基于人机工程学的玉米联合收割机驾驶室设计

１ １ 座 椅 尺 寸 ．
是否满足要 求。为 了支撑 上肢 ， 座椅 两边应 有扶 手 ， 尺寸和角度均应符合人体尺寸要求 ， 有旋转调节功 具
能 ， 充 足 的 旋 转 范 围 ， 足 使 用 者 工 作 的 需 要 。三 有 满
是顶盖约 束法 ， 以保 证 驾驶 员必 要 的头 部空 间 为约
知， 墨绿色和淡黄色仪表面分别配上 白色和黑色刻度 时， 其误读率最小 。 Ｊ
２０ ０ ５年 ， 张鑫 等 研 究 了仪 表 盘 的 多 功 能 性 ， 仪 把
仪表盘是精确反映行驶车况和作业情况 的唯一装 置， 如何设 计好仪表 盘的各项功 能 ， 并合 理布置是非 常重要的。刘昱在 ２ ０ ０４年对仪表盘做 了研究 ， 各 种仪表和信号指示 器应 组装在一块仪 表盘上 ， 仪表 盘 的空间位置 应使 驾驶员不 必运动 头部和 眼睛就能看 清全部仪表 ， 至少应在头 和眼的 自然转 动范 围内 ， 或 从而使驾驶员对玉米收割机作业情况 了如指掌 。
骨 骼 受力 不 均 ， 而 导 致 腰 酸 背 痛 现 象 的产 生 。研 究 从
的盘面最小刻度为 ０ ５ ｍ。刻度线的类型为 ： ．ｍ 当视距 为 时 ， 长刻度线长度 ＝ ／ ０ 中刻度线长度 ＝ ／ ２ ； Ｌ９； Ｌ １５ 短刻度线长度 ＝ ／ ０ 。 Ｌ ２０ ２ １３ 字 符 ．． 字符的形状 、 大小 和立位直 接影 响着误 读效 率 ， 字符 的设 计 应 力要 求 能清 晰 地 显 示信 息。试 验 表 明 ： 以正体 字 的误 读率 为 １０ ， 隶 书字体 的 若 ０％ 则
离， 以保证大腿肌肉不受挤压 ， 腿弯部分不受阻碍 。
４ 靠背 高度及 宽度 。靠背 的高度 和宽度与 坐姿 ）
肩 高和 肩 宽有 关 。
５ 靠背倾 角 。靠背倾 角是指 靠背 与椅面水平 方 ）
向 的夹 角 。
作者 的作业要求 ， 而且能使驾驶员操作方便 、 舒适 、 安 全， 减少体力疲劳和精 神负担 ， 使人 一 一 机 环境 系统总
姿 势 ， 常 设 计应 以满 足最 宽人 体 需 要 为准 。 通 ３ 椅 面 深 度 。椅 面 前 缘 与 小 腿 之 间 留 有 适 当 距 ）
科学 ， 主要研究 工程技术设 计如何 与人体尺 寸 、 生理 和心理特性相适应 的问题 ， 目的在于获得最 高效率 其
及 作 业 时 的 安 全 和 舒 适 。玉 米 联 合 收 割 机 的 驾 驶 室 是 操 作 者 的 作 业 场 所 ， 驾 驶 室 的设 计 中 ， 用 人 机 在 应 工程 学 的 目的 就 是 使 所 设 计 的 驾 驶 室 不 仅 能 满 足 操
ｒ ｘ ６ ０ ６＠ ｑ ． ｏ 。 ｅ ５９ ０ ９ ｑ ｅｍ
计算驾驶员 点分布区域 。
１２ 座 椅 结 构 ．
为 了保证坐垫上合 理的体压分布 ， 坐垫应坚 实平
２１ ０ １年 １ ０月
农 机 化 研 究
第 ｌ ０期
坦。太软的椅子容易令使用 者曲起 身子 ， 身肌 肉和 全
１ 驾驶座 椅设计
一
般来说 ， 椅可 分为工 作椅 、 作用 座椅 和驾 座 操
置的多功能区域法＿ ： ５ 一是舒适性 约束 法 ， 以驾驶员 下肢关节角度 的舒 适性作 为 约束 ， 来计 算 Ｈ点 （ ｉ Ｈｐ ｐ ｎ） ｉ ｔ分布 区域。二是视野 约束法 ， ｏ 以保 证驾驶 员足 够的前方视 野为约束条件 ， 计算 Ｈ点分布 区域 。根据
束， 计算 日点分 布区域 。四是腿部 空 问约束法 ， 将驾
驶 员腿 部 空 间 的统计 范 围作 为 约 束 ， 算 日点 分 布 区 计
１ 椅面高度 。椅面过高会 使大腿肌 肉受压 ， ） 椅面
过低就会增加背部肌 肉负荷 ， 驾驶座椅 的椅 面高度应
低些 。
域。五是转 向盘约束法 ， 通过约束转 向盘轮缘到大腿
度应 与 最小 刻 度 线等 宽 ， 刻 度距 离 １６ 距 ．ｍｍ为 宜 。 ２ １ ５ 仪表 的色 彩 匹配 ．．
２ 仪表盘 及操作装 置设计
２ １ 仪 表 盘 ．
为了精确 的判读 ， 仪表 盘 颜 色应 有鲜 明的对 比 度 。经对仪表颜 色与误读率 的关系进行研究 、 比较可
２ １ １ 刻度 盘 的形状 和 大小 ．．
表盘设计分为显示部分 和声音部分 。当出现故 障时 ， 必须有故 障提示音 ； 当果穗箱 的玉米装满后 ， 须发 必
出提示果穗 已满 ； 当倒车时 ， 语音提示倒车等 ， 倒果 倾
穗 时 必须 有 提示 音 。 ２ ２ 操纵 装 置设 计 ．
体性 能达 到最 优 。
６ 椅 面倾 角 。主要考 虑到 为 了防止 人体臀部 向 ）
前 滑 动 ， 角 不 易 过 大 ， 则 会 增 加 大 腿 下 平 面 与 坐 此 否
垫前缘 的压力 ， 而减少双脚着 地的负 荷 ， 从 阻碍血液 循环 ， 引起身心疲劳 。 Ｊ
陈 明华 经 过 大量 的研 究 之 后 ， 出 了 座 椅 位 置 布 提
筋线 而非连杆 ， 这样 既能简化操 纵系统 的结构 ， 又能 实现空间位置的灵活机动。 在布置控制器 或显示 器 时， 还应 考虑 功能性 ， 即
来确定刻度的最小尺寸。最小尺寸一般在 １ ２ ５ ｍ — ．ｍ
之间选取 ， 必要时可采 用 ４～ ｍ ８ ｍ。刻 度线 的最小值
受材料 限制。钢和铝的盘面最小刻度为 １ ｍ， ｍ 铜和锌
表 明 ： Ｊ 过于松软 的椅 面 ， 使臀部与大腿 的肌 肉受 压 面积增 大 ， 不仅增加 了躯干 的不稳定 性 ， 而且不易 改 变坐姿 ， 容易产生疲劳 。依据靠背上体压分布不均 匀 原则 ， 在座椅靠 背设计 时应保证有靠背 两点支 承， 也
就 是人 体 背 部 和腰 部 的合 理 支承 。
室 之 间 的几 何 关 系 ， 导 出 舒 适 角 计 算 公 式 ， 推 以舒 适
为水平上下 ３ 。将选择 的 点代人 ， ０， 分别校核出第 ５
百 分位 女 子 驾驶 员 和 第 ９ ５百 分 位 男 子 驾驶 员 的 视 野
角在舒适范 围 内和转 向盘 与身体不 发生 干涉 为约束 条件 ， 确定合理的跨点高度 、 椅水平调节量 、 座 靠背椅 调节 范围和转向盘位 置及倾 角 ， 然后利用计算 结果绘 制驾驶员上下视野极限 ， 进行校正 ， 找到合适点 ］ 。
元件 ， 要想 使座椅获 得较低 的振 动传 递率 ， 使座椅有
较高 的振动舒适性 ， 必须采用合适 的坐垫和靠背减振 材 料 。根据 驾 驶 室 的微 气 候 环 境 ， 整 座 椅 表 面 的 温 调
￡ 视距 ； 一
一
式中 日 一字符高度 ； 最小视角 ， 其数值 由试验决定 ， 通常取值为
标度数字原则 ： 指针运 动盘 面固定 的仪表 ， 标度
的数 字 应 直排 （ 立 位 ） 正 。最 大刻 度 必 须 标 数 字 ， 针 指
在仪表面 内时， 面足够大 ， 数字应 在刻度的外侧 。 盘 则
２ １ ４ 指 针 ．．
指针 的大小 、 宽窄 、 短和色彩 配置 等必须 符合 长 驾驶员的生理与心理特征。指针 的形状应 以头部尖 、 尾部平 、 中间等宽为好 ， 形状尽 可能简单 ； 指针尖 的宽
其形状主要取决于仪表的功能和人 的视觉运动规 律， 不同形状刻度盘 的误读率亦不 同。刻度盘 的大小
有关操纵 台布置 的几项 原则 ： 常运行 时 ， 用 正 使 的操 纵装 置 均 应 靠 近 驾 驶 员 ， 可 能 集 中在 操 纵 台 尽 上 ； 有正 常运行期 间受监 视ｌ 控制设备 ， 所 的 应在 驾驶 员清晰 的视 野之 内， 且尽 可能集 中在操纵 台上 ， 驾驶 室的所有装置可 由单人操作 Ｊ ； 。 为保证 玉米 收割
１ ～３ 。 ０ ０
湿度 特性 ， 以适 当调节人体代谢 ， 到减轻疲劳 的 可 达
目的。在设计座椅时 ， 必须使其具有抵 抗横 向振动 的 能力＿ 。座椅靠背后倾斜使腰部 背部得 到依 靠 ， ８ Ｊ 加之 靠背衬 垫的适度柔 软性 ， 使摩擦力增 大 ， 致 可缓冲横 向振动对人 体 的冲击 ， 同时靠背两侧稍 隆起 、 椅面 的 形状两边 向上隆起 ， 也能 减轻人体 的横 向移动趋势 ， 使人感觉乘 坐舒适。 玉米联合收割机 的驾驶 室一般要 有副座椅 ， 玉米 收获季节通常是长时间高强 的作业 ， 多个 驾驶 员轮流 作业以减少疲劳 ， 同时副驾驶 员可以协 助驾驶员进行 作业和操作 ， 保障了作业的安全性 。
１ ３ 座 椅 材料 选 择Fra bibliotek ．误读率可达 １４ ， ５ ％ 越是对字体修饰 ， 误读率越高。在
刻度大小已定的条件下 ， 字符高度通 常取 Ｌ ２ ０ 也可 ／０ ， 按下式计算 ， 即
／＝ Ｌ ３０ ０ － （ ／ ６ ０） ／ （） １
座椅材料 的选择主要考虑到振 动舒适性 以及座椅 对人体热环境 的影 响。座椅 材料是 座椅 的主要减 振
联 合 收 割 机 驾驶 室 的设 计 进 行 分 析 ， 分 考 虑 人 的 因 素 ， 其 更 适 宜 于 人 的 操 作 ， 效 发 挥 驾 驶 员 和 设 备 的作 充 使 有 用 ， 而使 玉 米 联 合 收 割机 驾驶 室 的人 一 一 境 系 统 总 体性 能 达 到 最 优 。 从 机 环 关键 词 ：人 机 工 程 学 ；环 境 ；玉 米 联合 收割 机 驾 驶 室
人体 工 程学 ， 睛舒 适 度 为水 平 上 下 ｌ 。头 部 舒 适 度 眼 ５，
驶用座椅 。驾驶用座椅 的基本要求 相差较大 ， 其特点 是作 业空 间有 限、 连续作 业时 间较 长 、 作频 繁及要 操 求精力集 中等。为了便于驾驶员操作 ， 驾驶 室操纵件 与驾驶员 身体不 能发生 干涉 。根据人 体关 节与 驾驶