求作用力比较大的情况下，操纵起来就会比较困难，所以也不适宜。因此方向盘的倾角般选之间。方向盘的构造为使方向盘能被驾驶员方便的握持，其轮缘上般有凸起，断面有圆形或椭圆形。目前装载机方向盘有三辅式和两辅式两种形式。在便于驾驶员抓握进行转向操作的情况下，两辅式方向盘在仪表板上形成的盲区较小，因此本设计选用两辅式方向盘形式。图为三辅式方向盘，图为二辅式方向盘。三幅式方向盘二辅式方向盘图方向盘的样式为了使驾驶员能在操作操纵杆时及时转向，方向盘上还设有转向手柄，手柄的形状符合手的结构特征和舒适性安全性要求。方向盘的中央设有喇叭，方便驾驶员鸣笛。中方向盘的模型展示根据以上的参数选择，在软件中建立的方向盘模型。方向盘模型如图所示，方向盘与人体的配合如图所示。图方向盘模型图方向盘与人体的配合操纵杆的人因工程设计操纵杆的设计，主要从三个方面设计，是外形，即手握部分的形状和尺寸二是其操纵行程，包括操纵的角度和位移三是操纵杆的位置布置。而操纵杆在驾驶室中的位置将在第四章中论述。操纵杆的外形设计依据手的生理特点来分析和设计操纵杆外形。图为手的生理结构，由图可知，就手掌的生理结构来说，掌心部位的肌肉最少，指骨间肌和手指部分是神经末梢满布的部位，指球肌大鱼际肌和小鱼际肌是肌肉丰富的部位，是手部的天然减震器。因此在设计这类手柄时，要防止手柄形状和振动力方向不能集中于掌心和指骨间肌。如果掌心长期受压受振，可能会引起难以治愈的痉挛，至少易引起疲劳和操作不准确。因此，操作者握住手柄时最好使掌心处略有空隙，使受力减少。图手的生理结构如图，常见操纵杆手柄有圆柱形锭子形球形锥形梨形等形状。而图中的手柄形状，在执握时，掌心与手柄的贴合面太大，操纵效果不好，只适合作为瞬间和受力不大的操纵手柄。因此优先考虑所示的形状。图常见操作手柄的形状具体设计来说，为了减少对掌心部位的压迫可以将操纵杆的端部设计成平面或弧面，这样能使它与掌心留有定的间隙。又因为操纵杆在操纵过程中，其运动多是前后或左右进行，手握部分可以设计成上部径围稍大于下部径围，这样可以防止操作过程中驾驶员手的滑脱。此外，手握部分不能设计的太光滑，以免操作过程中手的滑动，设计要有定的纹理，这样可以产生摩擦力，从而防止手滑动。操纵杆的长度取决于杠杆比要求和操作频率要求。为了克服大阻力而需要大杠杆比时，操纵杆只能加长。需要高操作频率时，操纵杆只能缩短。操纵杆的粗细般为，把握手柄的直径般设计为，太小会引起肌肉紧张，长期操作产生痉挛和疲劳。操作杆的操作行程设计除了要考虑操纵杆的形状外，还要考虑它的操纵行程，即操纵角度和操纵位移量。操纵杆的操纵角度和位移量不宜太大，如果太大的话，不仅占用较大的操作空间，而且在进行操作时由于运动消耗量大会使操作者加快疲劳感。所以，操纵杆的操纵角度和位移量应在个适宜的范围内。操纵杆的操纵角度以为宜，般不超过。操纵杆的位移量随操纵杆的运动方向不同而不同。当操纵杆前后运动时，最大为左右运动时，最大为。角度和位移大小如图所示。图操纵杆的角度及位移文中把操作杆的操纵角度设计为前后，左右，操纵杆的前后移动量为，左右移动量为。中操纵杆的模型展示综合上述的各种设计参数，在软件中建立操纵杆的模型。操纵杆模型如图所示，操纵杆与人体的配合如图所示。图操纵杆模型图操纵杆与人体的配合第三章驾驶室内装置的布置研究驾驶室的内部布置工具最佳点的分析与应用在进行座椅设计时，首先要确定座椅在叉车驾驶室中的位置，确定的位置必须要保证驾驶员在作业过程中各关节处于人体舒适角度范围内。在确定座椅位置时，人体点即胯点是个重要的参考点。点的定义和意义点即胯点，是二维或三维人体模型样板中人体躯干与大腿的交接点。如图所示，在人体模板中为髋关节。驾驶员根据自身条件将座椅调整到舒适的位置后，点的水平移动量与垂直移动量之间的关系反映了座椅的前后移动量和垂直移动量之间的关系。点位置的确定对工程车辆驾驶室内部各装置如何布置有着非常重要的意义，她决定着驾驶员身体各关节角度和头廓包络线手伸及界面等在车身中的位置。可以这么说，点决定了操纵人员的操纵舒适性安全性和操纵视野等。所以点的确定意义很大。图点的位置点的确定方法目前普遍采用的点的计算方法是给出的，这是菲利朴采用回归公式推导出来。根据不同身材的驾驶员在各自的适意驾驶姿势时实际点在车身坐标系中位置的不同，针对不同百分位的驾驶员统计出了组点曲线。该曲线表征了不同百分位驾驶员在适意驾驶姿势时人体舒适坐姿模型表人体各关节舒适角度图人体舒适状态下的坐姿模型对于操纵舒适性的评估，我们通过人体姿态评估功能模块来分析。通过人体姿态评估得到评估报告，从而对人体模型各部位的姿态进行定量的分析，从而得到关于操纵舒适性的评估报告。在进行姿态评估前，我们首先要确定人体模型重要部位的首先角度。在方向上，根据坐姿舒适角范围建立人体模型的各个部位的首选角度，先为编辑活动范围划分区域，再为这些区域设立分值，利用人体模型姿态评估工具快速给出人体模型舒适度的评估结果。以小臂的首选角度建立为例，简单叙述操纵步骤。首先，由表人体各关节舒适角度可知小臂和大臂的夹角舒适性角度在范围，因此小腿的首选角度为，如图中蓝色区域。再将蓝色区域划分为个区域，因为区域越多，得到的分析结果越精确。其划分结果如图如图所示。图首选角度设计然后对各个角度区域进行设计分数值。各分数值如下所示设计分值为分设计分值为分设计分值为分设计分值为分设计分值为分。最后得出输出结果，其评价结果如图所示。由图可知，该项评分值为，符合标准。图姿态评估分析结果图用同样的方法对人体模型的左上臂左小腿左大腿的首选角度进行设定，如图所示，右侧部位的首选角度由左侧角度镜像得到。图左上臂左大腿左小腿的首选角度设定在设计好首选角度以后，就可以进入姿态的分析阶段，通过人体姿态评估分析工具生成分析报告。图就是在上述首选角度的设计下输出的分析报告。图各个姿态评估图手伸及界面模拟分析在的人机工程学设计模块中可以运用计算伸展域功能来模拟分析操作人员双手能触底的范围，从而检查方向盘操纵杆的设计是否合理。操作过程和分析结果如下。首先对右手分析，选择计算伸展域，其按钮图形如图所示并选择右手的食指，则右手所能达到的所有空间位置，即右手的伸展域，出现在工作区内,如图所示，图按钮图双手伸及界面的模拟由上图可知在正常的驾驶坐姿下驾驶员的上手能够触及所有装置。也就是说，操作人员在当前坐姿状态下能够很好的操纵方向盘和操纵杆。驾驶室整体模型展示将上文的驾驶室内部装置组合装配在起，并加上外壳和玻璃，就组装完成了工程车辆驾驶室。对驾驶室进步的渲染，其设计结果如图和所示。图为操作人员在双手把握方向盘时的姿势。图把握方向盘时的姿势图把握操纵杆时的姿势第六章总论主要研究工作和成果本论文主要对工程车辆驾驶室里的座椅方向盘操纵杆这些内部装置进行外形设计以及空间布置。按照人因工程学的基本原理以及根据我国人体的尺寸，设计工程车辆的内部装置。设计的目标是提高工程车辆的操纵舒适性以及提供量好的操纵视野。本文对驾驶室的人机工程设计的主要研究工作和成果如下根据人因工程学的设计原则，对驾驶室内部各部件进行设计，使设计出来的产品满足国内驾驶员的使用要求，从而避免了些企业直接使用国外的制造数据，导致生产出来的产品尺寸过大或过小而不能满足国人的要求。参考国内外工程车辆驾驶室的空间布置方法，借鉴些设计经验，对驾驶室内部装置进行设计并对座椅方向盘和操纵杆进行布置。把最佳点设计包络线及手伸及界面的概念引入到工程车辆驾驶室设计中，使方向盘布置和操纵杆布置有方法可依。应用软件中的模块，建立中国人体三维模型，对工程车辆驾驶室的坐姿舒适性和操纵轻便性进行仿真，并验证了研究结果。参考文献刘众公交车内环境数字化人机设计与评估技术西安西北工业大学,罗仕鉴基于生物学反应的驾驶舒适度研究杭州浙江大学,雷玉新基于人机工程学原理的轿车驾驶室设计方法研究上海同济大学,周松波,牛松青,左鸿工程机械的新结构和新技术建筑机械丁玉兰人机工程学北京北京理工大学出版社,赵江洪,何灿群,周玲等人体工学与艺术设计湖南大学出版社,王继成产品设计中的人机工程学北京化学工业出版社,周鸣，毛恩荣车辆点的常用位置，利用它可以直接确定出对应于不同的点高度下点在车身中的位置。驾驶员手伸及界面的含义与意义手伸及界面的含义驾驶员的手伸及界面是指驾驶员以正常驾驶姿势坐在座椅上，身系安全带，右脚置于加速踏板上，只手握住转向盘时另只手所能伸及的最大空间界面。此界面所提供的空间范围，为驾驶员的操纵范围。实验结果表明，驾驶员的手伸及界面是形如椭球的封闭曲面，因此也称为手伸椭球。不同身材的男女驾驶员的手伸能力不同，对应有不同百分位的手伸及界面。手伸及界面的意义驾驶室内各种操作钮件的合理布置，是驾驶室设计中的个重要方面。为了保证驾驶员注意力集中，操作方便快捷准确，仪表板及其周围的控制按钮手柄及开关的位置空间分布以及仪表和指示警告灯的辨认识别等都应符合人机工程学的基本要求，必须布置在驾驶员的手伸及界面以内。这样驾驶员才能在不必大幅度改变正常驾驶姿态的情况下方便的操纵这些钮件。这是保证驾乘舒适和行驶安全不可缺少的条件。方向盘的布置在布置方向盘时，主要考虑方向盘最下缘与驾驶员座椅之间的关系，即腹部包络曲面不能与方向盘最下缘相交以发生干涉现象另方面还考虑方向盘平面与水平面之间的夹角，并使方向盘最上缘不挡住驾驶员的下视线为宜。方向盘倾角的确定对于装载机，由于车身较高，方向盘的倾角方向盘平面与竖直面之间的夹角应大些。因为方向盘倾角的大小与坐姿下驾驶员双手对方向盘的手操舵力有密切的关系。方向盘平面越竖直，手操舵力越小，但是可以转动方向盘的角度变大。此时对应的座椅的靠背也比较倾斜。对于装载机来说，要求施加在方向盘上的力比较大，并考虑较好的视野，驾驶员的上躯干适当后倾，背部收到靠背的支持，坐姿舒适性得以改善，般情况下方向盘的倾角取为宜，本设计中选取的角度为。方向盘与驾驶员座椅位置关系根据第百分位的人手臂舒适姿势操作时的尺寸来确定方向盘和座椅的距离。选择第百分位的人体，是因为这样大身材和小身材人在操纵时都可以通过部分调整进行使用。布置方向盘时，既要保证驾驶员操纵方便省力，又要保证驾驶员合适的作业空间。图中的表示方向盘最下缘到驾驶员座椅靠背之间的水平距离，表示方向盘最下缘到驾驶员座椅垫之间的垂直距离。经验表明，和的推荐范围分别为，。图方向盘与座椅的位置关系操纵杆的布置操纵杆位置的合适与否直接影响驾驶员的操作效率及舒适性。按人机工程学要求，操纵杆应布置在驾驶员只移动手臂而不移动身躯就可操作的范围内。为使驾驶员能有个较为舒适的控制过程，应尽可能的将操纵杆设置在人能够有较大施力的位置，且便于施力,坐姿状态下手握点应与肘同高。考虑到驾驶员能在小臂正常放置而上臂处于自然