《漫談裝載機(jī)駕駛室的設(shè)計(jì)發(fā)展方向》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《漫談裝載機(jī)駕駛室的設(shè)計(jì)發(fā)展方向（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、Spe cia l Topics 漫談裝載機(jī)駕駛室的設(shè)計(jì)開(kāi)展方向 劉南才，孫 平，朱 華，陳華春，張斐朗 廣西柳工機(jī)械股份 摘 要｜對(duì)裝載機(jī)駕駛室技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析，指出裝載機(jī)駕駛室的外觀將會(huì)逐漸由方正線條、單一輪廓向多線條、曲面造型方 向開(kāi)展。具體表現(xiàn)在：伴隨著造型的改變，汽車(chē)鈑金類(lèi)部件將會(huì)被大規(guī)模應(yīng)用；模具成形異型管在駕駛室上的應(yīng)用普及，使得駕 駛室骨架與多曲面外觀融合為一體；駕駛室內(nèi)部布置不斷提升，駕駛室玻璃、鎖具、內(nèi)飾及方向桿〔盤(pán)〕等的設(shè)計(jì)普遍應(yīng)用人機(jī) 工程學(xué)等方面。 關(guān)鍵詞：駕駛室；鈑金；玻璃；異型管；人機(jī)工程 裝載機(jī)在我國(guó)經(jīng)歷了數(shù)十年的開(kāi)展，近年產(chǎn)量已經(jīng)

2、 接近年產(chǎn) 30 萬(wàn)臺(tái)，眾多品牌裝載機(jī)產(chǎn)品的外觀各有千 秋，呈群雄并起之勢(shì)。裝載機(jī)駕駛室的造型設(shè)計(jì)對(duì)整機(jī)外 觀具有決定性的影響。類(lèi)似于汽車(chē)行業(yè)，在專(zhuān)業(yè)的裝載機(jī) 設(shè)計(jì)單位，裝載機(jī)駕駛室設(shè)計(jì)已經(jīng)成為一個(gè)重要的技術(shù) 研究分支。 縱觀裝載機(jī)行業(yè)，駕駛室的設(shè)計(jì)已經(jīng)擺脫了 20 年前 的方正線條、單一輪廓的外觀模式，正逐步向著多線條、 曲面造型的方向開(kāi)展。我國(guó)早期的裝載機(jī)駕駛室根本照 搬國(guó)外早期產(chǎn)品有棱有角的模式，大量部件均采用鋼板 折彎后拼焊或裝配成型，這除了有工藝簡(jiǎn)單，制造方便， 本錢(qián)低的原因，還有一個(gè)原因就是在那個(gè)時(shí)代，用戶(hù)的關(guān) 注點(diǎn)還僅是側(cè)重于機(jī)器工作的可靠性及性能優(yōu)劣等。隨 著時(shí)代的開(kāi)展，業(yè)內(nèi)

3、競(jìng)爭(zhēng)加劇，用戶(hù)要求提升，更重要的 是快速成型、非金屬材料等系列新技術(shù)開(kāi)始出現(xiàn)并在裝 載機(jī)領(lǐng)域得到成熟應(yīng)用，裝載機(jī)的駕駛室外觀開(kāi)始向汽 車(chē)行業(yè)靠攏，一些以前只能在汽車(chē)展會(huì)上看到的曲線 〔面〕造型駕駛室開(kāi)始在裝載機(jī)上出現(xiàn)。 1 裝載機(jī)駕駛室的設(shè)計(jì)開(kāi)展趨勢(shì) 筆者屢次參加國(guó)內(nèi)外工程機(jī)械展會(huì)，發(fā)現(xiàn)以卡特彼 勒為代表的一些歐美裝載機(jī)品牌，一直以來(lái)均注重突出 平安、簡(jiǎn)潔的特色，內(nèi)裝飾盡可能少，表現(xiàn)出機(jī)器的“剛〞 性，而日韓系列的某些裝載機(jī)品牌那么秉承了汽車(chē)的風(fēng)格， 制造復(fù)雜，全模具化，以曲線和內(nèi)裝飾為主，表現(xiàn)出機(jī)器 的“柔〞性。預(yù)計(jì)未來(lái)的裝載機(jī)駕駛室將從復(fù)雜向簡(jiǎn)潔，從 全內(nèi)飾向局部?jī)?nèi)飾，

4、從個(gè)性化向通用和繼承，從全模具向 少模具方向開(kāi)展。除了上述總體風(fēng)格的開(kāi)展趨勢(shì)外，裝載 作者簡(jiǎn)介：劉南才〔1974—〕，男，廣西柳州人，工程師，學(xué)士，研究方向：工程機(jī)械駕駛室、覆蓋件及人機(jī)工程。 36 2 0 1 4 ·1 0 第 45 卷 第10 期 總第 4 9 2期 機(jī)駕駛室還將有如下技術(shù)開(kāi)展趨勢(shì)： 1 .1 現(xiàn)代鈑金沖壓化開(kāi)展 采用內(nèi)外鈑金結(jié)構(gòu)，點(diǎn)焊為主制造的裝載機(jī)駕駛室， 外觀外表質(zhì)量好，連接強(qiáng)度好。筆者曾有幸見(jiàn)到我國(guó) 20 世紀(jì) 60 年代生產(chǎn)的一臺(tái) Z435 型裝載機(jī)，并參加了這臺(tái) 老式裝載機(jī)外觀覆蓋件的修復(fù)工作。以 Z435 型裝載機(jī)為 代

5、表，早期裝載機(jī)駕駛室的鈑金件大多采用 2 mm 厚的鋼 板制造〔某些內(nèi)部簡(jiǎn)單骨架筋板采用 3~5 mm 厚的鋼板〕； 早期的鈑金模具壓形少，盡管在外形上局部有一些大圓 弧，但總體上還是簡(jiǎn)單輪廓；鈑金接縫大，焊接痕跡明顯； 門(mén)上鋼板的 U 形折彎沒(méi)有用內(nèi)飾包裹掩蓋，而是直接呈 現(xiàn)在操作者面前；駕駛室頂蓋板上也有一些過(guò)渡圓弧，但 對(duì)接焊縫沒(méi)有打磨并修飾掩蓋，顯得粗糙。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)尚 有許多小企業(yè)采用這類(lèi)簡(jiǎn)單拼接成形的方法來(lái)做駕駛 室，所用原材料幾乎全部是鋼板，甚至某些骨架類(lèi)的槽鋼 也用鋼板折彎而成；局部偶然出現(xiàn)的鋼板大圓弧部位能 夠看到一條條的折彎線；通過(guò)折彎板的對(duì)接構(gòu)成一些中 空的型腔，這些型

6、腔一般用來(lái)走線、安裝門(mén)鉸鏈等；外部 鋼板的對(duì)接一般采用普通對(duì)接焊和法，局部容易過(guò)燒變 形，需要矯正，外側(cè)焊縫需要打磨，并刮膩?zhàn)有揎棥９に囇?究發(fā)現(xiàn)，這樣的刮膩?zhàn)有揎?，容易受到施工環(huán)境的影響， 而且如果在陰雨天進(jìn)行刮膩?zhàn)幼鳂I(yè)，不僅膩?zhàn)涌菰锢щy， 出廠后也容易脫落。經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明，膩?zhàn)雍穸仍?2 mm 以下為 宜。也有一些鋼板對(duì)接采用了將一側(cè)鋼板壓出一個(gè)板厚 的下沉臺(tái)階的工藝方法，這樣焊接后不容易變形，但同樣 需要用膩?zhàn)觼?lái)修飾外側(cè)面，而現(xiàn)代鈑金接縫已經(jīng)使用了 一些新型的填縫劑，根本能夠杜絕事后脫落的問(wèn)題。 隨著模具制造技術(shù)的快速開(kāi)展，新型裝載機(jī)駕駛室 外觀變得更加美觀。表現(xiàn)在：〔1〕鋼板厚度下降，

7、常用外板 厚度普遍降到 1.2 mm，某些內(nèi)板甚至只有 0.6 mm?！?〕接 縫減少，由于大型模具的應(yīng)用，使得大型鈑金件得以一次 模壓成形。作者曾參觀過(guò)某專(zhuān)業(yè)駕駛室廠家的拼焊車(chē)間， 發(fā)現(xiàn)其駕駛室主要外板僅 5 片，且在拼搭工裝上一次對(duì) 接成功，效率大增?！?〕焊接工藝得到改良：手工焊條方式 的焊接方法幾乎杜絕，代之以大量的機(jī)械手自動(dòng)焊接，采 用壓力對(duì)接電阻焊焊接方式，由于電流調(diào)整得當(dāng)，幾乎看 不到焊縫，外側(cè)板上也看不到高溫?zé)酆圹E，大量簡(jiǎn)化了 打磨、刮膩?zhàn)拥群罄m(xù)修補(bǔ)工作?！?〕外側(cè)面鋼板普遍采用 汽車(chē)行業(yè)采用的電泳漆，涂裝效率高，質(zhì)量可靠?！?〕近年 來(lái)，某些制造企業(yè)還開(kāi)發(fā)出了一些更新穎

8、的工藝技術(shù)，如 內(nèi)部噴涂一些黏接填充料，相應(yīng)可以更多地減小焊縫的 長(zhǎng)度，并利于減少振動(dòng)噪聲。 1 .2 異型管材廣泛使用 異型管材主要用于駕駛室的骨架。駕駛室的主要骨 架經(jīng)歷了 3 個(gè)開(kāi)展階段。 第 1 階段：如上文所述我國(guó)早期裝載機(jī)駕駛室，外側(cè) 面鈑金全部為單層板，局部?jī)?nèi)側(cè)板通過(guò)折彎后與外側(cè)板 焊接形成型腔，支撐起整個(gè)駕駛室。這類(lèi)駕駛室也可以 說(shuō)是沒(méi)有骨架，質(zhì)量輕，價(jià)格廉價(jià)，至今在國(guó)內(nèi)仍有大量 生產(chǎn)。 第 2 階段：由于國(guó)際上局部地區(qū)對(duì)于 ISO 3471?土方 機(jī)械 翻車(chē)保護(hù)結(jié)構(gòu) 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和性能要求? 及 ISO 3449 ?土方機(jī)械 落物保護(hù)結(jié)構(gòu) 實(shí)

9、驗(yàn)室試驗(yàn)和性能要 求?兩個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行強(qiáng)制實(shí)施，裝載機(jī)駕駛室必須滿(mǎn)足 相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，能夠承受橫向、縱向及垂直載荷。 僅用前述無(wú)骨架的駕駛室滿(mǎn)足不了這個(gè)要求，故在設(shè)計(jì) 時(shí)引入了一些矩形鋼管，這些鋼管的厚度普遍在 4~12 mm，用這些鋼管對(duì)接形成一個(gè)具有 2~6 個(gè)立柱的堅(jiān)實(shí)骨 架，下面鋪上地板組件，外側(cè)再用鈑金蒙皮包圍對(duì)接，從 而形成駕駛室。這類(lèi)駕駛室能夠通過(guò)上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的載 荷試驗(yàn)，符合國(guó)際平安法規(guī)要求，但質(zhì)量增加許多，有的 甚至超過(guò) 1 000 kg，造價(jià)自然不低。由于厚度大，這類(lèi)駕駛 室所采用的鋼管一般呈直線狀，無(wú)法折彎，對(duì)于一些新型 美觀的駕駛室，這類(lèi)鋼管只能作為內(nèi)部骨架支撐

10、，無(wú)法與 外側(cè)鈑金的曲面造型相貼合。 第 3 階段：隨著管材制造技術(shù)的提升，采用圓管到方 管，再到異型管的駕駛室制造模式不斷成熟。異型管壁厚 普遍在 2~6 mm，故可彎曲成形，并具有良好的外表質(zhì)量。 設(shè)計(jì)上開(kāi)始考慮使用這類(lèi)異型鋼管直接形成駕駛室的外 形輪廓，從而使鈑金壓形大大簡(jiǎn)化。如在第 2 階段使用的 一些門(mén)框鋼板壓形、玻璃裝配面壓形都可以簡(jiǎn)化，因?yàn)楫? 型管上的突出輪廓已經(jīng)具有了上述作用。異型鋼管有時(shí) 用無(wú)縫管，有時(shí)也用有縫管，可將對(duì)接焊縫巧妙地布置在 不容易直接看到的區(qū)域。圖 1 所示為異型鋼管代替常規(guī) 方管的例子。 1 .3 外觀玻璃的布置設(shè)計(jì)及安裝方式 裝載機(jī)駕駛室外觀

11、玻璃的布置設(shè)計(jì)及安裝方式，涉 及到駕駛室的外觀及司機(jī)操作的視野范圍，不同外觀之 后表達(dá)的是不同制造企業(yè)工藝能力的比拼。如圖 2〔a〕所 示駕駛室使用正前側(cè)一片式大曲面圓弧玻璃，能給用戶(hù) 37 2 0 1 4 ·1 0 專(zhuān)題綜述 Spe cia l Topics 弧面單片玻璃配合裝配的大弧面鈑金件的制造工藝復(fù) 雜，所以更多的裝載機(jī)品牌在設(shè)計(jì)時(shí)選用了多片平板玻 璃對(duì)接的方式〔見(jiàn)圖 2〔b〕〕。這種方式在外觀風(fēng)格上與裝 載機(jī)前側(cè)工作裝置的棱角對(duì)應(yīng)，且工藝上簡(jiǎn)單了許多，配 件造價(jià)也相應(yīng)降低。業(yè)內(nèi)觀察發(fā)現(xiàn)，但凡能成功采用正前 側(cè)單片式大圓弧玻璃的品牌，都經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期的工藝穩(wěn)定 磨

12、合?；诖朔治觯O(shè)計(jì)駕駛室前側(cè)玻璃結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)人 員一般都會(huì)傾向于三片平板玻璃對(duì)接的方式。 關(guān)于駕駛室玻璃的安裝方式，一直也是裝載機(jī)設(shè)計(jì) 人員反復(fù)爭(zhēng)論的話題。一般有兩種方式，即：膠條安裝式 和玻璃黏接式，兩者各有優(yōu)劣。 〔1〕膠條安裝式：業(yè)內(nèi)采用的膠條截面種類(lèi)很多，這 里僅以某簡(jiǎn)易型膠條為例，其截面如圖 3 所示。此類(lèi)特制 成型的膠條一般具有 3 個(gè) U 形口，1 個(gè)口夾住玻璃〔玻璃 卡槽〕，1 個(gè)口夾住鈑金〔鈑金卡槽〕，第 3 個(gè)口為調(diào)整張 緊口，其間經(jīng)常用一個(gè)膠芯塞入填充，以確保玻璃與鈑金 均夾緊。膠條安裝方式的優(yōu)點(diǎn)：裝配工藝簡(jiǎn)單，不需要太 多工具，對(duì)環(huán)境要求不高。在野外工地，一

13、個(gè)熟練的工人 在數(shù)分鐘內(nèi)就能完成安裝。缺點(diǎn)：對(duì)玻璃、鈑金孔制造尺 寸、配合精度要求高，制造尺寸偏差易導(dǎo)致裝配困難或者 安裝不牢固、漏水，由于膠條的固有特性，其外觀不如黏 接式輪廓平齊。 圖 1 異型鋼管代替方管 〔a〕采用正前側(cè)單片式大圓弧玻璃的駕駛室 圖 3 某型號(hào)膠條截面 〔2〕玻璃黏接式：某機(jī)型駕駛室玻璃黏接截面如圖 4 所示。該結(jié)構(gòu)類(lèi)似汽車(chē)玻璃，采用特制的膠水將玻璃黏接 在駕駛室鈑金上。國(guó)內(nèi)裝載機(jī)正在越來(lái)越多地采用玻璃 黏接技術(shù)，重點(diǎn)用于國(guó)際出口機(jī)型。玻璃黏接方式的優(yōu) 點(diǎn)：根本可以解決膠條固定方式存在的缺點(diǎn)，能夠?qū)︸{駛 室的美觀、隔聲、密封、防水及防塵起到重要的促進(jìn)作

14、用， 〔b〕采用正前側(cè)三片平板玻璃對(duì)接的駕駛室 圖 2 駕駛室玻璃的布置設(shè)計(jì) 帶來(lái)良好的前側(cè)工作視野，但是這片玻璃的造價(jià)明顯偏 高，維修換件本錢(qián)高，且制造、裝配工藝復(fù)雜。此外，與大 38 2 0 1 4 ·1 0 第 45 卷 第10 期 總第 4 9 2期 jack，Sammie，Safework，R amsis 及 Manikin 等。依靠模擬人 體提供的尺寸參考及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可以在設(shè)計(jì)時(shí)根本確定 踏板、座椅、操縱桿及儀表臺(tái)的位置，以滿(mǎn)足絕大多數(shù)司 機(jī)的舒適操縱要求。在三維技術(shù)已經(jīng)普及應(yīng)用的今天，通 常的設(shè)計(jì)步驟如下： 〔1〕首 先 確 定 3 個(gè)基準(zhǔn)

15、人體尺寸 ： 最小人體尺寸 〔5%〕、中位人體尺寸〔50%〕及最大人體尺寸〔95%〕。如前 所述，我國(guó)目前采用的 GB 10000—88 標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)相對(duì)落 后，根據(jù)一些最新國(guó)家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國(guó)人的平均身高比 30 年前增加了 30 mm。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，除了參考中國(guó)成 年男子的身材尺寸最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)外，還應(yīng)通過(guò)三維數(shù)據(jù) 庫(kù)調(diào)用產(chǎn)品目標(biāo)市場(chǎng)，如歐美、日韓等地的人體三維模型 尺寸進(jìn)行比擬，以滿(mǎn)足國(guó)際市場(chǎng)需求。 〔2〕根據(jù) GB/ T 8591—2000?土方機(jī)械司機(jī)座椅標(biāo)定 點(diǎn)?，可以確定司機(jī)座椅的 SIP 點(diǎn)〔座椅標(biāo)定點(diǎn)〕，該點(diǎn)在設(shè) 計(jì)時(shí)將與模擬人的 SIP 點(diǎn)重合裝配，如圖 5 所示。 圖

16、 4 某機(jī)型駕駛室玻璃黏接截面 在某些批量生產(chǎn)線上甚至能夠有著比膠條裝配更高的制 造效率。缺點(diǎn)：裝配環(huán)境要求高，黏接膠水一般為聚氨酯 成分，靠吸收空氣中的水分逐漸固化；黏接面清潔度要求 高，工藝復(fù)雜，需要上清潔劑、底涂劑；黏接完成后固化時(shí) 間長(zhǎng)，通常在 10 h 內(nèi)機(jī)械無(wú)法進(jìn)行工作。上述工藝過(guò)程處 理不當(dāng)，均會(huì)發(fā)生玻璃脫落現(xiàn)象，在維修市場(chǎng)，這種問(wèn)題 尤其明顯；玻璃破損件的撤除不易，需要專(zhuān)門(mén)工具對(duì)鈑金 上殘留的膠水進(jìn)行打磨去除；在塵土大的工地環(huán)境根本 無(wú)法進(jìn)行黏接式玻璃的維修?？偟膩?lái)說(shuō)，駕駛室玻璃的兩 種安裝方式針對(duì)不同的客戶(hù)群體，這兩種方案都將在未 來(lái)的裝載機(jī)駕駛室中得以運(yùn)用。

17、1 .4 操縱舒適度顯著提升 人機(jī)工程學(xué)是研究人、機(jī)械及其工作環(huán)境之間相互 作用的學(xué)科，用以設(shè)計(jì)出能夠使操作者發(fā)揮最大效能的 機(jī)械、儀器和控制裝置，并研究控制臺(tái)上各個(gè)儀表的最適 合位置。人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的效益主要表現(xiàn)在：作業(yè)效 能改善，培訓(xùn)費(fèi)用降低，人力資源利用率改善，事故和人 為錯(cuò)誤減少，生產(chǎn)效率、用戶(hù)滿(mǎn)意度提高。 正所謂以人為本，一切人機(jī)工程的設(shè)計(jì)都是從人的 尺寸定位開(kāi)始的。全球各類(lèi)人種的身高、手腳長(zhǎng)度千差萬(wàn) 別，如何設(shè)計(jì)一種絕大多數(shù)司機(jī)都能舒適操縱的工作環(huán) 境，是設(shè)計(jì)者追求的目標(biāo)之一。在我國(guó)裝載機(jī)蓬勃出口的 今天，這個(gè)問(wèn)題尤為突出。我公司曾經(jīng)接到用戶(hù)有關(guān)座椅 太高，踏板夠不著

18、等涉及舒適操作的意見(jiàn)反應(yīng)，相關(guān)問(wèn)題 的圓滿(mǎn)解決，依賴(lài)于對(duì)人體尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)及對(duì)人 體舒適操縱姿勢(shì)定位的研究。 我國(guó)目前還在沿用的 GB 10000—88 ?中國(guó)成年人人 體尺寸?為多年前的中國(guó)人口測(cè)量數(shù)據(jù)，已經(jīng)難以跟上時(shí) 代的要求。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)師還大量參照引用國(guó)外流行的 人體尺寸標(biāo)準(zhǔn) ISO 15534- 3—2000?機(jī)械平安工效學(xué)設(shè)計(jì) 第 3 局部：人體測(cè)量數(shù)據(jù)? 及三維數(shù)據(jù)庫(kù)，如：Transom 圖 5 司機(jī)座椅與模擬人 SIP 點(diǎn)重合裝配 需要強(qiáng)調(diào)的是，通常使用的座椅的高度、前后位置 〔甚至左右、座面角度〕都是可調(diào)的，與中位人體對(duì)接匹配 的應(yīng)該是座椅處于上述尺寸中

19、間位置時(shí)的狀態(tài)。與 3 組 模擬人體對(duì)應(yīng)的座椅狀態(tài)布置如表 1 所示。 〔3〕設(shè)計(jì)的駕駛室三維模型必須針對(duì)表 1 所示 3 種 狀況進(jìn)行檢查，確保操作者的手、腳及視野均處于舒適操 作范圍內(nèi)。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可參考：GB/ T 8420—2021?土方機(jī)械 司 機(jī)的身材尺寸與司機(jī)的 最小活動(dòng)空 間?〔ISO 3411— 39 2 0 1 4 ·1 0 專(zhuān)題綜述 Spe cia l Topics 表 1 不同模擬人體對(duì)應(yīng)座椅狀態(tài)布置 1995 ?土方機(jī)械 司機(jī)的身材尺寸與司機(jī)的最小活動(dòng)空 間?〕、GB/ T 21935—2021?土方機(jī)械 操縱的舒適區(qū)域與 可及范圍?

20、。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)各種不同身材司機(jī)的交 叉舒適、可及范圍，用曲面表示幾組包絡(luò)空間，建立三維 模型〔見(jiàn)圖 6〕，以此來(lái)參考定位踏板、方向盤(pán)及手柄的理 想位置。 圖 6 三維模擬人可及、舒適區(qū)域造型 有一點(diǎn)需要明確，上述操縱元件可以通過(guò)機(jī)構(gòu) 〔 裝 置〕設(shè)計(jì)進(jìn)行位置調(diào)整，使其處于舒適區(qū)域包絡(luò)曲面中。 圖 7 所示為某機(jī)型駕駛室操縱可及、舒適區(qū)域人機(jī)分析 圖。通過(guò)測(cè)量，圖 7 中各儀表、踏板、操縱桿及方向桿〔盤(pán)〕 均處于舒適區(qū)域內(nèi)。 圖 7 三維模擬人在駕駛室內(nèi)的可及、舒適區(qū)域校核 40 2 0 1 4 ·1 0 最小人體〔5%〕 座椅尺寸調(diào)到最低、最靠前〔讓

21、司機(jī)靠近 操作機(jī)構(gòu)、儀表〕 中位人體〔50%〕 座椅可調(diào)尺寸處于中位 最大人體〔95%〕 座椅尺寸調(diào)到最高、最靠后 第 45 卷 第10 期 總第 4 9 2期 此外，有業(yè)內(nèi)消息稱(chēng)，我國(guó)正在開(kāi)展新一輪人體尺寸 測(cè)量，這是我國(guó)建國(guó)以來(lái)年齡跨度最大，抽樣人數(shù)最多， 地域跨度最廣，測(cè)量工程最全面的一次人體尺寸測(cè)量。未 來(lái)兩年，我們有望看到新的中國(guó)人體尺寸數(shù)據(jù)庫(kù)〔標(biāo)準(zhǔn)〕 出臺(tái)。 1 .5 方向桿〔盤(pán)〕操縱布置 長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)幾乎所有裝載機(jī)都采用了類(lèi)似汽車(chē) 方向盤(pán)的轉(zhuǎn)向器模式。隨著電子控制系統(tǒng)的開(kāi)展，國(guó)際上 裝載機(jī)駕駛室已經(jīng)出現(xiàn)了類(lèi)似挖掘機(jī)、推土機(jī)所采用的 桿動(dòng)推拉

22、轉(zhuǎn)向模式，通常這類(lèi)結(jié)構(gòu)都采用小手柄帶動(dòng)先 導(dǎo)油路或電路，高效省力。長(zhǎng)期以來(lái)，裝載機(jī)上多數(shù)視覺(jué)、 手動(dòng)操縱元件布置在正前方及右側(cè)，左側(cè)布置的只是一 些二類(lèi)輔助件，這就為代替轉(zhuǎn)向方向盤(pán)的手動(dòng)桿布置提 供了空間。圖 8 所示為國(guó)外某機(jī)型駕駛室內(nèi)的桿動(dòng)轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)，其轉(zhuǎn)向操縱桿〔方向桿〕即布置在座椅左側(cè)。桿動(dòng)推 拉轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)是新技術(shù)的一大亮點(diǎn)，甚至?xí)蔀槲磥?lái)的一 種潮流趨勢(shì)，其優(yōu)勢(shì)是很明顯的：桿動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的體積大 大小于原有的方向盤(pán)，可為駕駛室內(nèi)留出更寬的空間。根 據(jù)人機(jī)工程原理，司機(jī)的舒適目測(cè)范圍在正前方偏下側(cè) 左右 40°范圍內(nèi)，原來(lái)的方向盤(pán)剛好處于這個(gè)位置中間， 難免與儀表有局部干預(yù)。將方向盤(pán)移走后

23、，這個(gè)空間內(nèi)可 以布置更大的數(shù)字式集成儀表，而且不受方向桿轉(zhuǎn)動(dòng)的 干擾，可使操作更加便捷平安。技術(shù)難點(diǎn)：這種結(jié)構(gòu)要求 桿動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)非常可靠 〔無(wú)論是采用電路還是先導(dǎo)油路 的控制〕。此外，桿動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)會(huì)受到傳統(tǒng)方向盤(pán) 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)操縱習(xí)慣的挑戰(zhàn)，但這不會(huì)影響其成為未來(lái)駕 駛室設(shè)計(jì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。 1 .6 駕駛室鎖具 裝載機(jī)駕駛室鎖具目前主要執(zhí)行的是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 15086—2006? 汽車(chē)門(mén)鎖及車(chē)門(mén)保持件的性能要求和試驗(yàn) 方法?及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JB/ T 5934—1991?工程機(jī)械門(mén)鎖 技 術(shù)條件?、JB/ T 7147—1993 ?工程機(jī)械 門(mén)鎖形式和根本 參數(shù)?。裝載

24、機(jī)與汽車(chē)所處工況不同，工作中灰塵大，泥水 飛濺多，振動(dòng)劇烈，容易損壞，對(duì)鎖具的可靠性要求高。通 常一個(gè)裝載機(jī)門(mén)上會(huì)有兩把鎖，一個(gè)是用于開(kāi)關(guān)門(mén)的主 門(mén)鎖，還有一個(gè)是控制門(mén)開(kāi)啟后固定在某一位置的定位 鎖。兩者的具體設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)根本由鎖具廠家掌握，裝載機(jī)制 造廠家主要是對(duì)其功能、可靠性提出要求，如：要求鎖具 能夠通過(guò)在模擬實(shí)車(chē)操作試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行的開(kāi)關(guān)碰撞試 驗(yàn)，確保整個(gè)門(mén)鎖部件往復(fù)開(kāi)關(guān) 30 000 次以上無(wú)失效。除 非特殊統(tǒng)一鑰匙要求，門(mén)鎖鑰匙不同牙花數(shù)每組應(yīng)不少 于 200 種。當(dāng)前的現(xiàn)狀是：有別于汽車(chē)行業(yè)，許多裝載機(jī) 駕駛室門(mén)上鑰匙與駕駛室內(nèi)電啟動(dòng)鑰匙不同，有的甚至 還不同于發(fā)動(dòng)機(jī)罩門(mén)上的鑰匙。

25、只有極少數(shù)裝載機(jī)制造 企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)類(lèi)似汽車(chē)那樣配置與電啟動(dòng)開(kāi)關(guān)、發(fā)動(dòng)機(jī) 罩門(mén)鑰匙一致的駕駛室鑰匙。除了可靠性、美觀性、防塵 性，鎖具鑰匙的一致性也將是未來(lái)裝載機(jī)駕駛室的技術(shù) 開(kāi)展趨勢(shì)。 1 .7 內(nèi)飾 長(zhǎng)期以來(lái)，裝載機(jī)駕駛室內(nèi)的裝飾經(jīng)歷了由簡(jiǎn)陋到 豪華，最后再到簡(jiǎn)化的歷程。早期的裝載機(jī)駕駛室內(nèi)飾都 比擬簡(jiǎn)陋，僅在一些主要部位包裹一些帶 PVC 〔聚氯乙 烯〕表皮的打孔海綿。隨著時(shí)代開(kāi)展，裝載機(jī)駕駛室內(nèi)增 加了許多塑料制品進(jìn)行裝飾，例如包裹立柱的吸塑件、頂 部的麻氈壓形件，以及裝飾操縱控制桿的滾塑箱罩等。類(lèi) 似汽車(chē)內(nèi)部，塑料板覆蓋了幾乎所有可能外露的鈑金接 縫，顯得很美觀。由于裝載機(jī)

26、的產(chǎn)量遠(yuǎn)不及汽車(chē)的產(chǎn)量， 鈑金的對(duì)接尺寸也不如汽車(chē)精準(zhǔn)，這類(lèi)全內(nèi)飾覆蓋的駕 駛室主要出現(xiàn)在相對(duì)批量較大的裝載機(jī)駕駛室中。在焊 接工藝、鈑金及型鋼外表質(zhì)量大幅提升后，某些國(guó)際品牌 的裝載機(jī)駕駛室內(nèi)取消了立柱內(nèi)飾，并將規(guī)整粗壯的焊 縫大膽地直接暴露在操作者面前，這反倒增加了用戶(hù)對(duì) 產(chǎn)品強(qiáng)悍有力品質(zhì)的認(rèn)可。未來(lái)，裝載機(jī)駕駛室內(nèi)飾的開(kāi)展 將會(huì)是全內(nèi)飾覆蓋及簡(jiǎn)化內(nèi)飾兩種風(fēng)格長(zhǎng)期并存的情況。 圖 8 國(guó)外某機(jī)型駕駛室內(nèi)的桿動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 41 2 0 1 4 ·1 0 專(zhuān)題綜述 Spe cia l Topics 性能要求[S]. [2] ISO 3449：2005 土方機(jī)械

27、 落物保護(hù)結(jié)構(gòu) 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn) 和性能要求[S]. [3] GB10000—88 中國(guó)成年人人體尺寸[S]. [4] ISO 15534- 3- 2000 機(jī)械平安工效學(xué)設(shè)計(jì) 第 3 局部 ： 人體測(cè)量數(shù)據(jù)[S]. [5] GB/ T 8591—2000 土方機(jī)械 司機(jī)座椅標(biāo)定點(diǎn)[S]. [6] GB/ T 8420—2021 土方機(jī)械 司機(jī)的身材尺寸與司機(jī) 的最小活動(dòng)空間[S]. [7] ISO 3411：2007 土方機(jī)械 司機(jī)的身材尺寸與司機(jī)的最 小活動(dòng)空間[S]. [8] GB/ T 21935—2021 土方機(jī)械 操縱的舒適區(qū)域與可及范 圍[S

28、]. [9] GB 15086—2006 汽車(chē)門(mén)鎖及車(chē)門(mén)保持件的性能要求和 試驗(yàn)方法[S]. [10] JB/ T 5934—1991 工程機(jī)械門(mén)鎖 技術(shù)條件[S]. [11] JB/ T 7147—1993 工程機(jī)械 門(mén)鎖型式和根本參數(shù)[S]. 2 總結(jié)展望 裝載機(jī)駕駛室設(shè)計(jì)涉及的技術(shù)分支非常廣泛，包括 工業(yè)設(shè)計(jì)、人機(jī)工程、振動(dòng)噪聲技術(shù)研究、金屬工藝、非金 屬材料運(yùn)用及國(guó)際平安法規(guī)等，相對(duì)應(yīng)的重點(diǎn)部件也很 多，由于篇幅有限，本文僅對(duì)其中局部技術(shù)開(kāi)展趨勢(shì)進(jìn)行 了分析。很多人認(rèn)為，用戶(hù)選擇產(chǎn)品首先是看產(chǎn)品性能優(yōu) 劣及可靠性，在此根底上再去選擇機(jī)器操作是否舒適、便 捷，外觀是

29、否漂亮。我們并不否認(rèn)產(chǎn)品工作特性對(duì)于顧客 購(gòu)置意向的重要影響，但是在同行競(jìng)爭(zhēng)加劇，裝載機(jī)產(chǎn)品 某些工作性能?chē)?yán)重同質(zhì)化的今天，成功的駕駛室設(shè)計(jì)不 失為一個(gè)大型裝載機(jī)制造企業(yè)在市場(chǎng)博弈中的一張好 牌，有時(shí)會(huì)對(duì)顧客的購(gòu)置決策起到?jīng)Q定性的作用。預(yù)計(jì)未 來(lái)駕駛室設(shè)計(jì)無(wú)論朝哪個(gè)方向開(kāi)展，其共同的設(shè)計(jì)原那么 不會(huì)變，即形式源自功能，外觀凸現(xiàn)特色，彰顯品牌風(fēng)格， 適應(yīng)企業(yè)工藝。 通訊地址：廣西壯族自治區(qū)柳州市柳太路 1 號(hào) 廣西柳工機(jī) 械股份研究總院〔5 4 5 0 0 7〕 〔收稿日期：2 0 1 4 - 0 5 - 1 2〕 參考文獻(xiàn) [1] ISO 3471：2021 土方機(jī)械 防

30、傾翻結(jié)構(gòu) 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 〔上接第 35 頁(yè)〕 起重要作用。 〔2〕機(jī)械調(diào)壓電控?fù)Q擋變速閥實(shí)際應(yīng)用時(shí)，各擋的調(diào) 壓過(guò)程約為 0.8 s，調(diào)壓曲線柔和。 〔3〕機(jī)械調(diào)壓電控?fù)Q擋變速閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，試 驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，可以應(yīng)用于推土機(jī)乃至其他工程機(jī)械產(chǎn)品。 參考文獻(xiàn) [1] 張利平. 液壓閥原理、使用與維護(hù)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版 社，2005. [2] 許佳音，崔國(guó)敏，王剛. 新型電液換擋操縱閥壓力計(jì)算及試 驗(yàn)研究[J]. 工程機(jī)械，2021〔1〕：29- 32. 圖 10 實(shí)車(chē)測(cè)試前進(jìn) 2 擋壓力曲線 結(jié)論 〔1〕快回閥閥芯上的節(jié)流孔孔徑的大小，以及閥體 內(nèi)部產(chǎn)生的背壓，對(duì)機(jī)械調(diào)壓電控?fù)Q擋變速閥調(diào)壓過(guò)程 3 通信地址：山東省濟(jì)寧市 3 2 7 國(guó)道 5 8 號(hào) 山推國(guó)際事業(yè)園 工程機(jī)械研究總院〔2 7 2 0 0 0〕 〔收稿日期：2 0 1 4 - 0 7 - 1 9〕 42 2 0 1 4 ·1 0