基于人机工程学的WC5防爆胶轮车驾驶室的设计研究

摘要

本文基于人机工程学理论原理，以WC5型防爆胶轮车为具体研究对象，分析了防爆胶轮车驾驶室及井下工作环境，对人-机-环境系统的设计进行了研究，并结合CATIA软件对研究得到的理论数据进行虚拟验证，从而得到更贴近人体需求、更加人性化的设计方案。
　　首先，本文叙述了课题的研究背景及人机工程学的相关理论知识，并对现有的防爆胶轮车人-机-环境系统进行分析，运用3ds Max软件模拟驾驶室空间布局，对驾驶室的空间布局进行必要的工作区域划分，设计出较合理的显示系统、操作系统，提高驾驶员的上下车便捷性和伸手及性。
　　其次，本文通过H点的原理及其求解方法，得出H点的布置范围，从而确定最舒适的座椅空间位置，并对其工作环境进行分析，提高驾驶员的工作舒适度。
　　最后，通过对适合的人体模型选择，在CATIA软件中建立虚拟的驾乘环境，并确定了防爆胶轮车硬点的布置，通过对人体驾驶姿势的关节角度舒适性进行分析，进一步验证了防爆胶轮车理论上的设计尺寸，提高人机工程学的功效。
　　综上所述，本文通过对人机工程学的理论分析，结合防爆胶轮车的实际特点，将其理论应用于产品设计中，有效地提高了驾驶工作人员的安全性、舒适性和作业的便捷性，在提高工作效率的同时突出产品的人性化关怀，使产品在市场上更具竞争力。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景

1．2 人机工程学概述

1．3 人机工程学在防爆胶轮车中应用的研究动态

1．3．1 国外研究动态

1．3．2 国内研究动态

1．4 选题的目的和意义

1．5 本文的主要研究内容

1．6 本章小结

第二章 人机工程学在防爆胶轮车中的应用范围

2．1 防爆胶轮车的概述

2．1．1 防爆胶轮车的结构组成

2．1．2 WC5型防爆胶轮车

2．2 防爆胶轮车驾驶室的组成

2．2．1 驾驶室内显示系统

2．2．2 驾驶室内操作系统

2．2．3 驾驶室内的附件

2．3 防爆胶轮车的作业环境

2．4 防爆胶轮车人机安全设计的重要性

2．5 本章小结

第三章 防爆胶轮车人机设计与安全设计

3．1 防爆胶轮车驾驶室的空间设计

3．1．1 控制台的高度及位置

3．1．2 驾驶室空间布局的设计

3．2 防爆胶轮车显示系统设计

3．2．1 显示系统的设计原则

3．2．2 仪表的功能及选择

3．2．3 显示装置的综合设计

3．3 防爆胶轮车操作系统设计

3．3．1 操纵器设计规划

3．3．2 操作手柄人机设计

3．3．3 方向盘人机设计

3．3．4 踏板人机设计

3．4 上下车的便捷性设计

3．4．1 出入口通道的设计要求

3．4．2 上下车便捷性的分析

3．5 本章小结

第四章 乘坐舒适度与工作环境的人机分析

4．1 防爆胶轮车驾驶室H点装置

4．1．1 H点的概念

4．1．2 H点装置在车辆设计中的意义

4．2 H点的确定方法

4．2．1 SAE二维人体样板设计法

4．2．2 SAE推荐H点适意线法

4．2．3 H点域法

4．3 防爆胶轮车中H点的确定

4．4 乘坐舒适度

4．4．1 座椅的设计

4．4．2 驾驶舒适度验证

4．5 防爆胶轮车工作环境人机安全分析

4．5．1 车辆照明

4．5．2 噪声

4．5．3 振动

4．5．4 井下其他环境因素

4．6 本章小结

第五章 防爆胶轮车的人机工程虚拟仿真

5．1 数字化车辆模型的建立

5．2 数字化人体模型的选取

5．2．1 人体尺寸百分位

5．2．2 人体尺寸的选取

5．2．3 驾驶员人体模型的建立

5．3 防爆胶轮车驾驶室的硬点布置

5．4 姿势评估

5．4．1 姿势评估原理

5．4．2 姿势评估的过程

5．4．3 防爆胶轮车模型的最终确立

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 课题总结

6．2 课题展望

参考文献

致谢

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