根据疾病控制与预防中心(Centers of Disease Control and Prevention)2018年的农业安全报告,2016年,美国有417名农民和农场工人因工伤死亡,日本则有312人死亡。翻倒的拖拉机是世界各地农民死亡的主要原因。
为了降低拖拉机的倾覆率,日本的研究人员开发了一种模型,用于了解导致拖拉机从不太可能的来源倾覆的条件:他们的模型基于用来理解弹跳球的不可预测性的模型。
这项研究发表在六月的《生物系统工程》印刷版上。
“由于大多数农用拖拉机都没有悬挂系统,所以拖拉机中会发生剧烈振动,有时车轮会因所谓的“弹跳”现象而脱离地面,”环境与农业工程学教授坂井健史说。东京农业科技大学(TUAT)农业科学研究所。“标准型号的农用拖拉机没有解决这种弹跳过程。”
酒井说,当拖拉机在陡峭的斜坡上行驶时,如从水田到农场的道路上,弹跳特别严重。如果道路坡度超过18度,则车轮离开道路的风险会大大增加。如果前轮离开道路,则拖拉机会弹起并导致后轮也离开道路,从而导致翻倒。
通过使用相同的动力学建模系统来了解球如何从表面弹起并返回到表面,研究人员研究了拖拉机如何通过计算机模拟来响应各种弹跳情况。他们还基于日本发生的几起实际事故进行了模拟。
研究人员发现弹跳拖拉机的行为与弹跳球相同:非线性。Sakai认为,行为动力学建模必须考虑到不可预测性,以预测车辆的响应方式,并最终结合一种解决方案来补偿弹跳,以防止倾覆。
酒井说:“要描述在农用拖拉机和车辆中发生的这种严重,暴力和意外的动力学行为,必须在模型中实施弹跳过程。”“我们提出的模型可能是农用拖拉机建模的新范例。”
酒井说:“我们正在扩展提出的拖拉机弹跳模型,以描述大多数倾覆事故的典型案例。”“我们的最终目标是开发一种农用拖拉机驾驶模拟器,该模拟器可以在虚拟空间中实现此类严重事故以进行培训和教育,以减少由农用拖拉机造成的致命事故。