人機(jī)工程學(xué)設(shè)計是拖拉機(jī)駕駛室設(shè)計中非常重要的部分。該文以確定的H 點(diǎn)為參考，運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)設(shè)計原則，對拖拉機(jī)駕駛室的駕駛員座椅和各操縱裝置進(jìn)行了布局和設(shè)計，并建立了駕駛室的Pro/E 三維模型，運(yùn)用Pro/E Manikin 模塊對駕駛員的坐姿舒適性、駕駛員視野性能、駕駛員的操作空間3 個方面進(jìn)行仿真和評價。結(jié)果表明，原設(shè)計方案中無法同時滿足對各操縱裝置的舒適性。對駕駛室優(yōu)化布局和設(shè)計，首先，H 點(diǎn)位置在X 方向的坐標(biāo)位置為550 和581 mm 時，分別調(diào)用第5 百分位和第95 百分位的中國男性人體模型進(jìn)行分析，各操縱裝置在操縱舒適性的RULA 分析分?jǐn)?shù)為1 時，方向盤、變速桿、側(cè)控臺和前控臺距踵點(diǎn)水平距離范圍分別為290～352、366～437、375～420 128～213 mm。其次，通過Pro/E Manikin 中到達(dá)包絡(luò)的陰影區(qū)域檢查操作空間是否符合要求。最后，在進(jìn)行駕駛室設(shè)計過程中，將消音器和空氣濾清器的位置設(shè)計在前立柱對駕駛員形成的盲區(qū)范圍內(nèi)，將水平面前方2 個不可避免的盲區(qū)(12.81°和14.36°)疊加，最大程度的減小了駕駛員的盲區(qū)。優(yōu)化設(shè)計后的駕駛舒適性、視野性能及易操作性在一定程度上都得到了改善。該方法為拖拉機(jī)駕駛室人機(jī)工程學(xué)設(shè)計提供了一定的參考。

　　引 言

　　拖拉機(jī)駕駛室人機(jī)工程學(xué)設(shè)計主要是根據(jù)操作者的生理特征、運(yùn)動特征、心理特點(diǎn)、體能限度以及習(xí)慣等因素，結(jié)合人機(jī)工程學(xué)設(shè)計原則，對拖拉機(jī)駕駛室內(nèi)各操縱裝置、顯示調(diào)節(jié)裝置和座椅等結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計，同時要盡可能減小駕駛室內(nèi)的噪音和振動，為駕駛員提供一個方便而舒適的工作環(huán)境。

　　拖拉機(jī)駕駛室的人機(jī)工程學(xué)研究最早可以追溯到上世紀(jì)50 年代，為了提高拖拉機(jī)駕駛室的駕駛舒適性，設(shè)計師們開始將飛機(jī)駕駛艙和汽車駕駛室的一些人機(jī)工程學(xué)研究方法運(yùn)用到拖拉機(jī)駕駛室設(shè)計中。隨著人機(jī)工程學(xué)理論的發(fā)展與完善，對拖拉機(jī)駕駛室的座椅、顯示裝置、操縱裝置、駛環(huán)境及安全性能都進(jìn)行了深入的研究。目前，國外重點(diǎn)開展了駕駛室和座椅減振懸架的研究。國內(nèi)對拖拉機(jī)駕駛室人機(jī)工學(xué)的研究起步比較晚，大多側(cè)重在理論分析上。

　　拖拉機(jī)人機(jī)工程學(xué)研究方法比較多，本文運(yùn)用Pro/E Manikin 模塊對拖拉機(jī)駕駛室人機(jī)工學(xué)設(shè)計進(jìn)行研究。將數(shù)字化人體可視性和仿真模擬用CAD 用戶界面的方式呈現(xiàn)在工程師的桌面上，很直觀的對人的視野、操作空間進(jìn)行評價，同時可以通過標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算法則對工作任務(wù)進(jìn)行分析和評價，如舉起和放下、推拉、能量消耗及姿勢分析等。在拖拉機(jī)駕駛室設(shè)計過程中，運(yùn)用Pro/E Manikin 模塊對人機(jī)工程學(xué)設(shè)計進(jìn)行評價，可以有效的減少產(chǎn)品開發(fā)成本和縮短開發(fā)周期。

1、模型的建立

　　1.1、H點(diǎn)的確定

　　H 點(diǎn)是人體身軀與大腿的鉸接點(diǎn)，即胯點(diǎn)(HipPoint)，在人體模板中為髖關(guān)節(jié)。H 點(diǎn)的確定有2 種方法：一是根據(jù)GB/T6235-2004《農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)駕駛員座位裝置尺寸》中拖拉機(jī)駕駛員座椅標(biāo)志點(diǎn)SIP 的推薦值確定范圍[21];二是通過美國汽車工程師學(xué)會SAE 駕駛員H 點(diǎn)位置曲線確定。本文結(jié)合這2 種方法確定H 點(diǎn)。GB/T6235-2004 中推薦的SIP 至踏板中點(diǎn)的水平距離l1的推薦范圍為600～720 mm, SIP 距踏板中點(diǎn)的垂直高度h1 的推薦范圍為450～520 mm。本文選取l1 和h1 的這2 個推薦范圍值作為H 點(diǎn)的限值范圍，即H 點(diǎn)在駕駛室中X 方向和Z 方向的值應(yīng)分別在這2 個范圍內(nèi)，H 點(diǎn)Y 方向位置則在駕駛室縱向中心面上。根據(jù)所設(shè)計的實(shí)際車型KT1804 輪式拖拉機(jī)駕駛室的具體空間尺寸，以及拖拉機(jī)銷售區(qū)域的人體特征，選定h1 為500 mm，l1 的值通過SAE適意H 點(diǎn)位置確定方法確定。

4、結(jié) 論

　　1)分析了拖拉機(jī)駕駛室人機(jī)工程學(xué)設(shè)計的主要內(nèi)容及研究方法，提出了基于Pro/E Manikin 模塊的拖拉機(jī)駕駛室人機(jī)工程學(xué)評價方法。

　　2)結(jié)合GB/T6235-2004《農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)駕駛員座位裝置尺寸》中拖拉機(jī)駕駛員座椅標(biāo)志點(diǎn)SIP 的推薦范圍，運(yùn)用美國SAE 適意H 點(diǎn)位置確定方法，重新確定了KT1804 拖拉機(jī)駕駛室H 點(diǎn)的位置。以確定的H 點(diǎn)為參考，運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)設(shè)計原則，對拖拉機(jī)駕駛室的駕駛員座椅和各操縱裝置進(jìn)行了重新布局和設(shè)計，并建立了駕駛室的Pro/E 三維模型。

　　3)通過Pro/E Manikin 對駕駛員的坐姿舒適性、操作空間合理性、視野性能3 個方面進(jìn)行了分析和評價，其分析結(jié)果能較好的說明駕駛室設(shè)計的合理性。

　　通過對所設(shè)計的拖拉機(jī)駕駛室進(jìn)行仿真分析，表明在拖拉機(jī)駕駛室人機(jī)工程學(xué)設(shè)計過程中，運(yùn)用Pro/E Manikin 模塊可以有效的對設(shè)計方案進(jìn)行評價。該方法為拖拉機(jī)駕駛室人機(jī)工程學(xué)研究提供了一定的參考依據(jù)，并為拖拉機(jī)駕駛室的人機(jī)環(huán)境的進(jìn)一步優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。