電動(dòng)叉車多路閥操縱機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及人機(jī)工程仿真

位猛

摘要：本文研究的是單桿操縱三閥，單桿操縱使得駕駛室空間充裕，操作方便。在驗(yàn)證多路閥操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性時(shí)首先依據(jù)叉車駕駛員操縱相關(guān)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作特征，然后對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的多路閥機(jī)構(gòu)進(jìn)行人機(jī)工程仿真分析，不斷改善叉車駕駛?cè)藛T操作舒適性并根據(jù)仿真結(jié)果分析對(duì)多路閥操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化的一種研究。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)叉車;操縱機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì);舒適性;人機(jī)工程仿真

0? 引言

叉車多路閥是由兩個(gè)或兩個(gè)以上片式換向閥為主體組成的組合體，同時(shí)結(jié)合叉車的使用特點(diǎn)[1，2，4]，而開發(fā)的一種專用液壓閥。因?yàn)椴孳囻{駛室空間局限性，一個(gè)多路換向閥要實(shí)現(xiàn)所有該叉車所需的功能。所以叉車使用的多路閥設(shè)計(jì)成兩個(gè)或兩個(gè)以上片式換向閥為主體的組合結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)叉車功能的多樣性。

1? 單桿操縱多路閥機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

本章節(jié)設(shè)計(jì)一種單桿操縱機(jī)構(gòu)，該方案采用一個(gè)撥片在不同的位置撥動(dòng)不同的多路閥閥芯，從而控制多路閥的換向，在滑動(dòng)桿的兩端利用凸臺(tái)進(jìn)行定位，同時(shí)在兩端加裝復(fù)位彈簧，從而使撥片可以正常狀態(tài)下處于中間閥片上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)復(fù)位的功能。

①該種單個(gè)操縱手柄操縱多個(gè)多路閥閥芯的機(jī)構(gòu)主要組成有操縱桿、轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)、支架1、復(fù)位彈簧、滑動(dòng)軸、連接桿、支座2、多路閥、安裝板、支座3、閥芯卡槽與撥塊，具體視圖如圖1。

②該單桿多路閥操縱手柄通過旋轉(zhuǎn)環(huán)來實(shí)現(xiàn)操作角度，由多路閥的構(gòu)造規(guī)定多路閥的閥芯間隔為38mm，由結(jié)構(gòu)的工作原理在軟件Solidworks中作出撥塊移動(dòng)距離而得出操縱手柄的擺動(dòng)角度為12°，如圖2。

③多路閥閥芯由于結(jié)構(gòu)原理，閥芯向上或者向下移動(dòng)的距離為7.2mm，所以通過軟件Solidworks可以得出由于閥芯垂直運(yùn)動(dòng)距離為7.2mm而得出撥塊的偏轉(zhuǎn)角度與操縱手柄的偏轉(zhuǎn)角度為17°，如圖3。

2? 單桿操縱多路閥操縱機(jī)構(gòu)仿真

在進(jìn)行駕駛員操作多路閥單桿操縱機(jī)構(gòu)人機(jī)工程仿真時(shí)，其中駕駛員坐姿舒適性仿真利用Delmia軟件[5]中人體姿態(tài)分析（HPA）中姿態(tài)評(píng)估與優(yōu)化功能，駕駛員操縱姿態(tài)舒適性分析運(yùn)用了Delmia軟件中RULA功能[3]。

①分析駕駛員操縱單桿操縱手柄前傾時(shí)姿態(tài)。

如圖4結(jié)果表明駕駛員在操縱手柄時(shí)上臂（Upper Arm）得分為2分與前臂（Forearm）得分為1分，主要部位都處于舒適狀態(tài)下，則說明駕駛員操縱該設(shè)計(jì)優(yōu)化的多路閥操縱機(jī)構(gòu)前傾時(shí)是舒適的。

②分析駕駛員操縱單桿操縱手柄后傾時(shí)姿態(tài)。

如圖5結(jié)果表明駕駛員在操縱手柄時(shí)上臂（Upper Arm）得分為2分與前臂（Forearm）得分為2分，主要部位都處于舒適狀態(tài)下，則說明駕駛員操縱本文設(shè)計(jì)優(yōu)化的多路閥操縱機(jī)構(gòu)前傾時(shí)是舒適的。

③分析駕駛員操縱單桿操縱手柄向靠近身體一側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)姿態(tài)。

如圖6結(jié)果表明駕駛員在操縱手柄時(shí)上臂（Upper Arm）得分為1分與前臂（Forearm）得分為1分，然而其他主要部位都處于舒適狀態(tài)下，則說明駕駛員操縱本文設(shè)計(jì)優(yōu)化的多路閥操縱機(jī)構(gòu)前傾時(shí)是舒適的。

④分析駕駛員操縱單桿操縱手柄向遠(yuǎn)離身體一側(cè)時(shí)姿態(tài)。

如圖7結(jié)果表明駕駛員在操縱手柄時(shí)上臂（Upper Arm）得分為2分與前臂（Forearm）得分為2分，然而其他主要部位都處于舒適狀態(tài)下，則說明駕駛員操縱本文設(shè)計(jì)優(yōu)化的多路閥操縱機(jī)構(gòu)前傾時(shí)是舒適的。

3? 結(jié)論

綜上所述，叉車駕駛員在操縱單桿手柄時(shí)，上肢舒適度較高，駕駛員駕駛姿態(tài)舒適性也比較舒適，操作動(dòng)作RULA姿態(tài)舒適分析也在合理范圍內(nèi)，因此該多路閥操縱機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是符合人機(jī)工程學(xué)要求。

參考文獻(xiàn)：

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[3]彭衛(wèi)平，胡向陽，雷金，陳磊.基于RULA的數(shù)控機(jī)床控制面板操作舒適性分析[J].人類工效學(xué)，2017，23（06）：42-46，56.

[4]王瑞，章文譽(yù)，姚甲，馬慶豐，吳信麗，葛立銀，楊鷗.具有單連桿操縱機(jī)構(gòu)的叉車多路閥[P].CN206051466U，2017-03-29.

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