基于表面肌電的拖拉機(jī)駕駛員作業(yè)疲勞試驗(yàn)研究.pdf

1、我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備提出了更高的要求，特別是整個(gè)裝備的動(dòng)力系統(tǒng)——拖拉機(jī)。為適應(yīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展需求，農(nóng)用拖拉機(jī)正在向大型化、智能化、高技術(shù)化等方向發(fā)展。雖然近年來(lái)拖拉機(jī)的駕駛環(huán)境有所改善，但和其它機(jī)動(dòng)車駕駛員相比，拖拉機(jī)駕駛員受噪聲、振動(dòng)、季節(jié)性的因素影響較大、駕駛環(huán)境差、作業(yè)時(shí)間集中、駕駛時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題依然存在，這些問(wèn)題都很容易導(dǎo)致駕駛疲勞。目前對(duì)駕駛疲勞的研究都是基于汽車試驗(yàn)，針對(duì)拖拉機(jī)駕駛員作業(yè)中駕駛疲勞的報(bào)道和研究

2、還較少，因此對(duì)其進(jìn)行研究十分必要。
　　 本論文詳細(xì)敘述了駕駛疲勞的機(jī)理與國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，對(duì)文中選取的測(cè)試生理參數(shù)“表面肌電”進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。在建立了拖拉機(jī)模擬駕駛試驗(yàn)臺(tái)的基礎(chǔ)上，針對(duì)拖拉機(jī)駕駛作業(yè)過(guò)程中較為頻繁的轉(zhuǎn)頭動(dòng)作，設(shè)計(jì)了頭部回轉(zhuǎn)過(guò)程測(cè)試、頭部定位測(cè)試試驗(yàn)，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中頸部肌肉的肌電變化進(jìn)行了測(cè)試分析；同時(shí)也對(duì)駕駛作業(yè)過(guò)程中駕駛員腰背部肌肉肌電變化進(jìn)行了測(cè)試；選取了不同特征量對(duì)以上兩個(gè)試驗(yàn)的肌電測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了時(shí)域、頻域分

3、析，弄清了肌電測(cè)試數(shù)據(jù)特征量的變化趨勢(shì)，考察了各特征量與角度、時(shí)間的線性相關(guān)性，確定了可以作為評(píng)價(jià)指標(biāo)的特征量；同時(shí)利用平均數(shù)差異顯著性檢驗(yàn)對(duì)駕駛作業(yè)過(guò)程中駕駛員腰背部肌肉疲勞出現(xiàn)的時(shí)間段進(jìn)行了估算，得到主要結(jié)論如下：
　　 1.在頭部轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，隨著拖拉機(jī)駕駛員頭部轉(zhuǎn)動(dòng)角度的增加，極差、積分肌電值、標(biāo)準(zhǔn)差、均方根、峰度、過(guò)零點(diǎn)數(shù)、功率譜平均值、功率譜標(biāo)準(zhǔn)差等特征量都增大；而最大功率譜對(duì)應(yīng)頻率、MPF、MF等特征量減小，這些特征

4、量與角度具有高度線性相關(guān)，可以作為頭部轉(zhuǎn)動(dòng)引起頸部疲勞的評(píng)價(jià)指標(biāo)；大多數(shù)特征量回轉(zhuǎn)測(cè)試得到的最大值大于定位測(cè)試得到的最大值；而能量百分比，則是定位測(cè)試得到的最大值大于回轉(zhuǎn)過(guò)程測(cè)試得到的最大值。
　　 2.在長(zhǎng)時(shí)間駕駛作業(yè)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)拖拉機(jī)駕駛員腰背部肌肉的測(cè)試分析發(fā)現(xiàn)，隨著駕駛時(shí)間的增加，極差、積分肌電值、標(biāo)準(zhǔn)差、均方根、偏度、功率譜平均值、功率譜標(biāo)準(zhǔn)差等特征量都表現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，而峰度、過(guò)零點(diǎn)數(shù)、MFP、MF等特征量呈現(xiàn)出下

5、降的趨勢(shì)。根據(jù)對(duì)各特征量與時(shí)間的相關(guān)性分析，得出極差、功率譜平均值與時(shí)間具有高度正相關(guān)，MF與時(shí)間成高度負(fù)相關(guān)，這些特征量可以作為拖拉機(jī)駕駛員因長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)引起腰背部疲勞的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
　　 3. 通過(guò)對(duì)拖拉機(jī)駕駛員腰背部肌電測(cè)試數(shù)據(jù)的特征量平均數(shù)差異顯著性檢驗(yàn)和對(duì)駕駛員的主觀疲勞時(shí)間調(diào)查對(duì)比發(fā)現(xiàn)，積分肌電值是檢驗(yàn)結(jié)果中比較符合主觀疲勞出現(xiàn)時(shí)間段的特征量。綜合分析檢驗(yàn)結(jié)果和主觀疲勞時(shí)間調(diào)查得出，拖拉機(jī)駕駛員疲勞時(shí)間為70分鐘～75分