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原文传递非路面车辆驾驶员座椅六足并联悬架系统动态特性研究

论文题名：	非路面车辆驾驶员座椅六足并联悬架系统动态特性研究
关键词：	非路面车辆驾驶员座椅;六足并联悬架系统;动态特性;结构形式
摘要：	研究表明，在非路面车辆行驶和作业过程中，驾驶员长期承受低频高强度的乘坐振动，其腰椎、脊柱，胸腔和内脏都会造成伤害，严重损害驾驶员的身心健康，降低工作效率。本课题为改善非路面车辆驾驶员的乘坐环境，提出了一种新型的座椅悬架系统--六足并联悬架系统。建立了人椅悬架系统自由振动模型，优选了适合六足并联悬架的结构形式并对其进行了参数优化设计，研制了六足并联悬架减振座椅，并进行了装车试验，研究其振动特性。具体内容包括：　　（1）借助机构拓扑结构学理论，综合出可以作为六足并联悬架的拓扑结构类型。根据基于单开链单元的6自由度并联机构结构组成原理，对六足并联悬架结构类型进行了综合研究。构造了合适的单开链和混合单开链作为六足并联悬架的减振支路，用排列组合的方法，综合出了适合六足并联悬架的18种结构类型及扩展类型。　　（2）建立了驾驶员--座椅悬架系统的一般力学模型，推导了人椅悬架系统的运动微分方程。其中，为获取驾驶员的惯性参数，将处于舒适坐姿时的人体划分为若干部分，根据GB-T17245-2004--《成年人人体惯性参数》和GB/T14779-93--《坐姿人体模板功能设计要求》提供的人体质量参数和尺寸参数计算得到。　　（3）根据驾驶员座椅悬架的性能要求，对综合出的六足并联悬架拓扑结构类型进行了结构、固有频率与耦合度、6方向减振效果计算机仿真3方面的比较和分析，最终优选了适合六足并联悬架的Stewart双三角型结构类型；　　（4）根据人体的敏感频率范围和整车的6个固有频率，对优选的Stewart双三角型六足并联悬架进行了参数优化设计，包括几何尺寸参数、弹性元件的刚度系数和阻尼元件的阻尼系数，使六足并联悬架的6个固有频率既避开了整车的固有频率，又远离人体各方向的敏感频率范围。　　（5）研制了基于六足并联悬架系统的驾驶员座椅，并进行了装车试验，测量坐垫（Z向）、靠背（X向）和驾驶室地板（X、Y、Z三个方向）的加速度，研究六足并联悬架系统在不同车速、不同载荷下的动态特性，并与普通RS-S型座椅进行对比分析。　　试验研究结果表明，所研制的六足并联悬架减振座椅在6个方向均具有隔振效果。与普通Rs-S型驾驶员座椅相比，在低速时（2.5<ν<4km/h），六足并联悬架减振座椅坐垫（和靠背）的加权加速度均方根值大于普通座椅坐垫（和靠背）的加权加速度均方根值，即隔振效果不如普通座椅。而当车速ν>4km/h时，六足并联悬架减振座椅坐垫（和靠背）的加权加速度均方根值小于普通座椅，且随着速度的增大，相对于普通座椅的加权加速度均方根值降幅更加显著。　　本课题的研究，对促进非路面车辆驾驶员座椅悬架的科学研究，提高车辆乘坐舒适性，降低振动职业病害的发生几率具有重要的理论意义和实用价值。
作者：	丁雯江
专业：	车辆工程
导师：	朱思洪
授予学位：	硕士
授予学位单位：	南京农业大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文