基于人机工效学的农机座椅自动调平系统设计与试验

针对拖拉机在高低垄犁地作业过程,驾驶舱倾斜导致驾驶员坐姿变化,影响驾驶员乘坐舒适性的问题,设计了结构紧凑的座椅椅面调平机械装置,并基于单片机开发了调平装置控制器,调平精度为0.67°。为了提高调平过程中驾驶员的乘坐舒适性,搭建了模拟拖拉机座椅倾斜状态试验台,研究了试验台中座椅倾斜不同角度情况下对驾驶员上躯干姿态的影响。试验结果表明人体胸椎和腰椎投影偏移随着座椅倾斜角度的增加而增大,但座椅倾斜3°时投影偏移远小于倾斜5°时投影偏移,由此确定座椅调平系统工作阈值为3°。通过主观评价试验,确定座椅调平的速度为6~8mm/s时,驾驶员的舒适性较高。在东方红LX754型拖拉机上开展实车试验,结果表明,座椅调平后驾驶员的腰部受力更加均匀、调平系统对于驾驶员的操作性及适应性有促进作用,验证了该系统的实用性。     

大功率拖拉机驾驶室振动仿真与试验验证

针对路面不平度引起的拖拉机振动及驾驶员驾驶疲劳等问题，以大功率拖拉机为研究对象，基于车辆动力学理论建立六自由度人-椅-路面拖拉机振动模型，仿真拖拉机动态工况下人椅系统的振动传递过程。为验证模型的准确性，在田间及沥青道路上进行实车试验，测量动态工况下拖拉机座椅及人体头部、腰部、腿部的振动加速度，并与模型仿真结果进行对比；通过加速度响应的时域和频域分析，把加权加速度均方根值作为评价指标，对驾驶员的振动舒适性进行评价分析。结果表明：建立的人椅系统模型与振动试验的结果有很高的一致性，模型具有良好的预测效果，且驾驶员测量部位因振动产生的不舒适感由低到高为头部、腿部、腰部，为拖拉机减振及座椅设计提供了参考。     

六自由度拖拉机-人椅系统振动特性仿真研究

为了预测动态环境人-车-路系统中驾驶员的振动响应特性及驾驶舒适性,基于振动理论建立了六自由度拖拉机-人椅系统整车动力学模型,由Simulink搭建起仿真模型,通过输入一国产中型拖拉机的主要技术参数运行仿真程序,对仿真结果进行了时域及频域分析,并依据该拖拉机的实车试验结果验证了仿真结果的可靠性。仿真结果表明:随着路面等级的降低,拖拉机的人椅系统所受振动加速度响应幅值明显增大;人椅系统所受各向振动由大到小依次为垂直方向、侧倾方向和俯仰方向;该拖拉机人椅系统的固有振动频率为3Hz左右,其座椅舒适性有待改善。     

关于拖拉机驾驶座椅设计中的人机工程学问题

本文概括提出了拖拉机驾驶座椅设计中的人机工程学原理,并就驾驶座椅设计中的主要问题,从人机工程学角度进行了讨论,包括驾驶座椅的尺寸设计、位置设计、力学性能和具体悬架机构。文章还对拖拉机乘坐舒适性研究中的人—椅系统分析模型和计算机模拟设计问题作了简单介绍和分析讨论。     

农用车辆X型悬架座椅的随机振动系统模型

针对农村路面崎岖不平、农用车驾驶员对乘坐舒适性要求提高等问题,以减振理论为基础,通过非线性随机振动理论,建立农用车多自由度"人-椅-路面"非线性振动系统数学模型,利用Matlab软件进行人体加速度响应的分析求解,并通过ISO2631国际标准的振动舒适性曲线进行评价,采用正交回归设计方法优化农用车X型非线性座椅的各参数,为改进座椅的乘坐舒适性提供理论基础.路面试验表明:采用优化参数后,农用车X型悬架座椅的人体乘坐舒适性明显得到提高,减振能力平均提高40%左右.     

履带式联合收割机横向调平底盘设计

针对履带式联合收割机在不平坦地表作业时,车体倾斜角度大、收获效率低、驾驶舒适性差的问题,设计一种履带式联合收割机横向调平底盘。该调平底盘基于平行四边形原理设计,可实现底盘离地高度与横向倾斜角度的主动调节。设计底盘调平控制策略,可在联合收割机作业时自动调节车体横向倾斜角度。使用ADAMS与AMESim搭建机电液联合仿真平台,并针对调平底盘与传统底盘在同一条件下进行仿真分析。仿真结果表明:与传统底盘相比,在横向落差为130 mm的条件下调平底盘最大横向倾角降低约75%。同时搭建底盘调平试验台,进行静态调平与动态调平试验。静态调平试验表明:在系统调节范围内,调平误差小于0.5°,调节时间小于5 s。动态调平试验表明:在系统调节范围内,车身倾斜角度小于±1.5°。     

404 P型山地拖拉机液压调平系统设计与性能分析

为了促进国产山地拖拉机发展，选择自主研发的404P型山地拖拉机作为研究对象，对液压调平系统工作原理进行分析，建立车身高度和提升液压缸总长的函数关系，基于AMEsim软件平台构建液压调平系统的仿真模型并进行液压作业仿真。结果表明:当车身倾斜4°时液压系统调平时间为1.25 s，8°时调平时间为2.44 s，12°时调平时间为3.6 s。试验结果表明该液压系统基本满足实际作业需求。      

基于磁流变减振器的半主动车辆座椅悬架的控制仿真研究

通过建立在试验基础上的磁流变阻尼器的Binham模型,设计了半主动车辆座椅悬架系统的控制器,并在matlab中对系统进行了仿真分析。结果表明此控制器能有效地抑制座椅的垂向加速度,提高驾驶员的乘坐舒适性。     

手扶拖拉机X型座椅垂直方向振动的虚拟优化研究

采用虚拟样机技术建立多自由度的“人体-手扶拖拉机、X型座椅 -路面激励”的非线性振动系统模型,对手扶拖拉机的X型座椅主副压缩弹簧、拉伸弹簧结构参数进行了优化研究,有效提高了驾驶员的乘坐舒适性。     

铁牛-55型拖拉机驾驶座椅减振性能的改进设计

为了改善拖拉机的乘坐舒适性,本文讨论了拖拉机的简化模型和三个无源隔振座椅模型,用人体承受的总的加权加速度均方根值作为目标函数进行优化计算。并制成分段线性和动态耦合两种座椅样机,同铁牛-55型拖拉机原座椅一起进行道路对比试验,结果表明,两种新设计座椅的乘坐舒适性都得到了明显的改进效果,而且造价增加不多。从而表明,无源隔振座椅仍有其新的发展途径。     

改善履带式集材拖拉机行驶平顺性的研究

为了研究履带式集材拖拉机的行驶行顺性，将其简化为三自由度振动力学模型，以国产集材－５０型拖拉机对对象，进行了模拟计算和实地试验，其模拟计算结果与试验结果能较好吻合，此外还研究了各振动参数对行驶平顺性的影响，提出了改善平顺性的具体建议。     

拖拉机座椅悬架系统的研究及应用

为改善拖拉机的乘坐舒适性，本文建立并分析了３种不同的线性和非线性座椅悬架系统的动力学模型，编制了座椅悬架系统动态参数的优化设计程序。对铁牛－５５型拖拉机悬架系统的动态参数进行了优化设计。     

履带式联合收获机全向调平底盘设计与试验

针对履带式联合收获机在不平坦地表作业时，车体随地形起伏而倾斜，造成作业效率降低、驾驶员舒适性变差、安全性降低的问题，设计了一种履带式联合收获机全向调平底盘。该底盘由上架、下架、升降机构和电液控制系统组成，可实现联合收获机底盘倾斜时的自动与手动调节，纵向调节范围为-5°~7°，横向调节范围为-6.5°~6.5°，底盘最大提升高度为130mm。阐述了全向调平底盘的工作原理、电液控制系统结构与调平控制策略，进行了针对底盘性能的静态与动态调平的验证试验。静态调平试验对底盘前最低、后最低、左最低、右最低、左前最低、右前最低、左后最低、右后最低8种倾斜状态进行调平，结果表明，自动调平系统最长调节时间为8.2s,平均调节时间4.2s，倾斜度调节误差最大值为0.67°。动态调平试验针对自动调平控制、手动调平控制和固定地隙调平控制3种调平控制模式，进行了坡地、畦沟田块、水田等地形下的调平对比试验。在坡地与畦沟田块试验中，自动调平控制模式可以改善底盘的倾斜状态，提高底盘的稳定性；手动调平控制模式有一定的调节作用，但调节稳定性较差。在水田试验中，自动调平控制模式调平效果优于坡地与畦沟田块，说明在地形起伏较小的条件下，自动调平控制系统调平效果更好。动态调平试验表明，自动调平系统可以减小底盘倾斜度，提高底盘稳定性，增强联合收获机对不平坦地表的适应性。     

车载式拖拉机座椅舒适性测试系统的研究

应用美国模拟器件公司的ADXL105微型力平衡式加速度传感器、美国Cygnal公司F320型单片机组成车载式拖拉机座椅舒适性测试系统，系统易标定、成本低、供电方式简单。试验结果表明，在其他条件相同时，拖拉机座椅固有频率只要避开人体敏感的频率范围，座椅的舒适性就能得到明显的改善。     

丘陵山地拖拉机机身自平衡机构稳定性分析

针对丘陵山地拖拉机坡地适应性差,易翻倾,通过性差等问题,设计一种具有自动调平机构的504型丘陵山地拖拉机。整机采用机械传动,四驱轮式行走系统,两侧独立传动转向系统,平行四杆自动调平机构,可实现拖拉机姿态自动仿形调平。基于SolidWorks对拖拉机进行整机三维建模,运用ADAMS软件对虚拟样机进行侧倾稳定性动态仿真分析。结果表明: 自动调平机构调平动作范围732 mm,可在25°的坡地上保证车身横向水平。上坡极限翻倾角及下坡极限翻倾角均为45°,上坡纵向滑移角为33.69°,下坡纵向滑移角为16°,前后驱动轮越障高度为214 mm。调平状态下车身的最大侧倾角为37.5°,与理论计算35.93°非常接近。该机前后驱动桥均可进行独立调平,保证机身始终处于水平姿态,能够满足丘陵山地生产作业要求。     

手扶拖拉机X型悬架座椅的研究

为了改善手扶拖拉机驾驶员的乘坐舒适性能,本文给出了一种预紧的X型悬架座椅,并对该悬架进行了理论解析,测定了它的静态特性和手扶拖拉机在凹凸不平道路上行驶时的隔振性能,同时也与手扶拖拉机原海棉弹簧座椅及ISO2631中的振动规范曲线进行了比较。     

拖拉机－挂车机组平顺性的试验研究

在进行了铁牛─６５４单机和牵引双轴挂车机组平顺性道路试验的基础上，分析了在不同路面、不同机速和不同载荷工况下拖拉机挂车间的振动耦合对拖拉机─挂车机组平顺性的影响。文章还通过试验研究了挂钩间隙对拖拉机─挂车机组振动的影响。研究表明，拖拉机─挂车机组的平顺性比拖拉机单机平顺性差，消除或减小挂钩间隙可改善其平顺性。