现代工程机械驾驶室设计

现代工程机械驾驶室设计

常林股份有限公司张建立

一、概述

工程机械的作业环境都比较恶劣，在人们的印象中，工程机械一直是些傻大黑粗、屁股冒着黑烟、发出隆隆叫声的家伙。无论是机器的外观还是驾驶室，都无法与汽车相比。专家指出，现代化的工程机械与传统的工程机械相比已经有了天翻地覆的变化，它们是赋予了灵性的机电液一体化系统。

近几年随着技术的进步，这种局面得到了大大改善。自上世纪80年代以来，世界上许多大的工程机械制造商都投入很大的人力物力促进现代设计方法学的研究和应用。工业设计的思想，让工程机械成为“艺术品”。“以人为本”的人机工程学设计思想，开始在工程机械行业流行。注重机器与人的相互协调，提高人机安全性、驾驶舒适性，方便司机操作和技术保养，这样既改善了司机的工作条件，又提高了生产效率，许多国家还对工程机械的振动、噪声、废气排放和防翻滚与落物制定了新的标准，甚至付诸法律。

二、工业设计与现代工程机械驾驶室造型与结构设计

工业设计是工业产品的造型设计，也称其为产品的艺术造型。目的是使驾驶室的骨架结构、造型风格、内外装饰和整体造型与人的心理需要协调，与自然美融为一体。

工程机械驾驶室的造型与结构设计的主要要求是：安全、舒适、外形美观、结构合理、操作方便，符合人机工程学原理。

工程机械驾驶室是整机的重要组成部分，其造型美和外观美对整机的外在形象影响很大。在设计工程机械驾驶室时，首先要注意造型结构设计与功能之间的协调统一，在符合结构、使用和工艺要求的前提下，使外形给人以美观协调的感觉；同时要注意整体性要求，即驾驶室与整机的整体观念，注意整机的侧向视觉效果和立面造型的协调，驾驶室与整机的外部轮廓应自然沟通成形；另外还要注意涂装工艺和色彩设计符合美学的要求。

1、外形线条

传统的工程机械驾驶室的外形线条是直线加棱角，由于直线形结构具有工艺简单的特点，因而在我国早前的工程机械产品中获得广泛的应用。但单纯的直线

线条不符合人们的审美要求，圆弧和曲面更能体现自然美的特点。异型管弯曲成形的圆弧框架结构，给人以线条流畅、自然、美观的感觉。金属薄板件压延成形、模具成形、无骨架双层板拼焊的圆弧，以及曲面流线造型，具有精美、流畅、自然等优点。目前，国际上大多数工程机械，如挖掘机，其驾驶室基本都实现了由原来的直线、棱角风格到圆弧、曲面流线形风格的演变。

2、驾驶室门窗

驾驶室门窗对驾驶室外形的整体性有重要的影响。随着各种复杂形状的异型管结构、高强度玻璃的广泛使用及玻璃粘接技术的发展，为设计轻巧、美观的玻璃门窗提供了方便。

3、强度和刚度

强度和刚度严重制约了设计造型的充分发挥，如果驾驶室的强度和刚度不够，不但影响其密封性能，也会因结构件产生弯扭变形而影响造型美观。

4、生产条件和工艺

现代科学技术和数字技术的广泛应用为工程机械驾驶室的工业设计提供了可靠的技术支持和保障。采用数控弯管机弯曲成形工艺，可使异型无缝管形成结构强度好、造型美观的圆弧；智能化的数控激光切割机下料，数控折弯机成形制造工艺，可制造出各种优美的曲面。在结构件拼焊方面由机器人焊接代替传统的人工焊接，可以使焊缝均匀规则，体现完美的设计要求。

5、驾驶室涂装设计

驾驶室的涂装设计与驾驶室的造型结构设计一样，也是驾驶室工业设计的一大分支。内外表面的涂装设计和色彩设计虽然只占驾驶室制造工序中很小一部分，但是对于工程机械形象的认知印象却起到很重要的作用，在某种程度上工程机械表层的涂覆及色彩的搭配直接影响着产品的形象和生命力。

三、“以人为本”的人性化设计与现代工程机械驾驶室造型与结构设计

“以人为本”的人性化设计即人机工程学，是研究在设计人机系统时如何考虑人的特性和能力，以及人受机器、作业和环境条件的限制。

1、环保与安全

驾驶室是工程机械操纵人员工作时唯一的活动空间，从传统简单的金属薄板结构到外加FOPS/ROPS结构，直至现代符合FOPS/ROPS一体化设计的整体驾

驶室，防紫外线辐射玻璃的采用、减震降噪的处理，室内配置无氟环保型冷暖空调，充分体现了现代工程机械驾驶室对人性的关怀。

2、操纵的舒适性

采用圆弧形的现代驾驶室视野开阔、线条流畅，富有时代气息。驾驶室方向盘的高度与倾角可调，选用舒适的高靠背可调减振座椅，给驾驶员准备了良好的操作环境。仪器仪表盘设计合理，易于观察和控制，

3、与工业设计有机的结合

两者有机的结合可以使机器的形态与其结构、功能及使用要求相统一，并与人的生理及心理相协调。体现出产品的技术先进性和符合时代感的审美要求。四、现代工程机械驾驶室设计展望

目前，我国工程机械驾驶室的设计在工业设计和人性化设计上还处在刚刚起步的阶段，整体设计水平落后，与发达国家相比，造型风格陈旧，色调呆板。为此，首先要充分借鉴国外工程机械驾驶室的工业设计、人性化设计及其生产方式，走国际化协作配套生产的道路；其次是要结合我国目前工程机械驾驶室的设计现状，创新和开发适合我国国情的、满足用户需要的工程机械驾驶室。