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联合收割机驾驶室驾驶舒适性的人机工程设计

作　者: 王余锐
导　师: 王金武
学　校: 东北农业大学
专　业: 农业机械化
关键词: 联合收割机驾驶室驾驶舒适性仿真
分类号: S225
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 72次
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内容摘要

当前农户对联合收割机的要求已不仅仅局限于其收获的功能，驾驶的舒适性也逐步成为农户考量联合收割机综合性能的一个重要因素。而较之国外，国内的人机工程在农业领域应用甚少，人机工程学在农业领域的应用将成为必然趋势。本文针对当前国内某典型联合收割机的驾驶室存在的人机工程学问题进行改进设计，运用人机工程学的相关知识，结合国外联合收割机驾驶室的成熟设计理念，对其进行改进设计，达到驾驶舒适性的目的。本文主要做了以下工作：（1）H点的优化设计。结合联合收割机作业特点，以人体H点作为驾驶室布置的基准点，将坐姿舒适性、操纵轻便性和视野宽敞性的要求与坐姿角相结合，建立人体坐姿数学模型，应用LINGO软件，编写程序优化H点。（2）仪表元件的合理布局。将改进的TOPSIS方法引入联合收割机元件的布置应用上，对国内某联合收割机的开关按钮、操纵元件、指示灯元件以及仪表元件进行重要性排序，并以此为理论依据进行驾驶室的合理布局。（3）驾驶室操纵元件的设计和布局。参考国内外联合收割机人机工程设计方法，对联合收割机座椅、方向盘、仪表板、脚踏板和操纵杆等元件进行设计和布置。（4）CATIA人机仿真分析。利用CATIA人机工程分析模块，对所设计的驾驶室进行包括驾驶员的坐姿、控制台的可达性以及视野等方面的仿真分析，验证驾驶室总体布局的合理性。（5）主客观对比实验。对改善前后的联合收割机驾驶舒适性分别进行主观和客观的对比实验，验证改善后的驾驶室的舒适性程度。

全文目录

摘要  8-9
Abstract  9-11
1 引言  11-17
  1.1 研究的目的和意义  11-12
  1.2 国内外研究动态  12-14
    1.2.1 国内研究动态  12-13
    1.2.2 国外研究动态  13-14
    1.2.3 发展趋势  14
  1.3 课题研究的主要内容和方法  14-15
  1.4 技术路线  15-17
2 驾驶室设计相关的人机工程学  17-24
  2.1 人机工程学概述  17-20
    2.1.1 人机工程学概念  17
    2.1.2 人机工程学的发展  17-18
    2.1.3 人机工程学研究的内容  18-19
    2.1.4 人机工程学研究的方法  19-20
  2.2 人体尺寸测量  20-22
    2.2.1 人体尺寸数据的部分特性  20
    2.2.2 人体测量中的主要统计函数  20-21
    2.2.3 人体测量的尺寸修正量  21-22
  2.3 现有联合收割机驾驶室存在的人机工程问题  22-23
  2.4 本章小结  23-24
3 联合收割机驾驶室内部元件设计  24-44
  3.1 H 点设计  24-28
    3.1.1 H 点定义  24
    3.1.2 H 点确定方法  24-25
    3.1.3 H 点域求解  25-28
  3.2 驾驶室座椅设计  28-32
    3.2.1 人体坐姿舒适性  28-29
    3.2.2 人体坐姿体压分布  29
    3.2.3 座椅主要设计部位  29-32
  3.3 驾驶室操纵装置设计  32-37
    3.3.1 方向盘的设计  33-34
    3.3.2 手操纵杆的设计  34-35
    3.3.3 操纵台的设计  35-36
    3.3.4 脚踏板的设计  36-37
  3.4 驾驶室仪表板的设计  37-43
    3.4.1 仪表板的设计原则及外形设计  37-38
    3.4.2 仪表板的显示元件设计  38
    3.4.3 仪表板的控制元件设计  38-39
    3.4.4 仪表板元件的布置设计  39-43
  3.5 本章小结  43-44
4 联合收割机驾驶室总体布局设计  44-50
  4.1 驾驶室内部空间布置概述  44-45
    4.1.1 作业空间概述  44
    4.1.2 驾驶室作业空间设计原则  44-45
  4.2 驾驶室内部元件布置  45-49
    4.2.1 手伸及界面确定  45-46
    4.2.2 方向盘的布置  46-48
    4.2.3 手操纵控件及操纵台的布置  48
    4.2.4 脚操纵装置的布置  48-49
  4.3 本章小结  49-50
5 联合收割机驾驶室人机系统舒适性评价  50-65
  5.1 基于 CATIA 的联合收割机驾驶舒适性的评价  50-53
    5.1.1 驾驶员坐姿仿真  50-51
    5.1.2 操纵台可达性仿真  51-52
    5.1.3 驾驶员视野模拟  52-53
  5.2 联合收割机驾驶舒适性的试验研究  53-64
    5.2.1 试验简介  53
    5.2.2 被试选择  53-54
    5.2.3 驾驶舒适性主观调查问卷  54-55
    5.2.4 驾驶舒适性试验  55-56
    5.2.5 试验数据的分析与处理  56-64
  5.3 本章小结  64-65
6 结论  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-70
攻读硕士学位期间发表的学术论文和专利  70

联合收割机驾驶室驾驶舒适性的人机工程设计

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