现代草坪作业的迅速发展对割草机的安全性能提出了更高的要求,本文针对坐骑式割草机在上坡行驶时发生失稳后翻的情况进行分析,对驾驶员的损伤程度进行了研究,并从改进翻滚保护装置(R ollover Protective Structure,简称ROPS)的角度出发对坐骑式割草机耐撞性进行了优化,从而对驾驶员进行更好的保护。首先,根据对坐骑式割草机后翻过程的分析,建立了无驾驶员的坐骑式割草机后翻理论模型,并得到了坐骑式割草机后翻的临界工况,根据对翻滚过程中翻滚轴线变化的分析,确定了角速度、动能等变量的变化。同时构建了无驾驶员的坐骑式割草机后翻有限元模型,将后翻有限元模型的结果与后翻理论模型的结果进行了比较,验证了坐骑式割草机后翻有限元模型的有效性。其次,将驾驶员假人模型加入坐骑式割草机后翻有限元模型中,根据FMVSS208法规建立了驾驶员约束系统模型。对驾驶员分别添加两点式安全带与三点式安全带,分析了驾驶员后翻过程中在两种安全带约束下的动态响应,预测了两种安全带约束下的驾驶员损伤程度。根据乘员损伤机理与损伤评价法则分析驾驶员的损伤情况,结果表明:两点式安全带不能对驾驶员的颈部进行有效的保护,而三点式安全带可通过对驾驶员的颈部固定,降低颈部受到的轴向拉力,实现对驾驶员颈部的有效保护;两种安全带保护下的假人头部3ms加速度均高于安全阀值,且坐骑式割草机ROPS出现大变形,需要对坐骑式割草机安全性进行改进优化。最后,为了提高坐骑式割草机ROPS的耐撞性,分别从增加ROPS强度、刚度和增加吸能装置三个角度提出了优化方案,并对坐骑式割草机ROPS的耐撞性进行了优化分析。驾驶员约束系统模型仿真优化结果显示,更换ROPS材料为Q345、车身刚体结构之间增加机架、增加吸能盒,ROPS均未出现大变形,保证了驾驶员容身空间不受侵犯;三种方案中驾驶员头部的3ms加速度均未超出安全阀值,且分别降低了41.03%,38.67%,50.54%,验证了优化方案的有效性。