基于人體手部動(dòng)作的挖掘機(jī)操作手柄設(shè)計(jì)研究.pdf

1、在挖掘機(jī)操控任務(wù)中，操作手柄是一個(gè)重要的人機(jī)交互界面，直接影響使用者的操作行為，不合理的手柄設(shè)計(jì)不但會(huì)影響駕駛員操作的便利性，而且會(huì)降低工作效率。為優(yōu)化挖掘機(jī)手柄的造型設(shè)計(jì)，增強(qiáng)手柄材料的宜人性以及環(huán)境的匹配性，提高挖掘機(jī)手柄的易用性和駕駛員的操作舒適性，在對手部結(jié)構(gòu)、動(dòng)作以及操作手柄的研究基礎(chǔ)上，提出了兩種新的手柄設(shè)計(jì)方案。
　　首先通過對人體手部解剖結(jié)構(gòu)、動(dòng)作的研究分析，總結(jié)人體手部的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和規(guī)律，建立手部運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，得

2、出坐姿狀態(tài)手掌及手指的最佳施力范圍和挖掘機(jī)操作過程中舒適的抓握姿勢。其次，運(yùn)用3D掃描系統(tǒng)、三維數(shù)據(jù)處理方法、NURBS建模法獲取現(xiàn)有產(chǎn)品的三維模型，同時(shí)利用手部抓握實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步分析正常駕駛狀態(tài)下的手部動(dòng)作特征，并得出自然抓握姿勢下的手柄外部輪廓特征和手與手柄的接觸痕跡。最后，根據(jù)抓握實(shí)驗(yàn)的輪廓分析與接觸痕跡的分析結(jié)果，結(jié)合頭腦風(fēng)暴法提出兩種手柄造型設(shè)計(jì)方案，在運(yùn)用有限元法論證其造型合理的基礎(chǔ)上，分析現(xiàn)有挖掘機(jī)手柄的材質(zhì)及工作環(huán)境，提出