拖拉机驾驶室人机工程学优化设计

拖拉机驾驶室人机工程学设计的合理性直接影响驾驶员在作业时的舒适性、安全性及工作效率。为此,以东方红LX1204型拖拉机驾驶室为研究对象,采用Creo3. 0创建驾驶室三维模型,以CATIA软件平台为基础,建立拖拉机驾驶室的人机系统模型,对第5、50、95百分位驾驶员进行操纵舒适性、可达性及视野的仿真。结果表明:驾驶室可达性符合设计要求,视野良好,方向盘和变速杆的操纵舒适性一般。结合拖拉机驾驶室操纵舒适性的调查,利用层次分析法与模糊综合评价法进行评价,调查评价的结果与仿真结果基本一致。最后,对驾驶室的方向盘和变速杆进行优化,方向盘立柱中心线与垂直方向夹角由35°度调整到30°,将主副变速杆沿Y方向向左移动了30mm。改进后,方向盘对踏板的遮挡变小,俯视视野良好;不同百分位的驾驶员操作方向盘、前控台、变速杆、提升器杆时RULA数值都为1或者2,操纵舒适性变好。本研究可为拖拉机驾驶室的人机工程学设计提供参考。     

基于三维人体模型的汽车室内数字化设计

人体三维模型的建立是在计算机平台上实现人机工程学设计的基础。介绍了一种在CATIA中建立符合中国人体测量数据的三维人体模型方法,并以该三维人体模型为基础,研究了人机工程学在汽车室内数字化设计中关于视野设计、可操作性及在室内空间设计中的应用。     

浅谈拖拉机驾驶室设计

基于拖拉机驾驶室设计的原理及方法,结合当今拖拉机驾驶室设计发展趋势,从人机工程学及现代美学法则角度对拖拉机驾驶室设计进行论述,为其设计提供重要依据。     

人体工程学在拖拉机驾驶室设计中的应用

对人机工程学的相关要求和在拖拉机驾驶室设计中的应用情况进行了较为详细的介绍,以便于我们正确地设计舒适、高效的拖拉机驾驶室。     

拖拉机驾驶室的人机工程学设计

人机工程学设计是车辆设计的一个重要部分。本文对拖拉机驾驶室设计中所涉及的人机工程学设计包括驾驶座椅设计、仪表盘及操纵装置设计、降噪设计等进行了介绍。从基本原理出发,分析了有关座椅设计、仪表盘设计及操纵装置设计、降噪设计的各种方法及研究进展,并提出了未来拖拉机驾驶室的人机工程学研究方向。     

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RULA方法的拖拉机驾驶室人机优化研究

人机工程学设计是拖拉机驾驶室设计中非常重要的部分。本文以RULA方法(上肢快速评估法)为核心对各类部件的进行分类,并且对其操纵舒适性进行评价与分级,依据这种评估方法的思想,分析不同操纵方式下人体上肢关节的舒适活动范围,同时以H点为参考建立人体上肢简化模型;依据建立的人体上肢简化模型与关节活动范围,对操纵部件的最优分布情况进行求解,得出方向盘的最佳分布范围,以及侧控台的最佳设计高度为高出H点42~98mm以及266~434mm这两个高度范围之内,此时最佳分布范围为环绕驾驶员753cm~2与899cm~2的类扇形区域。最后依据所得结论对K1804型号拖拉机驾驶室进行优化设计,采用Creo中的Manikin模块对设计结果进行验证,得出RULA值均小于2,验证研究结论有效。该研究方法为拖拉机驾驶室人机工程学设计提供一定的参考。     

基于人机工程的驾驶室舒适性设计与仿真研究

为提高驾驶室舒适性及安全性,以国产某种收获机械驾驶室为研究载体,对人机工程学理论进行研究,结合中国人体尺寸数据,对驾驶室进行舒适性分析,改进其驾驶舒适跨点、驾驶座椅及驾驶操纵装置,优化各器件间布局配置关系。基于CATIA软件人机工程设计模块,对驾驶员驾驶姿态、操作可达性和视野范围进行模拟仿真,检验驾驶室设计合理性。对改进前后驾驶室舒适性进行主观对比试验,结果表明:随驾驶时间增加,驾驶员对两种驾驶室主观舒适性皆呈下降趋势;在0~20min驾驶时间内,对于两种驾驶室平均舒适性评价一致,在2 0~6 0 min驾驶时间内,改进前驾驶室驾驶员疲劳累积趋势加快;改进后的驾驶室总体布局合理,可满足对驾驶舒适性及安全性需求。该研究证明了人机仿真系统分析驾驶室舒适程度的可行性,为驾驶室的人机设计改进提供了参考依据。     

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。     

基于Jack的农机驾驶室人机工程学分析及仿真

农机驾驶操作比较复杂,合理的驾驶室设计能有效保证的驾驶的舒适性、安全性、准确性,能有效减少过早疲劳和事故的发生。为此,结合人机工程学原理与人体尺寸数据,用Rhion对农机驾驶室进行虚拟现实建模,并将其导入人机工程学软件JACK,在JACK中创建01%、05%、50%、95%、99%男女数字人模型。通过研究驾驶舒适H点、驾驶员背部受力危险临界值,以及手拉手刹、脚踩离合踏板的静态强度受伤风险值,对座椅及操纵装置进行改进。对驾驶室内部空间布局进行仿真及舒适性、可达域、可视域等模拟并进行评价,从而缩短设计周期,减少试制费用,有效提高农机驾驶室舒适性和安全性。     

拖拉机驾驶室舒适性满意度情况调查研究

设计了拖拉机驾驶室舒适性满意度调查表,选取了30个典型的拖拉机驾驶员样本,调查了其对拖拉机驾驶室舒适性的评价,并用Excel软件对部分调查数据进行了分析。调查结果显示,样本对拖拉机驾驶室的外观颜色、造型以及内室的仪表、转向盘、指示灯的满意度较高,对座椅、踏板、操纵手柄的满意度较低;"密封性太差"和"夏天太热"是影响驾驶室总体舒适性的主要因素。该调查可为驾驶室的改进设计提供参考。     

轮式拖拉机驾驶室综合降噪

对拖拉机驾驶室声学特性，噪声源及噪声向驾驶室内传播的途径进行了分析，通过隔声、减振、吸声、粘贴阻尼材料和控制部分噪声源等综合降噪措施，取得了降低驾驶员耳旁噪声的明显效果。     

壁面有吸声材料时拖拉机驾驶室声固耦合有限元分析

建立了壁面有吸声材料的拖拉机驾驶室声固耦合有限元模型，计算了驾驶室内的噪声响应，理论计算结果与试验测试结果吻合较好。     

拖拉机驾驶室可靠性疲劳试验研究

分析了拖拉机驾驶室的振动环境，提出了一种用定频正弦振动等效模拟窄带随机振动的试验方法，编制了拖拉机驾驶室的室内可靠性疲劳试验载荷谱，达到以较少的试验投入实现拖拉机驾驶室振动环境室内疲劳模拟试验的目的。     

拖拉机驾驶室声场分析中的边界元法研究

利用有限元软件ANSYS和边界元分析软件SYSNO ISE对有座椅拖拉机驾驶室进行建模和声场的分析研究;应用ANSYS软件建立有座椅的驾驶室空腔模型,在边界元分析软件SYSNO ISE中实现了用有限元法和间接边界元法的声固耦合;并采用间接边界元法分析计算了有座椅驾驶室的声学特性;对有座椅与没座椅的驾驶室内的声场特性进行比较;分析研究了座椅对驾驶室内的声学贡献。     

拖拉机驾驶室安全强度预估

为了在设计阶段对拖拉机驾驶室的安全强度进行预估，建立了拖拉机驾驶室有限元模型。依据GB7121—86拖拉机驾驶室安全强度验收标准，提出了模拟拖拉机翻车工况计算的有限元加载模式。应用弹塑性理论和非线性有限元分析方法，对拖拉机驾驶室进行了安全强度预估分析。分析结果与试验基本一致，表明用该方法可以实现对拖拉机驾驶室的安全强度预估。     

驾驶室开窗时车内声固耦合噪声响应分析

进行了拖拉机驾驶室的外部声源激励试验和驾驶室内部混响时间的测量试验，提出了一种处理驾驶室开窗，室外有声源时窗口边界条件的方法，并从Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ声学动方程出发，建立了驾驶室开窗时拖拉机整车系统声固耦合动力方程，计算了当驾驶室左右侧打开不同的窗口面积时室内耳旁纵向水平线上各点的声压级、其结果和在ＭＴＳ道路模拟机上的试验结果相吻合。     

拖拉机驾驶室的声振特性研究

应用ANSYS有限元分析软件建立了某拖拉机驾驶室结构的有限元模型;对该模型进行模态和振动特性分析,并通过试验分析了该模型的声振特性;针对模型的试验结果对驾驶室内噪声的控制方法进行了讨论。     

拖拉机驾驶室壁面吸声降噪效果的理论计算

对驾驶室内声场特性进行分析的基础上，提出了驾驶室壁面进行吸声降噪处理后耳旁噪声A声级降噪量的理论计算方法，并通过TY354拖拉机进行了试验验证，结果表明；理论计算值与实测值吻合良好。