装甲车辆驾驶员腰部振动测试系统的研制及应用

摘要

目的:针对现有振动测试装置的不足,研制一款专业的装甲车辆驾驶员腰部振动测试系统,并对驾驶员腰部振动特征进行测试和分析.方法:该系统基于开源的9dof-sparkfun-imu-M0架构设计,将SAMD21微处理器与MPU-92509DOF传感器相结合组建而成.采用该测试系统连续记录某新型装甲车以15、30、45 km/h行驶速度在戈壁路面行驶时驾驶员腰部的三轴向振动数据,并用设计的Python脚本对原始振动数据进行读取和分析,以测量和评价振动环境对驾驶员的具体影响.结果:使用该系统可直接测量出装甲车辆驾驶员腰部的振动参数.装甲车辆驾驶员腰部的三轴向振动中,Z轴方向的振动强度最大,且振动频率主要集中在0～20 Hz的低频范围内,振动峰分布在2～10 Hz.Z轴方向的频率计权加速度最大为0.53 m/s2,振动健康评价为无明确健康危险警告.驾驶员腰部的振动总量为0.79 m/s2,振动舒适度评价为相当不舒适.结论:该系统便携、稳定、可靠,能较好地测量装甲车辆驾驶员腰部的振动参数.振动峰分布在2～10 Hz的垂直方向和车辆行驶方向的振动可能是导致装甲车驾驶员腰椎退行性疾病及腰肌损伤等疾患发病率高以及腰部疲劳、酸痛等不舒适主观感受的重要因素.