基于人因工程的挖掘装载机高效舒适安全关键技术研究及产业化
2026年06月12日16:24
全球挖装机市场长期以来被国外品牌垄断,因国内品牌长期“重机械参数、轻人机协同”的研发模式,导致产品在“人-机-环境”协同作业效率、操作舒适性、安全性方面存在明显短板和不足,市场竞争力弱、盈利能力差,始终被定位在中低端。为此,该项目基于人因工程原理,针对挖装机独有的大小轮驱动、两端作业、多功能集成、双向操纵等特点,突破了多工况高效率两端作业、高舒适双向操纵和高安全行驶作业技术难题,取得以下重要成果:
(1)面向多工况的低阻力行驶及高效能作业施工技术。行业首次提出了变载工况驱动轮间自适应限滑差速控制方法,突破了基于介-具-液-机载荷传递的作业效率提升技术,发明了变载工况高效行驶稳定装置、智能铲掘控制系统、多功能快换装置,实现了整车行驶阻力降低18%,挖掘作业油耗降低23%,装载作业油耗降低25%,解决了前后大小轮行驶阻力大、两端作业功率匹配难度高、人机协同作业效率低的难题。
(2)基于NVH和人机工程的高舒适前后双向操纵技术。提出了基于综合权重约束和双向操控数据的操控件布局设计方法,攻克了面向多源多路径特征的整机多层级防冲击减振技术,发明了模块化集成操纵力实境模拟装置、抗扭振冲击的双向高定位组合式联轴器、散热与噪声协同匹配系统,操作视野可见度达到95%以上,满足5-95百分位人群舒适作业,全身振动低至0.78m/s²,耳旁噪声降至68dB(A),解决了双向操纵舒适性难保证,两端多功能作业振动噪声大的难题。
(3)基于状态感知和安全防错的行驶作业高安全系统设计。提出了全行驶工况的整机姿态监测和风险预测方法,突破了基于座椅状态和工作模式双重互锁的两端作业安全控制技术,发明了分级预警的翻车警报系统、防过载铲掘和挖掘系统、具备限位保护的多功能控制装置,制定了挖掘端动臂下降控制装置检测方法,实现风险等级PL下降至“B”以下,满足了欧美澳高端客户要求。
项目共获得授权国际发明8件、国家发明28件、国际外观13件,主持制定国家标准1项、团体标准2项,参与制定国家标准3项。2022-2024年间累计新增销售额25.2亿元,新增利润5.3亿元,新增税收0.84亿元。通过科技成果鉴定,总体技术达到国际先进,其中人机舒适性和作业效率达到国际领先水平。


完成单位:徐工集团工程机械股份有限公司科技分公司,江苏徐工国重实验室科技有限公司,江苏徐工工程机械研究院有限公司
获奖等级:三等奖
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