拖拉机换挡操纵舒适性评价方法研究

发布时间：2020-11-05 09:19

　　 拖拉机作为农业生产的基础载具,主要用于牵引和驱动农业机械部件完成各项作业。舒适性是影响拖拉机产品质量与市场竞争力的重要因素,离合踏板作为重要操纵部件,是影响整车操纵舒适性的主要因素之一。本研究主要针对目前农机装备操纵舒适性定量研究较少且研究过程不够系统化等问题,以拖拉机换挡操纵过程为研究对象,在对舒适性的概念深入研究的基础上,探究拖拉机换挡操纵舒适性客观评价与操纵过程数字化描述的方法,以期为操纵舒适性提供系统化的研究思路。本文主要研究内容及结论如下:(1)对换挡操纵舒适性影响因素进行深入分析,提出了换挡操纵舒适性的评价指标体系。从人机交互过程中的动力学特性对人体舒适性影响规律来定义操纵过程中的舒适性问题,从人体感知特性和力学特性两方面入手,选取了平均踏板力(?)、曲线下面积_rA、冲量I_p、非线性度I以及最大分离力F_(max)五个参数作为拖拉机换挡操纵舒适性的评价指标。(2)针对目前多种评价方法结论不一致的问题,提出了一种基于离差最大化的拖拉机换挡操纵舒适性组合评价模型。以八台农用拖拉机为研究对象,采集其离合器踏板力和踏板行程数据,以此为基础,分别采用灰色关联分析、基于熵的综合评价、信息熵排序、主成分分析、理想解法、改进理想解法五种典型的评价方法对拖拉机的换挡操纵舒适性进行评价,并采用KENDALL协和系数法对五种评价结论的一致性进行检验;之后,基于离差最大化思想,求解各种评价结论的组合权重,并对结论进行组合,计算得到拖拉机换挡操纵舒适性的组合评价值;最后,参考李克特五分量表,对拖拉机换挡操纵舒适性进行主观评价,并其将结果与组合评价结论进行对比,结果发现,组合评价结论与人体主观评价结果具有较好的一致性。(3)针对舒适性评分值如何客观的分级的问题,尝试采用模糊聚类的方法进行操纵舒适性等级区间的划分。以舒适性评价指标集为特征集,采用模糊C-均值算法对采集的数据样本进行模糊聚类分析,并将样本数据划分为五类。根据舒适性评分值与评价指标之间的回归关系,将五类数据样本中包含四个特征的样本点转化为相应的舒适性评分值;最后,根据每一类样本点的概率分布函数的交点将评分值区间划分为五个区间,即:0~0.31、0.31~0.54、0.54~0.69、0.69~0.80以及0.80~1,完成舒适性评分值等级区间的划分。(4)为能探究操纵过程中的影响舒适性的负面因素,提出一种换挡操纵舒适性的单元分析模型。以拖拉机换挡操纵过程为研究对象,根据操纵装置的物理特性和动作特性,将换挡操纵过程划分为四个单元,即自由行程单元、分离行程单元、进挡单元以及接合单元。以物元模型为基础,通过引入时间约束,建立多动作单元的耦合组,以此描述拖拉机换挡操纵过程。通过计算实际描述模型与目标模型的贴近度,建立操纵舒适性评价的单元分析模型,并基于此模型对拖拉机的换挡操纵舒适性进行定量分析与综合评价。研究表明:离合器的分离行程对拖拉机操纵舒适性的影响最大;以载具1为例,其总体舒适性评分值为0.8359,该评分值与多指标综合评价的评分值(0.8156)非常接近;此外,该模型还给出了载具各个单元的评分值,其值可直接反映研究对象的每一个薄弱环节;从各个单元的贴近度来看,其最薄弱的环节是进档单元(M3)。采用单元分析模型对操纵舒适性进行评价,评价结果不仅可以反映部件的操作舒适程度,而且还可以对整个操纵过程中的负面环节进行定位。这种方法可有效克服操纵舒适性概念的模糊性和总体评价的笼统性,避免主观评判的不确定性。相关研究成果可为拖拉机操纵装置的舒适性优化设计提供数据支持。
【学位单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S219
【部分图文】：

拖拉机换挡操纵舒适性评价方法研究本研究的拖拉机换挡数据采集自华中农业大学机电工程训练中心，试验采集所用的传感器主要有：上海狄佳传感科技公司的 DJTZ-70 型脚踏板力传感器、米朗MPS-S-1000-V1 拉绳式位移传感器、北京思迈科华技术有限公司的 USB2611 数据采集卡、纽曼便携汽车应急移动电源、以及笔记本电脑。

曼便携汽车应急移动电源、以及笔记本电脑。图 2-2 数据采集传感器Fig. 2-2 DataAcquisition Sensor容邀请了具有一定驾龄的测试人员 5 名，采用的传感器与参与测试出，这里不再赘述。进行测试时，测试人员按正常换挡速度踩下、然后松开，每台载具重复进行 3 次。采集其离合器踏板力和行集 120 组数据。现场测试所采用的传感器如图 2-2 所示。以载具据如表 2-2 所示。图 2-5 所示分别为拖拉机踏板操纵力随时间与

图 2-4 现场测试图Fig. 2-4 Field test diagram表 2-2 载具 2 部分实测数据Table 2-2 Measured data of Tractor 2踏板力(N) 行程(mm) 时间(S) 踏板力(N)1.328 2.750 1.1 56.031 3.265 6.325 1.2 70.406 6.563 11.625 1.3 85.375 10.812 17.812 1.4 98.906 13.875 22.687 1.5 109.469 20.375 27.062 1.6 125.719 24.375 30.062 1.7 140.344 26.375 32.875 1.8 149.844 29.469 35.253 1.9 146.937 36.438 43.001 2.0 142.219 44.906 51.257 2.1 167.281 140160180200
【参考文献】

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3 杜波;秦大同;段志辉;唐岚;;混合动力汽车模式切换与AMT换挡品质评价方法[J];汽车科技;2014年06期

4 龙立梅;宋沙沙;李柰;樊琛;李小波;曹学丽;;3种名优绿茶特征香气成分的比较及种类判别分析[J];食品科学;2015年02期

5 傅隆生;宋思哲;邵玉玲;李平平;王海峰;崔永杰;;基于主成分分析和聚类分析的海沃德猕猴桃品质指标综合评价[J];食品科学;2014年19期

6 公丽艳;孟宪军;刘乃侨;毕金峰;;基于主成分与聚类分析的苹果加工品质评价[J];农业工程学报;2014年13期

7 吕胜;谷正气;伍文广;梁小波;彭国普;;基于人机工程的自卸车操纵杆舒适度分析[J];中南大学学报(自然科学版);2013年09期

8 刘明周;周维维;张大伟;扈静;沈维蕾;;汽车变速杆操纵舒适性的矢量描述与聚类分析[J];汽车工程;2013年06期

9 杨飞;史庆春;万小玲;朱思洪;;基于Pro/EManikin的拖拉机驾驶室人机工程评价方法[J];农业工程学报;2013年09期

10 李珠瑞;马溪骏;彭张林;;基于离差最大化的组合评价方法研究[J];中国管理科学;2013年01期

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3 上衍猛;基于模糊C均值算法在文本聚类中的研究与实现[D];东华大学;2013年

4 张晓秋;基于并行工程的仪表板造型可行性研究[D];吉林大学;2006年

本文编号：2871435