近期我國拖拉機的技術(shù)發(fā)展方向

　　2、人機工程

　　隨著社會的發(fā)展、科學的進步,人機工程學作為一門新興學科也隨之得到了發(fā)展,并在拖拉機設(shè)計中獲得愈來愈廣泛的應(yīng)用。在操作者-車輛-環(huán)境系統(tǒng)中,操作者是人機工程學研究的核心對象。隨著車輛種類的增多,其用途日益擴大,車輛操作者的工作越來越繁重復雜。因此改善駕駛員勞動條件,構(gòu)建、健康、舒適和的操作環(huán)境的要求越來越迫切,使得在車輛設(shè)計中人機工程學的重要性更為突出。

　　拖拉機駕駛室是駕駛員的作業(yè)場所,在駕駛室的設(shè)計中,應(yīng)用人機工程學,其目的就是使所設(shè)計的駕駛室不僅能滿足駕駛員的作業(yè)要求,而且能使駕駛員操作方便、舒適、,減少身體疲勞和精神負擔。國外的研究主要集中在細節(jié)方面,例如按鈕的大小和形狀等。國外另外一個研究方面就是理論的研究,包括與產(chǎn)品設(shè)計有關(guān)的人的生理學和心理學的研究。拖拉機駕駛室設(shè)計的主要內(nèi)容包括:座椅的設(shè)計、儀表盤和操縱裝置設(shè)計以及降低噪聲設(shè)計等方面。

　　2.1駕駛座椅設(shè)計

　　一般來說,座椅可分為工作椅、操作用座椅和駕駛用座椅。駕駛用座椅的基本要求相差較大。駕駛座椅的特點是:作業(yè)空間有限,連續(xù)作業(yè)時間較長,操作頻繁,要求精力集中等。為了便于駕駛員操作,駕駛室操縱件與駕駛員身體不能發(fā)生干涉。根據(jù)人體關(guān)節(jié)與駕駛室之間的幾何關(guān)系,推導出舒適角計算公式,以舒適角在舒適范圍內(nèi)和轉(zhuǎn)向盤與身體不發(fā)生干涉為約束條件,確定合理的跨點高度、座椅水平調(diào)節(jié)量、靠背椅調(diào)節(jié)范圍和轉(zhuǎn)向盤位置及傾角,然后利用計算結(jié)果繪制駕駛員上下視野極限,進行校正,找到合適點。

　　2.1.1座椅尺寸設(shè)計

　　2.1.1.1椅面高度。椅面過高會使大腿肌肉受壓,椅面過低就會增加

　　背部肌肉負荷,駕駛座椅的椅面高度應(yīng)低些。

　　2.1.1.2椅面寬度。在空間允許的條件下,以寬為好。但對于駕駛座椅來講,駕駛員坐姿單一,不涉及變換姿勢,通常設(shè)計應(yīng)以滿足最寬人體需要為準。

　　2.1.1.3椅面深度。椅面前緣與小腿之間留有適當距離,以保證大腿肌肉不受擠壓,腿彎部分不受阻礙。

　　2.1.1.4靠背高度及寬度。靠背的高度和寬度與坐姿肩高和肩寬有關(guān)。

　　2.1.1.5靠背傾角。靠背傾角是指靠背與椅面水平方向的夾角。

　　2.1.1.6椅面傾角。主要考慮到為了防止人體臀部向前滑動,此角不易過大,否則會增加大腿下平面與坐墊前緣的壓力,從而減少雙腳著地的負荷,阻礙血液循環(huán),引起身心疲勞。

　　1985年,SAE就推出了SAEJ1517標準,用來確定滿足一定百分位的駕駛員H點的位置。H點人體模型中的H點是人體身軀與大腿的連接點,即跨點(HipPoint),它是與操作方便性及坐姿舒適性相關(guān)的車內(nèi)尺寸的基準點。在SAEJ1517中推薦了不同百分位的一組適意駕駛位置時H點的位置線,其中每一條曲線都表征了H點位置與定位參考點之間的水平和垂直方向的位置關(guān)系。

　　1993年Jean2Mark等人在其發(fā)表的文章中提出了求解H點分布位置的區(qū)域法。該方法綜合考慮了駕駛員舒適關(guān)節(jié)角度、踏板、轉(zhuǎn)向盤和前方視野要求對駕駛員座椅位置的影響,可以求得滿足要求的H域。此外,還提出了一種坐墊傾角、座椅靠背角和座椅調(diào)節(jié)軌跡的優(yōu)化設(shè)計方法。

　　針對SAE適意線法的不足,借鑒了Jean2Mark等人的區(qū)域法思想,并經(jīng)過大量的研究之后,陳明華提出了更加合理的座椅位置布置的多功能區(qū)域法,包括以下幾部分:

　　1、舒適性約束法。以駕駛員下肢的關(guān)節(jié)角度的舒適性作為約束來計算H點分布區(qū)域。

　　2視野約束法。以保證駕駛員足夠的前方視野為約束條件計算H點分布區(qū)域。根據(jù)人體工程學,眼睛舒適度為水平上下15?,頭部舒適度為水平上下30?,將選擇的H點代入,分別校核出第5百分位女子駕駛員和第95百分位男子駕駛員的視野是否滿足要求。為支撐上肢,座椅兩邊應(yīng)有扶手,尺寸和角度均應(yīng)符合人體尺寸要求。具有旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)功能,有充足的旋轉(zhuǎn)范圍,滿足使用者工作的需要。

　　3頂蓋約束法。以保證駕駛員必要的頭部空間為約束計算H點分布區(qū)域。

　　4腿部空間約束法。將駕駛員腿部空間的統(tǒng)計范圍作為約束計算H點分布區(qū)域。

　　5轉(zhuǎn)向盤約束法。通過約束轉(zhuǎn)向盤輪緣到大腿中心線的最小距離H和到軀干中心線的最小距離來計算駕駛員H點分布區(qū)域。

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