【驾驶室座椅中的人机工程学分析2100字】

驾驶室座椅中的人机工程学分析目录TOC\o"1-3"\h\u5904驾驶室座椅中的人机工程学分析 1160201.1驾驶室座椅静态舒适性分析 251601.2驾驶室座椅动态舒适性分析 3从上个世纪50年代人机工程学开始迅速发展，人机工程学应用理论知识、实用原则和数学工具对人、机器和环境之间的关系进行研究，是一门建立在很多基础学科之上的综合交叉学科[31-32]，如图1.1所示。图1.1人机工程学科组成Figure1.1CompositionofErgonomics玉米联合收获机座椅人机工程学属于人机工程学的一部分，是将人机工程学的原理应用在座椅设计上，将人体安全称心和健康舒适作为研究中心，以人—机—环境三者相结合的系统为对象的一门学科，它们之间的相互关系如图1.2所示。图1.2玉米联合收获机座椅的人-机-环境关系Figure1.2Man-machine-environmentrelationshipofcorncombineseat以提高驾驶员舒适性为目标，分析影响驾驶员身体的各个因素，对于整体性能进行优化，使驾驶室座椅人机工程达到最优状态[33]。驾驶室座椅静态舒适性、动态舒适性、操作舒适性等都属于玉米联合收获机驾驶室座椅人机工程学的研究内容。1.1驾驶室座椅静态舒适性分析玉米联合收获机驾驶室座椅静态舒适性主要研究的是座椅尺寸，人体坐姿时体压分布，座椅材料的舒适度等[34]。一般根据人体尺寸数据，研究座椅静态结构尺寸，包括玉米联合收获机驾驶室座椅的座椅座宽、座高、座深、靠背宽度、高度、椅面倾角等参数，座椅对人体的支撑效果对座椅的舒适性有巨大的影响，因此通过对人体特征进行分析，得到座椅设计关键点，就能确定座椅的整体尺寸。这样对座椅结构进行的深刻研究对建立汽车座椅静态舒适度研究系统有一定帮助。驾驶员的重量作用在座椅的座垫和靠背上，此时座椅上压力的分布情况即为座椅体压分布[35]。人处于坐姿时，合理的体压分布对于人体健康很重要，座垫上的压力分布遵循一定的人体生理特征，其中人体臀部最为适合承重，所以座椅座垫上的压力人体臀部坐骨结节处的最大，以此为中心，向周围逐渐减小，直至大腿与座垫前端接触时压力达到最小，这样才能保证压力分布是科学合理的，判定座椅舒适性的主要因素也是体压分布的均匀性和合理性。为保证合理的压力分布，座椅的座垫也应具备一定的硬度以及平坦度，座垫过硬和过软都会产生问题。如果座垫过于柔软，人体臀腿部与座椅的接触面积会增大，全身肌肉和骨骼受力不均匀，不仅会产生局部组织血液回流受阻，也会容易产生腰酸背痛的感觉，且松软的座垫不利于驾乘人改变坐姿，长时间的保持一个坐姿容易产生疲劳，影响驾驶员的舒适性和驾驶操作。如果座垫太坚硬，座垫与人体不够贴合，会使坐骨结节错位受压不正常，使驾驶员的血液流通受阻，产生疲劳感，对驾驶员工作效率产生影响，座椅座垫合理的体压分布如图1.3所示。图1.3人体在座垫上合理体压分布（kPa）Figure1.3Reasonablebodypressuredistributiononthecushion(kPa)座椅靠背上的体压分布主要集中在肩胛骨和腰椎两处，并以此为中心向四周减小。因此在设计时中要考虑靠背的高度与人体数据尺寸之间的关系，靠背形态与人体背部贴合程度，合适的座椅靠背为驾驶员提供有力支撑，使驾驶员在驾驶时处于一种放松的状态，避免引起腰肌劳损[36]。对于玉米联合收获机驾驶员座椅，驾驶员处于工作状态时，身体会处于一种前倾的状态，此时腰椎受到的压力最大，肩胛骨与座椅靠背接触减少，座椅靠背的合理体压分布如图1.4所示。图1.4人体在靠背上合理体压分布（kPa）Figure1.4Reasonablebodypressuredistributionofhumanbodyonbackrest玉米联合收获机驾驶室座椅座垫和靠背材料的透气性、吸水性影响了座椅的热舒适性，热舒适性不良，会导致驾驶员的身体不适，容易产生疲劳，频繁改变坐姿，导致驾驶室座椅静态舒适性过差。驾驶员乘坐时，热环境最佳范围是18℃-23℃[37]。1.2驾驶室座椅动态舒适性分析玉米联合收获机驾驶室座椅舒适性除了静态舒适性还要考虑动态舒适性问题，动态舒适性与振动特性有关系，振动通过为人体提供支撑的座椅传递给驾驶员。玉米联合收获机在行驶过程中驾驶员会受到因路面不平和车速变化引起的机械振动，产生生理和心理上的反应[38]。人体能承受的振动强度有限，超过一定范围时，人体会感到不适，可能表现为头晕、耳鸣、腹部疼痛等，严重影响驾驶员的注意力，操作效率等，长此以往也会导致人体的内脏器官产生疾患。人体系统是复杂的，不同器官有不同的固有频率。当驾驶员受到的振动频率接近器官共振频率时，将导致器官共振，从而产生相对位移。影响驾驶员的协调性，无法对机器实施最佳控制，人体也会产生不舒适感，严重地甚至会伤害人的腰椎住和神经系统，危及驾乘人的身体健康。为了降低在玉米联合收获机工作过程中传递的振动，可以对轮胎、车辆悬架或座椅动态参数进行调整。选择前两项进行调整后虽然能提高收获机的平顺性，但是也会对收获机产生其他不良影响，如降低轮胎使用寿命，增加成本，影响制动稳定性，存在一定安全隐患。与之相比，对座椅的动态参数的调整与优化不仅能降低振动对驾驶员的影响，同时对收获机性能也没有不良影响。座椅合理的动态参数不仅能降低振动强度，还不能与人体共振频率产生冲突[39]，座椅动态舒适性分析流程如图1.5所示。座椅的输入激励是收获机从田间不平的路面驾驶经过得到的，输入激励经过轮胎、车辆地板和座椅，