基于驾驶员生物力学特性的拖拉机座椅位置参数优化

S219.1; 座椅为拖拉机与驾驶员的主要接触部件,其参数设计与优化对提高驾驶舒适性具有重要意义.该研究采用生物力学软件AnyBody建立驾驶员-驾驶环境生物力学耦合模型,并以小、中、大体型驾驶员为研究对象,以拖拉机座椅靠背倾角、水平距离及垂直高度为参数,以竖脊肌、多裂肌、腹直肌及腹外斜肌激活程度为评价指标,分析研究座椅位置参数对驾驶员腰部肌肉生物力学特性的影响规律,确定座椅最佳位置参数;以课题组研制的多自由度驾驶平台为基础,按照上述参数调节座椅位置,测试计算不同体型驾驶员腰部4个主要活动肌群的激活程度,并将测试结果与仿真分析结果进行对比,发现二者具有较好一致性,通过调整座椅参数能有效提升驾驶...

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Published in农业工程学报 Vol. 38; no. 22; pp. 32 - 40
Main Authors 徐红梅, 王启超, 张文杰, 杨浩, 张国忠
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 华中农业大学工学院,武汉 430070%农业农村部长江中下游农业装备重点实验室,武汉 430070 2022
Subjects
生物力学
拖拉机
建模
座椅
肌肉激活程度
表面肌电测试
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ISSN1002-6819
DOI10.11975/j.issn.1002-6819.2022.22.004

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Abstract S219.1; 座椅为拖拉机与驾驶员的主要接触部件,其参数设计与优化对提高驾驶舒适性具有重要意义.该研究采用生物力学软件AnyBody建立驾驶员-驾驶环境生物力学耦合模型,并以小、中、大体型驾驶员为研究对象,以拖拉机座椅靠背倾角、水平距离及垂直高度为参数,以竖脊肌、多裂肌、腹直肌及腹外斜肌激活程度为评价指标,分析研究座椅位置参数对驾驶员腰部肌肉生物力学特性的影响规律,确定座椅最佳位置参数;以课题组研制的多自由度驾驶平台为基础,按照上述参数调节座椅位置,测试计算不同体型驾驶员腰部4个主要活动肌群的激活程度,并将测试结果与仿真分析结果进行对比,发现二者具有较好一致性,通过调整座椅参数能有效提升驾驶员腰部舒适性.对于小体型驾驶员,当座椅靠背倾角为9.7°,水平距离为472.1 mm,垂直高度为465.3 mm时,4个肌群总的激活程度最低,驾驶员腰部舒适性最高;对于中体型驾驶员,座椅最适靠背倾角为13.9°,水平距离为495.6 mm,垂直高度为485.3 mm;对于大体型驾驶员,座椅最适靠背倾角为14.8°,水平距离为526.4 mm,垂直高度为520.7 mm.研究成果可为农机装备座椅位置参数优化提供一种新思路.
AbstractList S219.1; 座椅为拖拉机与驾驶员的主要接触部件,其参数设计与优化对提高驾驶舒适性具有重要意义.该研究采用生物力学软件AnyBody建立驾驶员-驾驶环境生物力学耦合模型,并以小、中、大体型驾驶员为研究对象,以拖拉机座椅靠背倾角、水平距离及垂直高度为参数,以竖脊肌、多裂肌、腹直肌及腹外斜肌激活程度为评价指标,分析研究座椅位置参数对驾驶员腰部肌肉生物力学特性的影响规律,确定座椅最佳位置参数;以课题组研制的多自由度驾驶平台为基础,按照上述参数调节座椅位置,测试计算不同体型驾驶员腰部4个主要活动肌群的激活程度,并将测试结果与仿真分析结果进行对比,发现二者具有较好一致性,通过调整座椅参数能有效提升驾驶员腰部舒适性.对于小体型驾驶员,当座椅靠背倾角为9.7°,水平距离为472.1 mm,垂直高度为465.3 mm时,4个肌群总的激活程度最低,驾驶员腰部舒适性最高;对于中体型驾驶员,座椅最适靠背倾角为13.9°,水平距离为495.6 mm,垂直高度为485.3 mm;对于大体型驾驶员,座椅最适靠背倾角为14.8°,水平距离为526.4 mm,垂直高度为520.7 mm.研究成果可为农机装备座椅位置参数优化提供一种新思路.
Author 张文杰
张国忠
徐红梅
王启超
杨浩
AuthorAffiliation 华中农业大学工学院,武汉 430070%农业农村部长江中下游农业装备重点实验室,武汉 430070
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