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Estudio de Optimización sobre la Comodidad del Sistema de Acoplamiento Humano-Asiento en la Cabina de Maquinaria de Construcción

Autores: Cheng, Lei; Wen, Hansheng; Ni, Xiangyu; Zhuang, Chao; Zhang, Wenjian; Huang, Haibo

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Estudio de Optimización sobre la Comodidad del Sistema de Acoplamiento Humano-Asiento en la Cabina de Maquinaria de Construcción


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Cabina de maquinaria de construcción
Comodidad del asiento
Comodidad contra vibraciones
Sistema de acoplamiento humano-asiento
Distribución de presión corporal
Esquema de optimización

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 15

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El asiento de una cabina de maquinaria de construcción se utiliza como objeto de investigación. Para los métodos de investigación sobre la comodidad del sistema de acoplamiento humano-asiento y las deficiencias en los índices de optimización actuales, se optimizan simultáneamente la comodidad por presión del asiento y la comodidad por vibración. Basado en un modelo de maniquí del percentil 50 de Toyota más especializado, se establece un modelo de simulación por elementos finitos humano-asiento, y se simula y calcula la distribución de presión corporal y la respuesta a vibraciones. Se utilizan las distribuciones de presión transversales y longitudinales del respaldo y del cojín del asiento, así como el mapa de presión, para verificar los índices de evaluación de comodidad por presión corporal del modelo de simulación. Al mismo tiempo, se utiliza la prueba de respuesta a vibraciones para verificar los índices de evaluación de comodidad por vibración del modelo de simulación. Los resultados de la prueba muestran que la precisión de cada índice de evaluación del modelo de acoplamiento establecido es superior al 85%, lo que puede proporcionar soporte de modelo para el trabajo de optimización posterior. Con el fin de mejorar la comodidad del asiento de maquinaria de construcción durante la operación, se reduce y aumenta la dureza de la esponja superior y de la esponja de la capa inferior en un 10% y un 15%, respectivamente, en el asiento original. Los índices de evaluación de comodidad por presión corporal del pico de presión del isquion, la presión media del isquion, el pico de presión del muslo y la presión media del muslo se utilizan para evaluar el asiento mejorado. El esquema de optimización propuesto consiste en reducir la dureza de la esponja superior y de la esponja de la capa inferior del cojín del asiento en un 10% para mejorar la comodidad por presión corporal del asiento. Finalmente, los índices de evaluación de comodidad por presión corporal y comodidad por vibración se verifican mediante cuatro sujetos en un asiento mejorado, y la presión del cojín de diferentes sujetos se reduce mientras que se aumenta la tasa de aislamiento de vibraciones, lo que muestra la racionalidad del esquema de optimización propuesto. Además, los resultados de evaluación del asiento mejorado son diferentes para sujetos de diferentes tamaños corporales, siendo la mejora más significativa para el sujeto de mayor altura y peso. Los métodos de modelado y evaluación de comodidad adoptados en el documento pueden proporcionar una referencia para el diseño y desarrollo del asiento.

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