挖掘装载机司机视野设计研究

摘要：本文聚焦挖掘装载机司机视野设计，详细阐述其设计要求、遮影偏差处理等关键内容，旨在为挖掘装载机相关设计提供科学依据，提升司机作业安全性与操作效率。通过对各方向视野设计准则及遮影问题的研究，明确影响司机视野的因素及相应解决策略，为优化挖掘装载机人机工程设计提供参考。

关键词：挖掘装载机；司机视野；设计规范；人机工程

1 引言：挖掘装载机作为重要的土方机械设备，广泛应用于各类工程建设场景。司机视野的良好与否，直接关乎作业安全和操作效率。科学合理的司机视野设计规范，是挖掘装载机人机工程设计的关键环节，对降低司机劳动强度、减少事故风险意义重大。

2  术语和定义

GB/T 16937界定的以及下列术语和定义

2.1 轮胎胎面

轮胎行驶的工作面

2.2 整机中心面

整机的纵向中心竖直平面

2.3 灯丝位置中心

灯泡灯丝连线的中心位置FPCP，即两个眼睛连线的中心点，如图1。

2.4 可视性试验圆

位于基准地平面上，以FPCP垂直下方的点为圆心，以12m为半径的圆，见图2.

3  整机视野的设计要求

3.1 正前方的视野

3.1.1 整机正前方的视野：整机12m可视性试验圆的A区和边界矩形应满足直接可视性，如无法达到此要求，至少应满足GB/T 16937《表一 可视性的性能准则》规定的12m可视性试验圆的A区和边界矩形的可视性性能准则的要求。

3.1.2  装载铲斗离地300±50mm，从灯丝位置中心点FPCP引出一条射线L1，射线L1和整机中心面与12m可视性试验圆相交的交点（整机前部交点）相连。距铲斗斗尖1m处绘制一条1.2m线段作为垂直试验物体高度，从灯丝位置中心点FPCP引出一条射线L2，射线L2与1.2m线段顶部端点相连。（在整机两侧前轮宽度范围内）发动机机罩的上罩、后盖板等部件（不含空滤、排气尾管）应该在射线L1和L2的下方且有足够距离，以满足12m可视性试验圆A区和边界矩形的直接可视性，如图2。

3.2 铲斗处于卸料位置的前方视野

3.2.1 应能方便看到铲斗和拉杆铰点或与铰点所处位置高度相同的区域，在405mm眼距圆上的两侧各引出一条射线，射线和拉杆销轴端面中心点相连并与405mm眼距圆相切，此射线和同侧动臂板之间的区域应不被动臂横梁上沿、驾驶室顶盖板等构件遮挡，如图3，图4。

3.2.2 普通铲斗（含斗齿或刀板）的卸料视野：应能方便的看到铲斗切削刃或齿尖。在405mm眼距圆上的两侧最大直径处各引出一条射线与铲斗切削刃相连，射线与整机中心面平行并与405mm眼距圆相切，此射线应不受遮挡（图示受排气管遮挡），此射线与同侧动臂板之间的区域也应不受遮挡；在405mm眼距圆最大直径处的两侧各引出一条射线与铲斗外侧切削刃相连，此射线应不受遮挡，如图5，图6。

主要可能产生遮挡的构件：排气管、动臂、连杆。

3.2.3四合一斗或者六合一斗（含斗齿或刀板）的卸料视野：四合一斗或六合一斗属于蚌式铲斗，对于该形式铲斗，卸料时应能看到铲斗打开到最大角度时指针对应的标尺值。在405mm眼距圆的右侧最大直径处引出一条射线L1，L1与铲斗最大角度时标尺外侧相连。从FPCP引出一条射线L2，L2与L1平行且在一个平面内。L1与L2之间的区域应无构件遮挡。如图7，图8，图9。

主要可能产生遮挡的构件：动臂拉杆、铲斗油缸、驾驶室顶盖；

3.2.4 前方视野的其它要求参照GB/T 16937《土方机械 司机视野 试验方法和性能准则》。

3.3 后方的视野

3.3.1整机正后方的视野：整机12m可视性试验圆的F区和边界矩形应满足直接可视性，如无法达到此要求，至少应满足GB/T 16937《表一 可视性的性能准则》规定的12m可视性试验圆的F区和边界矩形的可视性性能准则的要求。

3.3.2挖斗（含斗齿或刀板）的卸料视野：应能方便的看到挖斗切削刃或齿尖。在405mm眼距圆上的两侧最大直径处各引出一条射线与挖斗切削刃相连，射线与整机中心面平行并与405mm眼距圆相切，此射线应不受遮挡；在405mm眼距圆最大直径处的两侧各引出一条射线与铲斗外侧切削刃相连，此射线应不受遮挡，如图10，图11。

主要可能产生遮挡的构件：动臂、斗杆、摇臂、连杆。

3.3.3 应能方便看到挖斗和连杆铰点或与铰点所处位置高度相同的区域，在405mm眼距圆上的两侧各引出一条射线，射线和拉杆销轴端面中心点相连并与405mm眼距圆相切，两射线之间区域应不被斗杆油缸、摇臂、驾驶室顶盖板等构件遮挡，如图12。

3.3.4 后方视野的其它要求参照GB/T 16937《土方机械 司机视野 试验方法和性能准则》。

3.4 整机其它方向的视野

整机其它方向的视野应满足GB/T 16937《表一 可视性的性能准则》中规定的边界矩形和12m试验圆的B区、C区、D区、E区可视性性能准则。

3.4 驾驶室的视野

3.4.1  驾驶室的结构设计除了满足GB/T16937的规定外，还应满足上述相关要求，以使操作者获得良好的视野，提高作业安全和操作效率，降低劳动强度。

3.4.2  当机器不能满足直接可视性时，应用反射镜或其它可视装置辅助以满足间接可视性。

4  遮影的偏差

4.1  由于构件的制造误差或者因构件可以进行装配调整，导致构件产生遮影的宽度发生变化，对于处于刚满足标准的临界状态的遮影宽度，为了确保有足够的安全裕度，遮影宽度的公差设计采用负公差，可根据产生遮影的构件有效宽度的最大偏差值来计算构件偏差引起的遮影宽度变化值作为遮影的负公差的值，而且作为上差。根据计算调整产生遮影的构件的基本尺寸或装配尺寸以满足标准要求。

4.2  应尽可能从设计上消除产生小于100mm遮影的结构。

4.3  让大遮影覆盖小遮影。

结束语：

本文对挖掘装载机司机视野设计进行研究，明确和细化挖掘装载机的整机视野设计要求，严格遵循这些要求进行设计，提升挖掘装载机的人机工程性能，为司机提供更安全、高效的作业环境。

参考文献：

GB/T 16937   土方机械 司机视野 试验方法和性能准则 Earth moving machinery Operator's field of view Test method and performance criteria （ISO 5006：2017，IDT）