非公路车辆由于工作环境复杂、路面条件差及车辆动力传动系统振动等原因导致驾驶员承受严重的全身低频振动，这种振动导致多种职业病，对驾驶员身心造成伤害，不仅影响矿山和工程施工的生产效率，针对相关职业病的治疗也增加了社会成本。非公路车辆座椅是振动向驾驶员传递路径中的关键一环，与驾驶员直接大面积接触，座椅悬架对座椅的隔振性能起决定作用。本文结合国家自然科学基金项目（51175216），系统研究了非公路车辆座椅非线性悬架静态特性、位移传递率及次谐波响应特性、非公路车辆座椅-人系统动态特性，并创新设计了基于球面滚子机构的座椅非线性悬架，通过试验验证了该悬架的隔振性能。论文完成的主要工作如下：(1)座椅非线性悬架静态特性研究。基于能量守恒原理建立了非公路车辆座椅非线性悬架静态特性数学模型，并应用ADAMS软件进行了仿真验证，在此基础上分析了各主要设计参数对座椅非线性悬架静态特性的影响。同时，给出了非线性悬架静态特性简化数学公式。另外，通过分析典型线性隔振运动传递曲线及公式，提出刚度、阻尼之间相互匹配的依据。结果表明可通过合理匹配关键设计参数来实现悬架具有理想的零刚度、任意线性刚度、最小刚度为正值或零的非线性刚度特性，且可通过调整主弹簧预压缩量进而实现悬架隔振性能随驾驶员体重变化的调整。这对非公路车辆座椅悬架低频隔振性能改进具有十分重要的现实意义。(2)座椅非线性悬架位移传递率特性研究。基于谐波平衡法分别推导了最小刚度为正值和零的两种静态特性情况座椅非线性悬架位移传递率数学模型，并基于四阶龙格库塔法进行了数值求解验证，分析了各关键参数对座椅非线性悬架位移传递率特性的影响，同时，还将线性与非线性座椅悬架特性做了对比分析。结果表明通过合理的参数匹配可增宽非线性悬架的隔振频带甚至使整个位移传递率低于1；稳态振动位置偏离了静态平衡位置。这对设计出具有宽频带隔振特性非公路车辆座椅非线性悬架提供了参考。(3)座椅非线性悬架次谐波响应特性研究。基于多尺度法推导了非公路车辆座椅非线性悬架参数可工程实现条件下，单自由度振动模型时间域位移响应的二阶近似解析解，基于该近似解分析了次谐波响应的频率成分。此外，应用Matlab软件针对该单自由度振动模型进行了数值求解，获得了时间域位移响应曲线，并针对该曲线进行了FFT变换，研究其频率成分。结果表明，在座椅非线性悬架参数可工程实现条件下，响应中主要成分为主谐波响应，次谐波响应成分几乎为零。(4)非公路车辆座椅-人系统动态特性研究。基于拉格朗日方程建立了8自由度非公路车辆座椅-人系统动力学模型，同时，建立了简谐激励、多频率组合激励、随机激励和冲击激励4种激励模型，进而将各激励模型分别与座椅-人系统动力学模型耦合，并应用四阶龙格库塔法进行数值求解，基于此研究了非公路车辆座椅-人系统动态特性。结果表明悬架刚度、阻尼特性相比座椅其他参数而言，对座椅-人系统动态特性的影响最显著。这对非公路车辆座椅-人系统参数匹配设计奠定了基础。(5)基于球面滚子机构的座椅非线性悬架、非线性隔振器的创新设计及试验。创新设计了两种非公路车辆座椅非线性悬架和座椅悬架用非线性隔振器，并制造、装配了物理样机，以及进行了准静态试验和振动试验。试验结果验证了本文理论的正确性。论文提出的非线性座椅悬架设计理论及基于球面滚子机构的新型隔振悬架，对减少振动向驾驶员的传递，提高非公路车辆振动舒适性具有重要意义。