隨著我國農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,農(nóng)業(yè)機械化水平的不斷提高,拖拉機在人們日常的生產(chǎn)生活中扮演著越來越重要的角色。但是由于拖拉機作業(yè)環(huán)境惡劣,駕駛員在駕駛過程中極易感到疲勞,因此為了保護駕駛員的身體健康,提高工作效率,準確合理的評價拖拉機的座椅舒適度具有重要意義。針對如何準確地描述和評價駕駛室座椅的舒適度,本文提出一種拖拉機駕駛室座椅舒適度評價方法,以此來評估駕駛員在作業(yè)過程中的舒適程度,有助于設計人員根據(jù)評估結果改進座椅設計,簡化設計流程,使拖拉機座椅既滿足功能需求,又能帶來足夠的舒適性。本文的主要研究內容如下:(1)通過介紹國內外座椅舒適度研究及評價方法現(xiàn)狀,總結了國內外研究成果,明確了座椅舒適度評價目前存在的瓶頸問題;針對目前汽車及辦公座椅研究較多,但缺乏拖拉機駕駛室舒適度相關研究的問題,本文提出了一種拖拉機駕駛室座椅舒適度的評價方法。(2)根據(jù)人機工程學理論分析駕駛員的舒適度,提出了座椅舒適性與不舒適性的模型;通過分析座椅舒適度與人體各部位之間關系,確定了主要研究部位以及評價指標,為進一步研究座椅舒適度的評價方法提供理論基礎。(3)介紹了Kinect平臺的結構以及成像原理,闡述了Kinect深度圖像的獲取過程,對Kinect獲取圖像的坐標轉換、深度圖像到RGB圖像的配準以及深度圖像的處理進行了研究分析并得到相應圖像,實現(xiàn)了對人體骨骼的識別與提取,為人體駕駛動作捕捉實驗的設計與實現(xiàn)提供了技術支持。(4)針對兩款不同型號的拖拉機駕駛室座椅,通過Kinect骨骼跟蹤技術對被選取測試者進行了動作捕捉實驗,對選取骨骼關節(jié)點的三維坐標數(shù)據(jù)進行計算得到人體關節(jié)角度,建立人體模型后利用Jack軟件進行關節(jié)力矩、下背部受力、舒適度以及RULA仿真分析,得到不同型號的拖拉機座椅舒適度有明顯差別。(5)利用層次分析法相關理論構建評價模型,建立評價矩陣計算出各個指標的權重,并根據(jù)指標的權重計算出總體評價指標數(shù)值,以此來綜合評價兩種駕駛室座椅的舒適度,得到B型號拖拉機座椅的舒適度高于A型號拖拉機座椅,和仿真結果一致,證明了評價方法的可行性。
【學位單位】：山東農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2020
【中圖分類】：S219
【部分圖文】：

行了調查，從而在人機工程學的基礎上提出了一種根據(jù)下腰痛來評價坐姿舒適度的方法（OLANREWAJUOetal.，2007）。BASRIB等人通過研究發(fā)現(xiàn)，人體在不同的坐姿狀態(tài)下，腰背部肌肉和骨骼系統(tǒng)受力情況不盡相同，從而會進一步影響到人體對座椅舒適度的評價（BASRIBetal.，2014）。MARIAB.Sancheza等人采用視頻記錄法對坐姿下的頭和軀干進行了數(shù)值測量，并利用攝像機和3D動作捕捉頭記錄被試驗者在動態(tài)和靜態(tài)試驗中的數(shù)據(jù)，在分析數(shù)據(jù)的基礎上得出了一種分析坐姿的方法，該方法主要依賴于視頻內容（MARIAB.Sanchezaetal.，2017）。圖1-2不同座椅狀態(tài)下的體壓分布圖Fig.1-2Distributiondiagramofbodypressureunderdifferentseatstates韓國的一所大學對韓國人的最佳坐姿進行了研究，提出了一套由座椅、電動機、控3

山東農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文布圖，從而了解不同坐姿對人體各種變量的影響，進一步了解不同坐姿對座椅各項壓力指標的影響情況，并根據(jù)實驗結果保障座椅設計舒適性的有效提升，雖然這一研究結果與之前的學者研究結果不盡一致，但也有一定的科學性（金倩如等，2019）。圖1-3駕駛室整體流場仿真圖Fig.1-3Theoverallflowfieldsimulationdiagramofcab1.2.3座椅舒適度研究現(xiàn)狀座椅的舒適性是汽車個性化設計中非常重要的一個方面，也是保證汽車安全性的一部分。所以設計合理的座椅，保障駕駛員的安全舒適，操作方便以及不易疲勞是十分有必要的。Lee等人在對某工作用椅進行設計時，保證坐墊在后傾狀態(tài)下，用肌電法(EMG)測量被測人員在不同靠背角下的腰背肌肉舒張力，從而獲取合適的靠背角。Margarita和Vergara等人提出了在坐姿狀態(tài)中的骨盆傾斜和久坐不改變姿勢是坐姿不適感加劇的主要原因（Margaritaetal.，2002）。MehtaC.R.和Tewari提出了一種根據(jù)生物力學來進行座椅舒適性設計的基本模式，如圖1-4所示。他們認為，座椅設計標準應該建立在生物力學(包括人體工程學、醫(yī)學、生理學、心理學)的基礎上，運用科學的評價方法來獲得，才能達到理想的舒適性座椅的設計（MehtaC.R.etal.，2000）。人機工程學醫(yī)學生理學心理學科學評價設計準則座椅設計圖1-4生物力學應用于座椅舒適度設計模式Fig.1-4Biomechanicsappliedtoseatcomfortdesignmode5

山東農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文座椅不舒適性（勞累、酸疼等）座椅舒適性（愉悅、高效率等）身體情況反應內在狀態(tài)外在因素期望情緒物理特性物理環(huán)境任務性質物理環(huán)境任務性質心理因素物理特性美學設計人椅交互圖2-3座椅舒適性與不舒適性的理論模型Fig.2-3Theoreticalmodelofseatcomfortanddiscomfort2.2.3座椅舒適度與人體的關系不舒適的拖拉機座椅設計很容易就會影響到駕乘人員的身體健康，如低背痛等職業(yè)病的主要原因之一就是長期處于坐姿工作狀態(tài)，而拖拉機在使用過程中正是要求駕駛員長時間保持一種駕駛姿態(tài)。并且有大量的調研結果顯示，由于駕駛員所處的工作環(huán)境的特殊性，即長期保持坐姿工作狀態(tài)，所以從事駕駛工作的人群更容易患有低背疼痛等職業(yè)病，并且發(fā)病的概率明顯高于非駕駛的人群。圖2-4駕駛員駕駛過程中坐姿受力簡圖Fig.2-4Schematicdiagramofthedriver"ssittingpositionduringdriving11
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本文編號：2884707