王建偉，張建敏

(貴州大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，貴陽(yáng) 550025)

0 引言

人機(jī)工程學(xué)是研究“人—機(jī)—環(huán)境”系統(tǒng)中人與機(jī)及人與環(huán)境之間的相互關(guān)系的學(xué)科，通過(guò)系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)和方法分析研究人在作業(yè)過(guò)程中的生理變化、能量消耗及對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，以保證人的安全與健康，提高人的工作效率與質(zhì)量，使人、機(jī)、環(huán)境的配合達(dá)到最佳狀態(tài)[1]。農(nóng)機(jī)駕駛室是駕駛員的長(zhǎng)期作業(yè)的場(chǎng)所，在設(shè)計(jì)中人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用是必要的，其設(shè)計(jì)直接影響駕駛員的安全及工作效率[2]。目前，汽車的人機(jī)工程學(xué)研究較為成熟，但在農(nóng)機(jī)方面的開(kāi)發(fā)與研究相對(duì)較少，項(xiàng)目組前期調(diào)查發(fā)現(xiàn)農(nóng)機(jī)駕駛室的安全性和舒適性普遍存在問(wèn)題。

近些年，國(guó)內(nèi)外學(xué)者結(jié)合人機(jī)工程學(xué)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、人體模型仿真等技術(shù)進(jìn)行駕駛室設(shè)計(jì)。美國(guó)凱斯紐荷蘭公司將多種航空技術(shù)應(yīng)用于駕駛室設(shè)計(jì)中，提高駕駛員的舒適性及安全性[3]。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)開(kāi)發(fā)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心，開(kāi)展汽車拖拉機(jī)模擬駕駛，虛擬工廠布局，虛擬機(jī)械化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，但是針對(duì)性進(jìn)行農(nóng)機(jī)駕駛室的人機(jī)工程學(xué)研究還是比較欠缺。

為了提高農(nóng)機(jī)駕駛室的舒適性和安全性，減少研發(fā)設(shè)計(jì)成本、縮短工期、提高研發(fā)效率，本文將結(jié)合JACK軟件，對(duì)農(nóng)機(jī)駕駛室進(jìn)行人機(jī)工程學(xué)分析和仿真，從而指導(dǎo)農(nóng)機(jī)駕駛室設(shè)計(jì)研發(fā)。

JACK軟件是一款集三維仿真、數(shù)字人體建模及人因工效分析等主要功能于一體的高端仿真軟件，有著豐富的數(shù)字人模型(特別是有中國(guó)人體模型)，更加方便了大陸地區(qū)的人機(jī)工程學(xué)分析[4]。項(xiàng)目組對(duì)農(nóng)機(jī)駕駛室進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)建模，應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)原理，結(jié)合中國(guó)人體尺寸數(shù)據(jù)，在舒適性分析的基礎(chǔ)上，對(duì)駕駛舒適跨點(diǎn)H點(diǎn)、駕駛座椅及駕駛操縱裝置進(jìn)行改進(jìn)，并對(duì)駕駛室內(nèi)布局進(jìn)行舒適性、可達(dá)域、可視域等進(jìn)行模擬及仿真。

1 農(nóng)機(jī)駕駛室人機(jī)工程學(xué)仿真流程

農(nóng)機(jī)駕駛室人機(jī)工程學(xué)仿真分析，需要建立人機(jī)仿真系統(tǒng)，由兩個(gè)基本條件組成：①一個(gè)條件是虛擬駕駛員模型，由JACK軟件建立數(shù)字人模型，也指農(nóng)機(jī)駕駛員模型；②虛擬仿真環(huán)境模型，由其他類型的三維軟件創(chuàng)建的農(nóng)機(jī)駕駛室模型，可以通過(guò)工程軟件CATIA、PRO-E、UG創(chuàng)建，也可以通過(guò)造型軟件RHINO、3DS MAX創(chuàng)建，并導(dǎo)入JACK軟件中創(chuàng)建虛擬仿真環(huán)境。

在構(gòu)建的虛擬仿真系統(tǒng)基礎(chǔ)上，運(yùn)用JACK人機(jī)工程學(xué)分析工具，對(duì)農(nóng)機(jī)駕駛室的舒適性、可達(dá)性及可視性進(jìn)行分析。整個(gè)農(nóng)機(jī)駕駛室人機(jī)工效分析流程如圖1所示。

1.1 農(nóng)機(jī)駕駛員模型創(chuàng)建

能夠創(chuàng)建數(shù)字人模型的軟件有很多，如JACK、CATIA、RAMSIS等軟件，選擇JACK軟件的原因是該軟件提供了業(yè)界較為精準(zhǔn)的人體生物力學(xué)模型。該模型由運(yùn)動(dòng)學(xué)算法和生物力學(xué)算法結(jié)合形成[5]，可以給數(shù)字人指派任務(wù)，并通過(guò)數(shù)字人完成人物行為仿真分析，從而得到對(duì)設(shè)計(jì)有價(jià)值的信息。該軟件具有中國(guó)人體模型數(shù)據(jù)庫(kù)，可將人體尺寸分為不同等級(jí)，來(lái)創(chuàng)建不同的身型百分位，方便了對(duì)中國(guó)人的人機(jī)工程學(xué)分析，使所得到的信息更可靠，也解決了國(guó)內(nèi)三維人體模型人機(jī)工程學(xué)分析的部分難題。JACK軟件中的數(shù)字人模型是由69個(gè)Segment(部分)和68個(gè)Joint(關(guān)節(jié))構(gòu)成，最為重要的一點(diǎn)是在創(chuàng)建數(shù)字人模型時(shí)可以自定義數(shù)字人身體的各個(gè)尺寸，使所創(chuàng)建的數(shù)字人更加精確，仿真程度也更高[6]。JACK軟件由于依靠反向運(yùn)動(dòng)學(xué)控制方法來(lái)調(diào)節(jié)所創(chuàng)建的數(shù)字人模型，使數(shù)字人操作更加靈活和方便，不必對(duì)每一個(gè)關(guān)節(jié)進(jìn)行細(xì)致的調(diào)節(jié)，只需調(diào)整關(guān)鍵部位即可。

JACK最大的特色就是能夠建立各個(gè)尺寸的精確的數(shù)字人模型，可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字人創(chuàng)建(Build Human)和精確尺寸創(chuàng)建(Advanced Scaling)來(lái)創(chuàng)建數(shù)字人模型[7]。

項(xiàng)目應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字人創(chuàng)建模塊，按照身高和體重的百分位創(chuàng)建中國(guó)1%、5%、50%、95%、99%的男性或女性農(nóng)機(jī)駕駛員，如圖2中CHINESE數(shù)字人模型對(duì)話框所示。

農(nóng)機(jī)駕駛員精準(zhǔn)尺寸創(chuàng)建模塊，輸入幾個(gè)相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行其他參數(shù)的擬合，也可以精確測(cè)量出26個(gè)尺寸參數(shù)，從而對(duì)不同身高、體重的人進(jìn)行人機(jī)工程學(xué)分析。圖3為農(nóng)機(jī)駕駛員精準(zhǔn)尺寸創(chuàng)建模塊26個(gè)尺寸參數(shù)變量。

圖1 農(nóng)機(jī)駕駛室人機(jī)工效分析流程圖

圖2 農(nóng)機(jī)駕駛員數(shù)字人創(chuàng)建

1.2 農(nóng)機(jī)駕駛室模型創(chuàng)建

本文農(nóng)機(jī)駕駛室的虛擬三維模型為RHION軟件，按實(shí)際尺寸創(chuàng)建，包括座椅、方向盤、操作桿、腳踏板及儀表盤等模型。將RHION建模模型導(dǎo)入U(xiǎn)G軟件中，進(jìn)行組裝和分類，最后導(dǎo)入JACK軟件進(jìn)行仿真，如圖4所示。

圖3 農(nóng)機(jī)駕駛員精準(zhǔn)尺寸創(chuàng)建

圖4 農(nóng)機(jī)駕駛室虛擬仿真系統(tǒng)

2 農(nóng)機(jī)駕駛室人機(jī)工效分析

從駕駛員舒適性、安全性出發(fā)，農(nóng)機(jī)駕駛室設(shè)計(jì)結(jié)合人機(jī)工程理論，研究駕駛舒適跨點(diǎn)、駕駛座椅、駕駛操縱裝置及顯示儀板裝置等。

2.1 農(nóng)機(jī)駕駛員舒適性分析

2.1.1 農(nóng)機(jī)駕駛員舒適跨點(diǎn)H點(diǎn)分析

農(nóng)機(jī)駕駛員舒適跨點(diǎn)(也稱H點(diǎn)),是指人體身軀與大腿的連接點(diǎn)，是車身內(nèi)部尺寸標(biāo)注中的一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)[8]。農(nóng)機(jī)駕駛員的實(shí)際H點(diǎn)對(duì)農(nóng)機(jī)駕駛室總體布置設(shè)計(jì)有重要作用。農(nóng)機(jī)駕駛員入座后，身體的大部分質(zhì)量通過(guò)臀部由坐墊來(lái)承受，另一部分通過(guò)身體背部由靠背來(lái)支撐，而只有少部分通過(guò)左、右腳踵部作用于地板。在這種特定的坐姿下，農(nóng)機(jī)駕駛員操作時(shí)身軀往往是繞通過(guò)實(shí)際H點(diǎn)的橫向水平軸線活動(dòng)。H點(diǎn)決定著駕駛員操作的方便性、舒適性和準(zhǔn)確性[9-10]，舒適跨點(diǎn)H點(diǎn)的確定為接下來(lái)的分析起到了基礎(chǔ)性作用。

2.1.2 農(nóng)機(jī)駕駛室駕駛座椅分析

舒適的駕駛座椅是駕駛員安全駕駛的重要保證，駕駛座椅的設(shè)計(jì)參數(shù)直接影響駕駛員的駕駛姿勢(shì)、視野范圍及疲勞強(qiáng)度。根據(jù)人機(jī)工程原理，駕駛座椅的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能使駕駛員在坐姿情況下能完成各種操作活動(dòng)，駕駛員執(zhí)行操作時(shí)能保持身體舒適、穩(wěn)定，且控制與操作準(zhǔn)確；駕駛座椅的座面高和腰靠高可調(diào)節(jié)，以滿足不同駕駛員的駕駛要求；調(diào)節(jié)方式應(yīng)該直觀、方便，并保證調(diào)節(jié)后的駕駛座椅不會(huì)松動(dòng)，以免影響駕駛員的安全與舒適；在駕駛座椅整體設(shè)計(jì)后，要保證座椅結(jié)構(gòu)材料和裝飾材料的耐用、防滑、舒適及透氣等[11]。

通過(guò)SAE Packaging Guidelines研究駕駛員座椅設(shè)計(jì)。SAE(Society of Automotive Engineers)是利用典型的參數(shù)計(jì)算出各個(gè)控制設(shè)備的位置，從而對(duì)現(xiàn)有的控制設(shè)備的位置進(jìn)行分析評(píng)估。其定義了座椅設(shè)計(jì)SIP參考點(diǎn)，將SIP到座椅靠背基準(zhǔn)平面和座椅基準(zhǔn)平面分別定為135mm和97mm。假設(shè)95%的男性數(shù)字人模型的H點(diǎn)與SIP重合進(jìn)行分析研究(見(jiàn)圖5)，仿真分析所得的Seat Position Curves for Population(人類座椅位置曲線)如圖6所示。由于該曲線是結(jié)合不同百分位數(shù)字人得出的，所以AH段區(qū)域表示駕駛員H點(diǎn)的橫坐標(biāo)分布范圍，BH段區(qū)域表示駕駛員H點(diǎn)的豎坐標(biāo)分布范圍。

圖5 座椅設(shè)計(jì)

圖6 駕駛員座椅位置曲線圖

合理的座椅深度設(shè)計(jì)應(yīng)考慮座椅能有效承擔(dān)臀部的力量，并且座椅椅背可有效支撐腰部[12]，設(shè)計(jì)時(shí)要以男性較小百分位尺寸為基準(zhǔn)。圖6中，通過(guò)SgRP(H點(diǎn))的位移圖仿真得知：農(nóng)機(jī)駕駛座椅水平調(diào)節(jié)最大為27cm,豎直調(diào)節(jié)量最大為12cm，有利于提高絕大部分駕駛員駕駛的舒適性。

2.1.3 農(nóng)機(jī)駕駛員下背部受力分析

一個(gè)座椅設(shè)計(jì)的好壞直接影響駕駛員的效率、舒適及安全。好的駕駛座椅設(shè)計(jì)應(yīng)使農(nóng)機(jī)駕駛員保持身體舒適、穩(wěn)定，并準(zhǔn)確高效地操作農(nóng)機(jī)。在駕駛農(nóng)機(jī)過(guò)程中，駕駛員腰椎下部(第4～5節(jié)腰椎之間)應(yīng)該有適當(dāng)?shù)难恐С衃13]。

下背部分析是JACK軟件很重要的人因分析工具之一，主要依據(jù)美國(guó)國(guó)家安全與健康協(xié)會(huì)在1981年發(fā)布的手工提升工作實(shí)際指導(dǎo)開(kāi)發(fā)的分析程序，可以分析人體脊椎在特定的工作環(huán)境中的受力對(duì)下背部的影響，通過(guò)仿真分析出駕駛員在駕駛過(guò)程中是否符合NIOSH的標(biāo)準(zhǔn)[14]。

在分析農(nóng)機(jī)駕駛員下背部受力情況時(shí)，由于駕駛員在操作農(nóng)機(jī)方向盤時(shí)出力，因此給駕駛員數(shù)字人雙手添加25N的力；進(jìn)行下背部受力分析仿真，分析出L4/L5扭矩、肌肉受力，并形成仿真扭矩分布圖。仿真結(jié)果如圖7所示。

圖7 數(shù)字人駕駛農(nóng)機(jī)時(shí)的下背部受力分析仿真圖

由圖7可知：農(nóng)機(jī)駕駛員在駕駛過(guò)程中，下背部受力是750N，而NIOSH中壓力極限是3 400N，可見(jiàn)駕駛員比較安全。當(dāng)改變駕駛姿勢(shì)或增大雙手外力時(shí)，仿真圖表數(shù)據(jù)隨之改變；但脊柱的壓力超過(guò)3 400N，仿真直方圖變成深灰色，表明此姿勢(shì)會(huì)增大駕駛員受傷的風(fēng)險(xiǎn)；而脊柱壓力超過(guò)6 400N時(shí)，直方圖變黑，表明農(nóng)機(jī)駕駛員面臨著受傷的危險(xiǎn)。

2.1.4 農(nóng)機(jī)駕駛員舒適度分析

在農(nóng)機(jī)駕駛室人機(jī)工效分析過(guò)程中，舒適度分析指標(biāo)較為簡(jiǎn)單，卻涵蓋人體主要關(guān)節(jié)，能夠較為全面的衡量駕駛室人機(jī)工效性能的主要指標(biāo)[13]。

利用JACK對(duì)給定開(kāi)車姿勢(shì)下的數(shù)字人的某個(gè)關(guān)節(jié)或者整體姿勢(shì)的舒適度進(jìn)行分析，對(duì)Porter、Grandjean、Rebiffe、Dreyfuss2D及Dreyfuss3D等5個(gè)單關(guān)節(jié)及1個(gè)全身舒適度Krist進(jìn)行仿真分析[5]，如圖8所示。由圖8可知：身體的舒適度不僅與一兩個(gè)關(guān)節(jié)有關(guān)，而和全身的關(guān)節(jié)有關(guān)(包括頸部、背部、臀部、左手臂、右手臂、左腿及右腿等部位)，評(píng)價(jià)范圍在0～80之間，數(shù)字越小表明舒適度越大?；疑砻黢{駛員的駕駛姿勢(shì)符合生理要求。

圖9為在駕駛員駕駛過(guò)程中，手拉手剎，腳踩離合踏板的靜態(tài)強(qiáng)度。圖10深灰色柱條表明駕駛員在這一姿勢(shì)下膝蓋和腳踝達(dá)到危險(xiǎn)程度[15]。研究表明:座椅的設(shè)計(jì)要求可調(diào)節(jié)，且向上向前調(diào)節(jié)應(yīng)滿足百分位小的駕駛員模型，向下向后調(diào)節(jié)應(yīng)滿足百分位較大的駕駛員模型。

圖8 農(nóng)機(jī)駕駛員數(shù)字人舒適度分析

圖9 農(nóng)機(jī)駕駛員數(shù)字人的行為動(dòng)作

圖10 虛擬農(nóng)機(jī)駕駛員靜態(tài)受力強(qiáng)度

2.2 農(nóng)機(jī)駕駛員可達(dá)性分析

駕駛員可達(dá)性分析是駕駛室操縱裝置設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的參考因素，農(nóng)機(jī)駕駛室的操縱裝置主要是手控和腳控兩類操縱裝置。方向盤、操縱桿是主要的手控操作裝置，加速踏板、離合腳踏板是主要的腳控裝置。合理的布局設(shè)計(jì)可以提高駕駛員的工作效率，減少駕駛疲勞[1]。在進(jìn)行駕駛員可達(dá)性仿真前，要設(shè)定駕駛員的標(biāo)準(zhǔn)駕駛姿勢(shì)，再對(duì)駕駛員可達(dá)性進(jìn)行模擬分析。通過(guò)Advanced Reach Analysis仿真數(shù)字人的最大可觸及范圍，生成雙肩和腰部運(yùn)動(dòng)聯(lián)合運(yùn)動(dòng)下達(dá)到的最大區(qū)域。

農(nóng)機(jī)駕駛員模型可達(dá)區(qū)域仿真如圖11所示。圖11中，灰色球狀區(qū)域表示駕駛員駕駛農(nóng)機(jī)狀態(tài)下雙手的可達(dá)區(qū)域。圖11(a)、(b)為駕駛員在背部緊靠座椅椅背、僅依靠肩周運(yùn)動(dòng)的情況下手臂運(yùn)動(dòng)雙手可達(dá)區(qū)域。由仿真效果可知：駕駛員雙手可達(dá)區(qū)域覆蓋控制裝置的絕大部分。圖11(c)、(d)為駕駛員在雙肩和腰部聯(lián)合運(yùn)動(dòng)下可達(dá)的最大區(qū)域。Waist Flex Angle為85°和Waist Lateral Angle為40°時(shí)的仿真表明：駕駛員在聯(lián)合腰部運(yùn)動(dòng)的情況下，雙手的可達(dá)區(qū)域已經(jīng)完全能夠覆蓋全部操控裝置。由此可知，駕駛員對(duì)本次建模的操控裝置的適應(yīng)性良好。

圖11 農(nóng)機(jī)駕駛員模型可達(dá)區(qū)域仿真

2.3 農(nóng)機(jī)駕駛員可視性分析

駕駛員可視性分析是儀表系統(tǒng)要著重考慮的因素，儀表是駕駛員了解農(nóng)機(jī)設(shè)備參數(shù)的主要裝置，駕駛員通過(guò)儀表變化做出相應(yīng)的反映。依據(jù)人機(jī)工程原理，顯示面板的空間位置應(yīng)該滿足在操作者不必移動(dòng)身體位置、甚至不需運(yùn)動(dòng)頭部和眼睛就可以看清楚全部顯示面板[16]。因此，顯示面板在布置時(shí)，要在駕駛員的正前方，且顯示面板的位置不妨礙駕駛員對(duì)周圍環(huán)境的觀察。在垂直平面的視野中，標(biāo)準(zhǔn)視線假定為水平線，設(shè)為0°。在實(shí)際中，人的自然視線要低于標(biāo)準(zhǔn)視線，在一般情況下，坐著時(shí)自然視線低于水平線15°；在很松弛的狀態(tài)下，坐著的自然視線偏離標(biāo)準(zhǔn)實(shí)線38°；顯示面板離駕駛員眼睛的距離最好為710mm左右，顯示面板的上邊緣與水平視線的夾角不大于10°，下邊緣與水平視線夾角不大于38°。由于考慮到農(nóng)機(jī)座椅面較一般車輛高，駕駛員在駕駛過(guò)程中頭部要稍微向前傾，所以顯示面板也應(yīng)向前傾，顯示面板與垂直面的夾角應(yīng)為20°～30°[9]。另外，顯示面板儀表排列時(shí)要根據(jù)視覺(jué)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，儀表排列順序最好與駕駛員的認(rèn)讀順序一致，并將重要的儀表安置在駕駛員的最優(yōu)認(rèn)讀范圍之內(nèi)，水平視野20°之內(nèi)[11]。顯示面板的空間位置如圖12所示。

圖12 顯示面板的空間位置

JACK中，利用View Cones(視錐)仿真從駕駛員眼睛出發(fā)眼睛所看到的視域立體，設(shè)定圓錐角為40°，駕駛員的視角范圍較為理想，如圖13所示。圖13中，駕駛員在駕駛過(guò)程中觀看顯示面板并不會(huì)影響到駕駛，可見(jiàn)駕駛員對(duì)顯示面板的設(shè)計(jì)適應(yīng)性良好。

圖13 駕駛員視錐

利用JACK中Vision Analysis(可視域)可以研究特定狀態(tài)下數(shù)字人視角內(nèi)的與區(qū)范圍，來(lái)判斷工作的合理性。利用Obscuration Segment選取方向盤為障礙物，將Bounding Distance定位為30.0cm，進(jìn)行創(chuàng)建仿真。駕駛室30cm障礙域如圖14所示。由圖14可知，農(nóng)機(jī)儀駕駛室設(shè)計(jì)視野良好。

圖14 駕駛室30cm障礙域

3 結(jié)論

項(xiàng)目組前期對(duì)市場(chǎng)上銷售的農(nóng)機(jī)駕駛室的操作方式、駕駛室空間(包括座椅、操縱桿、儀表盤等)進(jìn)行了實(shí)際操作[17]，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有農(nóng)機(jī)駕駛室在人機(jī)工程學(xué)研究上存在欠缺，容易導(dǎo)致疲勞和誤操作；而農(nóng)機(jī)駕駛室作為駕駛員長(zhǎng)期工作的空間，其使用的舒適性、方便性及安全性值得深入研究。

本研究結(jié)合人機(jī)工程原理，對(duì)農(nóng)機(jī)駕駛室進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)建模，再通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助軟件JACK對(duì)駕駛座椅、操作裝置及顯示面板進(jìn)行優(yōu)化，并結(jié)合人因工程對(duì)虛擬駕駛過(guò)程進(jìn)行仿真，對(duì)仿真未通過(guò)的駕駛室模型重新進(jìn)行人機(jī)工程學(xué)研究，修改所建模型。研究表明：基于JACK的農(nóng)機(jī)駕駛室人機(jī)工程學(xué)分析及仿真研究可縮短農(nóng)機(jī)駕駛室設(shè)計(jì)周期，減少設(shè)計(jì)成本，為駕駛室設(shè)計(jì)提供參考，且對(duì)同類型農(nóng)機(jī)駕駛室設(shè)計(jì)具有重要的參考意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 仇瑩，朱忠祥，毛恩榮，等.農(nóng)業(yè)裝備駕駛室虛擬人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)[J].農(nóng)業(yè)工程，2011，27(3):117-120.

[2] 張建敏，張達(dá)敏，陳靜，等.農(nóng)業(yè)機(jī)械虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)—基于數(shù)字媒體技術(shù)及人機(jī)工程學(xué)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2011，33(12):94-97.

[3] 鈕建偉，張樂(lè).JACK人因工程基礎(chǔ)及應(yīng)用實(shí)例[M].北京:電子工業(yè)出版社，2012．

[4] 倪梯閔，談樂(lè)斌，張芳添，等.基于JACK軟件的單雙肩背包工效分析[J].人類工效學(xué)，2016，22(4):61-64.

[5] 劉社明，王小平，陳登凱，等.基于JACK的駕駛艙仿真及人機(jī)工效分析[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2013(8):106-110.

[6] 徐平，章勇，徐伯初，等.JACK虛擬技術(shù)在列車臥鋪爬梯設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，2013，30(12):104-107.

[7] 郭慶，馬超.基于JACK的民機(jī)維修任務(wù)仿真及人機(jī)工效評(píng)估[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化,2014(11):83-85.

[8] 葛源慧,仇瑩,朱忠祥,等.聯(lián)合收割機(jī)駕駛室人機(jī)工程試驗(yàn)臺(tái)的研制[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2010,15(4):115-119.

[9] 毛恩榮，張紅，宋正河.車輛人機(jī)工程學(xué)(2版)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2007:172-185．

[10] 王金武，王余銳，李曉書，等.聯(lián)合收割機(jī)駕駛室駕駛舒適性的人機(jī)工程設(shè)計(jì)[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，45(3):97-103.

[11] 呂杰鋒，陳建新，徐進(jìn)波.人機(jī)工程學(xué)[M].北京:清華大學(xué)出版社，2009:38-40．

[12] 葉彤，常建國(guó)，田榮剛，等.基于人機(jī)工程學(xué)的玉米聯(lián)合收割機(jī)駕駛室設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2011,33(10):88-91.

[13] 王一平，王余銳，金立生.基于人機(jī)工程的駕駛室舒適性設(shè)計(jì)與仿真研究[J].農(nóng)機(jī)化研究，2016,38(12):247-253.

[14] 徐平，章勇，徐伯初，等.JACK虛擬技術(shù)在列車臥鋪爬梯設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，2013，30(12):104-107.

[15] 王文軍，余隋懷，初建杰，等.飛機(jī)駕駛艙舒適性參數(shù)可視化技術(shù)[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2015，34(4):647-651.

[16] 楊勤，趙慧亮，呂健.基于產(chǎn)品語(yǔ)義研究的煙草物流分揀系統(tǒng)物流界面設(shè)計(jì)[J].包裝工程，2013(12):41-45.

[17] 張成忠，呂屏.設(shè)計(jì)心理學(xué)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2008：109-111.

AbstractID:1003-188X(2018)06-0246-EA

Abstract： The operation of agricultural machinery is complex. Reasonable design of the cab can effectively ensure the comfort, safety and accuracy of driving, and can prevent fatigue and reduce the occurrence of accidents effectively. The Rhion virtual reality modeling of agricultural machinery cab is based on the principle of ergonomics and human body size data. The modeling was imported in ergonomics software JACK. Digital human models of 01%, 05%, 50%, 95% and 99% percentile of men and women were created in JACK. By studying the driver H point, dangerous critical value of back force; and the static strength value of injury risk when hand pull the handbrake and the foot hit the brake. Which aimed to improve the seat and steering device, evaluate and simulate the comfort, accessible domain, visual field of the interior space of cab, so as to shorten the design cycle, reduce development cost and improve the comfort and safety of agricultural machinery cab.

Keywords： agricultural machinery； cab; ergonomics; virtual simulation; JACK