基于表面肌電的拖拉機駕駛員作業(yè)疲勞試驗研究.pdf

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

2、還較少，因此對其進行研究十分必要。
　　 本論文詳細敘述了駕駛疲勞的機理與國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，對文中選取的測試生理參數(shù)“表面肌電”進行了簡單介紹。在建立了拖拉機模擬駕駛試驗臺的基礎(chǔ)上，針對拖拉機駕駛作業(yè)過程中較為頻繁的轉(zhuǎn)頭動作，設(shè)計了頭部回轉(zhuǎn)過程測試、頭部定位測試試驗，對轉(zhuǎn)動過程中頸部肌肉的肌電變化進行了測試分析；同時也對駕駛作業(yè)過程中駕駛員腰背部肌肉肌電變化進行了測試；選取了不同特征量對以上兩個試驗的肌電測試數(shù)據(jù)進行了時域、頻域分

3、析，弄清了肌電測試數(shù)據(jù)特征量的變化趨勢，考察了各特征量與角度、時間的線性相關(guān)性，確定了可以作為評價指標的特征量；同時利用平均數(shù)差異顯著性檢驗對駕駛作業(yè)過程中駕駛員腰背部肌肉疲勞出現(xiàn)的時間段進行了估算，得到主要結(jié)論如下：
　　 1.在頭部轉(zhuǎn)動過程中，隨著拖拉機駕駛員頭部轉(zhuǎn)動角度的增加，極差、積分肌電值、標準差、均方根、峰度、過零點數(shù)、功率譜平均值、功率譜標準差等特征量都增大；而最大功率譜對應(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)動引起頸部疲勞的評價指標；大多數(shù)特征量回轉(zhuǎn)測試得到的最大值大于定位測試得到的最大值；而能量百分比，則是定位測試得到的最大值大于回轉(zhuǎn)過程測試得到的最大值。
　　 2.在長時間駕駛作業(yè)過程中，通過對拖拉機駕駛員腰背部肌肉的測試分析發(fā)現(xiàn)，隨著駕駛時間的增加，極差、積分肌電值、標準差、均方根、偏度、功率譜平均值、功率譜標準差等特征量都表現(xiàn)出上升的趨勢，而峰度、過零點數(shù)、MFP、MF等特征量呈現(xiàn)出下

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