基于驾驶员生物力学特性的拖拉机座椅位置参数优化

作     者：徐红梅 王启超 张文杰 杨浩 张国忠 Xu Hongmei;Wang Qichao;Zhang Wenjie;Yang Hao;Zhang Guozhong

作者机构：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 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2022年第38卷第22期

页      面：32-40页

核心收录：

学科分类：082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(52175232 51875230) 

主　　题：拖拉机 座椅 肌肉激活程度 生物力学 建模 表面肌电测试 

摘      要：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472.1mm,垂直高度为465.3mm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。