拖拉機(jī)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)載具,主要用于牽引和驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械部件完成各項(xiàng)作業(yè)。舒適性是影響拖拉機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量與市場競爭力的重要因素,離合踏板作為重要操縱部件,是影響整車操縱舒適性的主要因素之一。本研究主要針對目前農(nóng)機(jī)裝備操縱舒適性定量研究較少且研究過程不夠系統(tǒng)化等問題,以拖拉機(jī)換擋操縱過程為研究對象,在對舒適性的概念深入研究的基礎(chǔ)上,探究拖拉機(jī)換擋操縱舒適性客觀評(píng)價(jià)與操縱過程數(shù)字化描述的方法,以期為操縱舒適性提供系統(tǒng)化的研究思路。本文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)對換擋操縱舒適性影響因素進(jìn)行深入分析,提出了換擋操縱舒適性的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。從人機(jī)交互過程中的動(dòng)力學(xué)特性對人體舒適性影響規(guī)律來定義操縱過程中的舒適性問題,從人體感知特性和力學(xué)特性兩方面入手,選取了平均踏板力(?)、曲線下面積_rA、沖量I_p、非線性度I以及最大分離力F_(max)五個(gè)參數(shù)作為拖拉機(jī)換擋操縱舒適性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。(2)針對目前多種評(píng)價(jià)方法結(jié)論不一致的問題,提出了一種基于離差最大化的拖拉機(jī)換擋操縱舒適性組合評(píng)價(jià)模型。以八臺(tái)農(nóng)用拖拉機(jī)為研究對象,采集其離合器踏板力和踏板行程數(shù)據(jù),以此為基礎(chǔ),分別采用灰色關(guān)聯(lián)分析、基于熵的綜合評(píng)價(jià)、信息熵排序、主成分分析、理想解法、改進(jìn)理想解法五種典型的評(píng)價(jià)方法對拖拉機(jī)的換擋操縱舒適性進(jìn)行評(píng)價(jià),并采用KENDALL協(xié)和系數(shù)法對五種評(píng)價(jià)結(jié)論的一致性進(jìn)行檢驗(yàn);之后,基于離差最大化思想,求解各種評(píng)價(jià)結(jié)論的組合權(quán)重,并對結(jié)論進(jìn)行組合,計(jì)算得到拖拉機(jī)換擋操縱舒適性的組合評(píng)價(jià)值;最后,參考李克特五分量表,對拖拉機(jī)換擋操縱舒適性進(jìn)行主觀評(píng)價(jià),并其將結(jié)果與組合評(píng)價(jià)結(jié)論進(jìn)行對比,結(jié)果發(fā)現(xiàn),組合評(píng)價(jià)結(jié)論與人體主觀評(píng)價(jià)結(jié)果具有較好的一致性。(3)針對舒適性評(píng)分值如何客觀的分級(jí)的問題,嘗試采用模糊聚類的方法進(jìn)行操縱舒適性等級(jí)區(qū)間的劃分。以舒適性評(píng)價(jià)指標(biāo)集為特征集,采用模糊C-均值算法對采集的數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行模糊聚類分析,并將樣本數(shù)據(jù)劃分為五類。根據(jù)舒適性評(píng)分值與評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的回歸關(guān)系,將五類數(shù)據(jù)樣本中包含四個(gè)特征的樣本點(diǎn)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的舒適性評(píng)分值;最后,根據(jù)每一類樣本點(diǎn)的概率分布函數(shù)的交點(diǎn)將評(píng)分值區(qū)間劃分為五個(gè)區(qū)間,即:0~0.31、0.31~0.54、0.54~0.69、0.69~0.80以及0.80~1,完成舒適性評(píng)分值等級(jí)區(qū)間的劃分。(4)為能探究操縱過程中的影響舒適性的負(fù)面因素,提出一種換擋操縱舒適性的單元分析模型。以拖拉機(jī)換擋操縱過程為研究對象,根據(jù)操縱裝置的物理特性和動(dòng)作特性,將換擋操縱過程劃分為四個(gè)單元,即自由行程單元、分離行程單元、進(jìn)擋單元以及接合單元。以物元模型為基礎(chǔ),通過引入時(shí)間約束,建立多動(dòng)作單元的耦合組,以此描述拖拉機(jī)換擋操縱過程。通過計(jì)算實(shí)際描述模型與目標(biāo)模型的貼近度,建立操縱舒適性評(píng)價(jià)的單元分析模型,并基于此模型對拖拉機(jī)的換擋操縱舒適性進(jìn)行定量分析與綜合評(píng)價(jià)。研究表明:離合器的分離行程對拖拉機(jī)操縱舒適性的影響最大;以載具1為例,其總體舒適性評(píng)分值為0.8359,該評(píng)分值與多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)的評(píng)分值(0.8156)非常接近;此外,該模型還給出了載具各個(gè)單元的評(píng)分值,其值可直接反映研究對象的每一個(gè)薄弱環(huán)節(jié);從各個(gè)單元的貼近度來看,其最薄弱的環(huán)節(jié)是進(jìn)檔單元(M3)。采用單元分析模型對操縱舒適性進(jìn)行評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)結(jié)果不僅可以反映部件的操作舒適程度,而且還可以對整個(gè)操縱過程中的負(fù)面環(huán)節(jié)進(jìn)行定位。這種方法可有效克服操縱舒適性概念的模糊性和總體評(píng)價(jià)的籠統(tǒng)性,避免主觀評(píng)判的不確定性。相關(guān)研究成果可為拖拉機(jī)操縱裝置的舒適性優(yōu)化設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。
【學(xué)位單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S219
【部分圖文】：

拖拉機(jī)換擋操縱舒適性評(píng)價(jià)方法研究本研究的拖拉機(jī)換擋數(shù)據(jù)采集自華中農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程訓(xùn)練中心，試驗(yàn)采集所用的傳感器主要有：上海狄佳傳感科技公司的 DJTZ-70 型腳踏板力傳感器、米朗MPS-S-1000-V1 拉繩式位移傳感器、北京思邁科華技術(shù)有限公司的 USB2611 數(shù)據(jù)采集卡、紐曼便攜汽車應(yīng)急移動(dòng)電源、以及筆記本電腦。

曼便攜汽車應(yīng)急移動(dòng)電源、以及筆記本電腦。圖 2-2 數(shù)據(jù)采集傳感器Fig. 2-2 DataAcquisition Sensor容邀請了具有一定駕齡的測試人員 5 名，采用的傳感器與參與測試出，這里不再贅述。進(jìn)行測試時(shí)，測試人員按正常換擋速度踩下、然后松開，每臺(tái)載具重復(fù)進(jìn)行 3 次。采集其離合器踏板力和行集 120 組數(shù)據(jù)。現(xiàn)場測試所采用的傳感器如圖 2-2 所示。以載具據(jù)如表 2-2 所示。圖 2-5 所示分別為拖拉機(jī)踏板操縱力隨時(shí)間與

圖 2-4 現(xiàn)場測試圖Fig. 2-4 Field test diagram表 2-2 載具 2 部分實(shí)測數(shù)據(jù)Table 2-2 Measured data of Tractor 2踏板力(N) 行程(mm) 時(shí)間(S) 踏板力(N)1.328 2.750 1.1 56.031 3.265 6.325 1.2 70.406 6.563 11.625 1.3 85.375 10.812 17.812 1.4 98.906 13.875 22.687 1.5 109.469 20.375 27.062 1.6 125.719 24.375 30.062 1.7 140.344 26.375 32.875 1.8 149.844 29.469 35.253 1.9 146.937 36.438 43.001 2.0 142.219 44.906 51.257 2.1 167.281 140160180200
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2871435