人機工程學設(shè)計是拖拉機駕駛室設(shè)計中非常重要的部分。該文以確定的H 點為參考，運用人機工程學設(shè)計原則，對拖拉機駕駛室的駕駛員座椅和各操縱裝置進行了布局和設(shè)計，并建立了駕駛室的Pro/E 三維模型，運用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 點位置在X 方向的坐標位置為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行分析，各操縱裝置在操縱舒適性的RULA 分析分數(shù)為1 時，方向盤、變速桿、側(cè)控臺和前控臺距踵點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。該方法為拖拉機駕駛室人機工程學設(shè)計提供了一定的參考。

　　引 言

　　拖拉機駕駛室人機工程學設(shè)計主要是根據(jù)操作者的生理特征、運動特征、心理特點、體能限度以及習慣等因素，結(jié)合人機工程學設(shè)計原則，對拖拉機駕駛室內(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。

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

　　拖拉機人機工程學研究方法比較多，本文運用Pro/E Manikin 模塊對拖拉機駕駛室人機工學設(shè)計進行研究。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、操作空間進行評價，同時可以通過標準運算法則對工作任務(wù)進行分析和評價，如舉起和放下、推拉、能量消耗及姿勢分析等。在拖拉機駕駛室設(shè)計過程中，運用Pro/E Manikin 模塊對人機工程學設(shè)計進行評價，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點的確定

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

4、結(jié) 論

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

　　2)結(jié)合GB/T6235-2004《農(nóng)業(yè)拖拉機駕駛員座位裝置尺寸》中拖拉機駕駛員座椅標志點SIP 的推薦范圍，運用美國SAE 適意H 點位置確定方法，重新確定了KT1804 拖拉機駕駛室H 點的位置。以確定的H 點為參考，運用人機工程學設(shè)計原則，對拖拉機駕駛室的駕駛員座椅和各操縱裝置進行了重新布局和設(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)計的拖拉機駕駛室進行仿真分析，表明在拖拉機駕駛室人機工程學設(shè)計過程中，運用Pro/E Manikin 模塊可以有效的對設(shè)計方案進行評價。該方法為拖拉機駕駛室人機工程學研究提供了一定的參考依據(jù)，并為拖拉機駕駛室的人機環(huán)境的進一步優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。