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　　摘要： 挖掘机设计生产面临着安全、可靠与环保等三大课题，安全是关键，良好的视野是安全作业的重要保证。文中探讨了驾驶室视野安全的相关标准、研究现状，论述了驾驶室外形设计、后视镜设计、面板布置等对驾驶室视野安全影响，提出了挖掘机驾驶室视野安全的发展方向。
　　关键词： 人因工程；视野；安全；挖掘机；驾驶室
　　中图分类号：TB18 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）09-0072-03
　　0 引言
　　我国工程机械自给率从“十五”期间的70%左右，提高到80%以上，逐步实现从制造到创造的跨越。包括装载机、挖掘机等一大批工程机械产品产量跃居世界首位。2013年3季度，八大典型工程机械产品总销量同比增长13.2%，挖掘机产量同比增长11.5%。八大机械是保证各种工程建设实现高速度、高质量和低成本的重要手段，在国民经济建设中正发挥着举足轻重的作用[1]。
　　工程机械的安全生产不仅直接影响机械的使用寿命，而且关系人民生命财产的安全。工程机械的工况一般比较恶劣，因此工程机械使用过程中相对比一般机械设备更加危险，安全问题主要与人因因素、工作环境和设备自身等有关。有关研究表明，造成机械安全事故的原因中由于操作者本人不注意导致的占事故总数的88%，只有9%的事故是客观原因造成的，另外还有2%不可抗拒的原因和1%的事故原因不明。因此可知，大多数的工程机械安全事故都是可以预防的[2]。
　　液压挖掘机是一种多功能挖掘装载机械，主要用于破碎、起重、装载、抓取等多种场合，其工作装置主要结构为动臂、斗杆、铲斗等。正铲液压挖掘机能较好地完成一般的挖掘、装载工作，应用范围广，本文以正铲液压挖掘机为主要研究对象。
　　1 挖掘机视野安全研究现状
　　在工程机械产品安全设计方面，我国与国外发达国家有着较大的差距。目前挖掘机驾驶室的研究主要集中在机械结构、机械强度、材料性能和操控装置。挖掘机工作状况较差，周围作业环境复杂，确保良好的视野是保证挖掘机安全、优质作业的重要条件。
　　GB25684.1《工程机械 安全 第1部分：通用要求》规定工程机械应设计为从司机位置上具有足够的可视性，性能准则应符合GB/T 16937《工程机械 司机视野试验方法和性能准则》[3]。
　　GB/T 9139-2008《挖掘机技术条件》中对于挖掘机“舒适性及外观要求”只有模糊的定性要求，其中涉及到驾驶室的视野部分的是：司机室应具有良好的视野和舒适的操作条件，使司机能够完成各项操作。操纵装置舒适区域与可及范围应符合GB/T21935的规定[4]。
　　上述国标反映出我国对挖掘机视野安全十分重视，但由于相关的研究还处于刚刚起步的阶段，一些规定不能在设计制造前就进行定量的指导，只能作定性的检测。目前挖掘机视野安全研究的重心应该放在如何在挖掘机开发初期就对挖掘机的视野进行定量的分析、提高开发效率。
　　2 挖掘机视野安全相关理论研究
　　2.1 驾驶员眼睛位置的确定
　　要完成挖掘机视野的定量研究，首先应该建立符合我国驾驶员人体尺寸的视觉模型，然后把其作为参考设计出可以得到大多数用户认可的具有良好视野效果的挖掘机驾驶室。美国汽车工程师协会车身工程委员会提出的眼椭圆理论，眼椭圆是汽车驾驶员眼睛位置的统计分布图形。
　　不同身材的驾驶员以正常姿态坐在驾驶员座椅上，眼睛在前后、上下、左右三个方向的空间位置服从正态分布，如图1a所示，双变量的正态分布的等百分比线为一椭圆状即眼椭圆。驾驶员左右眼睛位置的等百分比轮廓线在侧视图、俯视图、后视图上均为椭圆，是椭球的轮廓投影线，空间中实际是呈三维分布，也就是视椭球，如图1b所示。如图1c所示为驾驶员在挖掘机驾驶室内的眼椭球平面分布示意图。眼椭圆理论是用来确定驾驶员视野的一种理想方法，与视野相关的设计可以此为依据[5]。
　　2.2 眼椭圆理论与挖掘机驾驶室外形设计
　　很多因素都会影响到挖掘机驾驶室的最终设计，在设计挖掘机驾驶室时不仅要保证其结构强度，还应该保证视野安全。驾驶室外形设计对于视野的影响主要体现在对A柱、前后车窗大小、后视镜设计与安装、工作装置等直接视野的影响上。