软件开发平台进行信号的分析处理和显示,然后使用PID神经网络控制算法对现场温度进行实时控制。最后用Matlab仿真软件对干燥系统进行仿真。     

Sensing and control system for spot-application of granular fertilizer in wild blueberry field

An automated sensing and control system (hardware and software) was developed for real-time spot-application of granular fertilizer in mowed wild blueberry fields. The custom hardware system was incorporated into a commercial pneumatic granular fertilizer spreader. Custom software for the sensing and control system was developed by combining color co-occurrence matrix based texture analysis and g-ratio algorithms in C++ to acquire and process images in real-time to differentiate mowed wild blueberry plants from bare spots and weeds. The performance accuracy of the spot-applicable fertilizer spreader was evaluated both in laboratory simulation and real-time field tests. Simulation results reported that the accuracy of the developed system was 94.9 %. Real-time field tests reported that the system produced acceptable results at ground speeds of 1.6 and 3.2 km h^?1 for the spot-application of fertilizer at target areas (in plant areas only) within the field. Results also indicated that the ground speed of 4.8 km h^?1 was unacceptable, which could be due to blurred images at high speed and surface unevenness of the wild blueberry field. Spot-application of fertilizer using the modified fertilizer spreader could save fertilizer for the wild blueberry producers.