拖拉机驾驶室人机优化的方法

拖拉机驾驶室人机优化的方法主要包括以下几个方面：

1.基于RULA方法的人机优化：这种方法是一种基于肌肉失调风险评估的人机工程研究方法，主要影响因素是各个关节的角度。在上肢快速评估法当中，影响上肢失调状态的主要是各个关节的角度，当各个关节处于合适状态时，人体上肢关节的活动范围，以此为基础，可以建立人体上肢的数学模型，利用MATLAB软件进行仿真实验，最终得出各个操纵装置的最优尺寸范围。这种RULA评价方法可以应用于拖拉机驾驶室的操纵装置的空间布局当中，结合RULA评价体系筛选各个操纵部件的操纵特点，分析拖拉机驾驶室各个操纵部件的操纵特点，如操作务繁多、作业环境复杂、作业条件恶劣,导致拖拉机驾驶员的劳动强度非常大。

2.有限元分析及优化设计：这种方法是根据有限元理论应用在拖拉机驾驶室设计上，使得驾驶员能安全地进行工作。通过建立拖拉机驾驶室结构的实体模型，得到其有限元模型，利用ANSYS有限元分析软件模拟了该拖拉机驾驶室静载试验的后推、后压、侧推、前压、前推的试验过程。分析表明，该驾驶室受到的最大应力值小于材料的强度极限，满足设计的要求。此外，对驾驶室进行了模态分析，计算出驾驶室的模态振型与相应的固有频率，通过固有频率与振型从整体上考虑驾驶室的局部强度问题。最后，对驾驶室各组件进行参数化建模，以驾驶室的板厚作为设计变量，以驾驶室总质量为设计目标，运用ANSYS软件优化模块，得出了最优化的驾驶室各组件的厚度尺寸，降低了驾驶室的质量，节约了原材料。

3.人机系统的构建：这种方法主要是通过CATIA软件建立驾驶室全尺寸模型和中国人体三维模型并组成人机工程系统，之后采用CATIA人机工程模块对不同体型驾驶员在拖拉机驾驶室内的坐姿、操纵台可达性以及工作视野等进行仿真分析与研究，并对驾驶室总体布局的合理性进行评价。例如，通过确定实际丑点的方法，可以确定模型的丑点。鉴于拖拉机属于B类车范畴,其驾驶员男女比例一般介于90:10至95:5之间,因此可根据公式。

确定驾驶室中的H点与人体脚跟着地点(AHP)的水平距离X。根据H点示意法,首先应估算出实际H点与确定的加速踏板踵点位置的垂直距离,即Z值,其值一般应取450?520mm之间.由于东方红LX854型拖拉机座椅表面距AHP的垂直距离为400mm,而人体正常坐姿下第5,50,95百分位人体模型大腿厚依次为112,130,151mm,根据经验分别选取Z95为490mm,Z50为470mm,Z5为450mm.代入式(1)得

结合GB/T6235—2004《农业拖拉机驾驶员座位装置尺寸》H点推荐取值范围即可确定不同百分位驾驶员实际H点的位置,从而实现三维人体模型在驾驶室中的定位.最终P5,P50,P95驾驶员模型实际H点在(X,Z)上的坐标分别为(550mm,450mm),(620mm,470mm),(680mm,490mm)，Y方向上的位置与座椅纵向中心面的位置一致。由此即可确定不同百分位人体模型实际H点的空间位置。

以上三种方法都可以有效地优化拖拉机驾驶室的人机工程学设计，提高驾驶员的操纵舒适性。