森林消防头盔的人机工程学分析

森林消防头盔的人机工程学设计与其安全性能紧密相关,为了提高森林消防头盔的安全性能,对国内应用广泛的3款消防头盔产品,从外形结构、材料、安全、舒适性等方面进行了性能评价.并根据消防员的使用情况进行数据分析,提出了使用悬挂系统、安装高度调节器、使用外设旋钮的可调式护目镜、分解使用头盔、护目镜、面罩等设计建议,为今后的森林消...     

基于生物力学模型的拖拉机离合踏板人机工程设计

针对拖拉机离合踏板人机工程设计不足导致驾驶员容易产生疲劳的问题,该文搭建了驾驶员-离合踏板人机交互特性测试系统,基于试验结果分析了拖拉机驾驶员-离合踏板人机交互特性。在Any Body生物力学软件中建立了拖拉机驾驶员-踏板生物力学模型,并采用表面肌电测试结果验证了仿真模型的合理性。提出下肢关节出力程度为舒适性主观感受评价指标,基于仿真结果定量研究了离合踏板阻力和踏板布局对驾驶员踏板操纵舒适性影响规律和驾驶员人体尺寸对踏板布局的影响,给出不同人体百分位尺寸前提下踏板布局极限尺寸的推荐范围。通过优化踏板连杆长度、连杆夹角以及踏板-座椅布局降低踏板阻力,驾驶员下肢受力最大值从154 N降低到120 N,降低了22%,驾驶员下肢关节出力程度降低了20.98%,本文提出的研究方法及其研究结果可为拖拉机踏板人机工程设计提供参考。     

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。     

联合收割机驾驶室人机工程试验台的研制

按照人机工程学原理和车辆人机界面的设计原则,研制联合收割机驾驶室人机工程试验台.该试验台包括硬件系统和控制系统2部分,其中硬件系统由驾驶座、手操纵元件和脚操纵元件等组成,各部分几何位置可以实现自动控制调节.试验台通过控制系统匹配各元件的几何位置关系,能够模拟联合收割机驾驶室人机界面布局;根据需要,可以设计多种试验工况,并且记录试验过程和试验数据.将试验台安装在某型号联合收割机驾驶室中进行运动控制精度试验和舒适性评价试验.结果表明,试验台各元部件的运动控制误差<3%,第5、50和95百分位被试人员均可调整到舒适操作区域.该试验台可用于联合收割机驾驶室人机工程学试验研究.     

便携式割灌机U型手柄的人机工程学优化研究

该文通过模拟实验,研究了便携式割灌机Ｕ型手柄人机几何界面参数对操作者主观施力的影响。人机几何界面参数包括:U型手柄宽度,操作者至左右握持点连线的垂直距离,握持点距操作者站台的高度3个参数。结果表明,手柄宽度、握持点距身体的前后距离以及握持点距站台的高度对水平横向操作力的影响都很显著。手柄宽度与身高具有很好的线性关系,相关系数为0.975。研究结果为U型手柄割灌机以及相关类型的机械设计提供了人机工程学设计依据。      

基于OpenPose学习坐姿分析的桌椅人机适应性研究

运用非接触式Kinect运动捕捉系统及OpenPose二维姿势检测开源实时系统,采集小学生坐姿行为中身体关键指标变化数据,通过分析各个关键指标在不同任务及时间段内的具体变化情况,总结人机适应的内在变化规律,以便为后期的桌椅适应性调节方案提供可靠依据。结果表明:颈部弯曲和视距受任务影响显著。书写任务下颈部弯曲均值大、视距小,表现出较强的振幅频率,且随时间延长有增长趋势。阅读任务和书写任务中的颈部弯曲超过20°的时间占比以及近距离用眼情况比较近似,而在平板电脑任务中,颈部弯曲数值则小于其他两项任务中的该数值,视距也相对更大,但躯干弯曲超过20°的时间增加,其振幅频率变得突出,说明躯干是使用平板电脑任务中变化性最大的身体部位。建议学习桌采用恰当方式引导小学生采用45°~60°竖立书本进行阅读,以减少颈部弯曲,加大视距。此外,可以适时调整桌高满足书写到使用平板电脑任务的变换,减缓躯干弯曲和振幅变化。     

便携式林业机械(油锯)及其作业中的人类工效学

该文论述了油锯作业的安全问题及其与人体疲劳的关系．从人体生理学和人类工效学的角度概述了人体疲劳的研究情况．高强度的工作负荷是油锯作业人体疲劳的主要原因．文章最后提出对油锯及其作业进行合理的人类工效学设计是降低油锯工作负荷，减轻作业疲劳的有效方法．     

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。     

数控往复式锯材剖分锯操作-显示面板的人机工程分析

以东北林业大学林业与木工机械工程技术中心设计的数控往复式锯材剖分锯为例,对剖分锯操作-显示面板的人机工程进行分析与研究,阐述了人机工程学在设计数控往复式锯材剖分锯操作-显示面板时的重要性。将人性化设计理念融入到剖分锯的设计中,使操作人员在操作过程中能够感受到设计中的人文关怀。     

人类工程学在绞盘机标准制订中的应用

应用人类工程学的理论,对绞盘机司机手动操纵力、脚踏操纵力的合理数值进行了分析;并根据在林区的实际测试数据,计算分析出绞盘机司机耳旁噪声的安全限值.为绞盘机有关标准的制订提供了依据.