非路面車輛駕駛員座椅六足并聯(lián)懸架系統(tǒng)動態(tài)特性研究.pdf

1、研究表明，在非路面車輛行駛和作業(yè)過程中，駕駛員長期承受低頻高強度的乘坐振動，其腰椎、脊柱，胸腔和內(nèi)臟都會造成傷害，嚴重損害駕駛員的身心健康，降低工作效率。本課題為改善非路面車輛駕駛員的乘坐環(huán)境，提出了一種新型的座椅懸架系統(tǒng)--六足并聯(lián)懸架系統(tǒng)。建立了人椅懸架系統(tǒng)自由振動模型，優(yōu)選了適合六足并聯(lián)懸架的結構形式并對其進行了參數(shù)優(yōu)化設計，研制了六足并聯(lián)懸架減振座椅，并進行了裝車試驗，研究其振動特性。具體內(nèi)容包括：
　　 （1）借助機構

2、拓撲結構學理論，綜合出可以作為六足并聯(lián)懸架的拓撲結構類型。根據(jù)基于單開鏈單元的6自由度并聯(lián)機構結構組成原理，對六足并聯(lián)懸架結構類型進行了綜合研究。構造了合適的單開鏈和混合單開鏈作為六足并聯(lián)懸架的減振支路，用排列組合的方法，綜合出了適合六足并聯(lián)懸架的18種結構類型及擴展類型。
　　 （2）建立了駕駛員--座椅懸架系統(tǒng)的一般力學模型，推導了人椅懸架系統(tǒng)的運動微分方程。其中，為獲取駕駛員的慣性參數(shù)，將處于舒適坐姿時的人體劃分為若干部分

3、，根據(jù)GB-T17245-2004--《成年人人體慣性參數(shù)》和GB/T14779-93--《坐姿人體模板功能設計要求》提供的人體質(zhì)量參數(shù)和尺寸參數(shù)計算得到。
　　 （3）根據(jù)駕駛員座椅懸架的性能要求，對綜合出的六足并聯(lián)懸架拓撲結構類型進行了結構、固有頻率與耦合度、6方向減振效果計算機仿真3方面的比較和分析，最終優(yōu)選了適合六足并聯(lián)懸架的Stewart雙三角型結構類型；
　　 （4）根據(jù)人體的敏感頻率范圍和整車的6個固有頻率

4、，對優(yōu)選的Stewart雙三角型六足并聯(lián)懸架進行了參數(shù)優(yōu)化設計，包括幾何尺寸參數(shù)、彈性元件的剛度系數(shù)和阻尼元件的阻尼系數(shù)，使六足并聯(lián)懸架的6個固有頻率既避開了整車的固有頻率，又遠離人體各方向的敏感頻率范圍。
　　 （5）研制了基于六足并聯(lián)懸架系統(tǒng)的駕駛員座椅，并進行了裝車試驗，測量坐墊（Z向）、靠背（X向）和駕駛室地板（X、Y、Z三個方向）的加速度，研究六足并聯(lián)懸架系統(tǒng)在不同車速、不同載荷下的動態(tài)特性，并與普通RS-S型座椅進行

5、對比分析。
　　 試驗研究結果表明，所研制的六足并聯(lián)懸架減振座椅在6個方向均具有隔振效果。與普通Rs-S型駕駛員座椅相比，在低速時（2.5<ν<4km/h），六足并聯(lián)懸架減振座椅坐墊（和靠背）的加權加速度均方根值大于普通座椅坐墊（和靠背）的加權加速度均方根值，即隔振效果不如普通座椅。而當車速ν>4km/h時，六足并聯(lián)懸架減振座椅坐墊（和靠背）的加權加速度均方根值小于普通座椅，且隨著速度的增大，相對于普通座椅的加權加速度均方根值降