人機(jī)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

1、忐春工步攵李人機(jī)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書專 業(yè)：工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)方向：工業(yè)設(shè)計(jì)機(jī)電工程學(xué)院工業(yè)設(shè)計(jì)系2017年12月1. 課程設(shè)計(jì)的目的2. 課程設(shè)計(jì)的基本要求3. 設(shè)計(jì)題目說明4. 設(shè)計(jì)要點(diǎn)與要求錯(cuò)誤 .!未定義書簽。錯(cuò)誤.!未定義書簽。錯(cuò)誤 .!未定義書簽。錯(cuò)誤 .!未定義書簽。錯(cuò)誤.!未定義書簽。錯(cuò)誤 .!未定義書簽。錯(cuò)誤.!未定義書簽。錯(cuò)誤.!未定義書簽。錯(cuò)誤.!未定義書簽。5. 設(shè)計(jì)流程6. 成果形式與要求7. 進(jìn)度安排8. 成績評定9. 參考資料1. 課程設(shè)計(jì)的目的人機(jī)工程學(xué)是工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，是應(yīng)用性、實(shí)踐性十分強(qiáng)的學(xué)科。本 課程設(shè)計(jì)是人機(jī)工程學(xué)理論課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，目的是使學(xué)生在

2、具體案例設(shè)計(jì)中訓(xùn)練學(xué) 生的人、機(jī)和環(huán)境系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力，能夠在產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過程中運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)原 理使產(chǎn)品既方便使用又適合人的舒適性要求。學(xué)生通過課程設(shè)計(jì)能夠深刻理解人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用價(jià)值，鍛煉綜合運(yùn)用人機(jī)工程 學(xué)的能力，在今后的設(shè)計(jì)中能夠充分考慮人的生理、心理、解剖等方面的因素，實(shí)現(xiàn) 人機(jī)環(huán)境之間協(xié)調(diào)與產(chǎn)品使用過程中的安全、舒適、高效率。2. 課程設(shè)計(jì)的基本要求本課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生在案例設(shè)計(jì)分析中，鍛煉在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中對人機(jī)工程學(xué)的理論 知識的綜合運(yùn)用能力。首先，學(xué)生應(yīng)該能分析市場現(xiàn)有產(chǎn)品中人機(jī)界面設(shè)計(jì)的宜人性，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)上存在 的使用不舒適、影響使用者安全健康，影響工作效率的提升的缺陷，能夠據(jù)此提出

3、改 良設(shè)計(jì)方案。其次，對于市場的潛在需求，學(xué)生能夠確定產(chǎn)品的功能需求，自覺運(yùn)用人機(jī)工程 學(xué)原理提出創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案。在課程設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)保持嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。對圖紙質(zhì)量應(yīng)高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求， 不僅要整潔干凈，而且不應(yīng)出現(xiàn)原則性的錯(cuò)誤；設(shè)計(jì)計(jì)算過程方法要合理，計(jì)算應(yīng)準(zhǔn) 確；打印說明書排版要規(guī)范，嚴(yán)禁抄襲或大量拷貝網(wǎng)絡(luò)上的內(nèi)容；此外，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)具有創(chuàng)新意識，提倡獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)，同時(shí)應(yīng)發(fā)揚(yáng)相互 合作、取長補(bǔ)短的優(yōu)良作風(fēng)。3. 設(shè)計(jì)題目說明本次課程設(shè)計(jì)要求完成一款自行車的設(shè)計(jì)。應(yīng)在分析市場需求、產(chǎn)品潛在問題等 因素的基礎(chǔ)上，確定設(shè)計(jì)方向。自行車是常見的代步工具。其中車架是自行車設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，主要包括固

4、定式 和折疊式兩種。傳動(dòng)方式常見為鏈條傳動(dòng)，但也出現(xiàn)一些新的傳動(dòng)方式。除了傳動(dòng)的自行車以外，也出現(xiàn)了助力自行車（非電動(dòng)自行車）。 本課程設(shè)計(jì)涉及的類型不包括電動(dòng)自行車。在確定自行車基礎(chǔ)參數(shù)時(shí)，要注意車架與自行車輪徑大?。ǜ鶕?jù)市場常見規(guī)格選擇其一）的選擇。自行車的結(jié)構(gòu)造型應(yīng)有所突破，有較強(qiáng)的創(chuàng)新性。4. 設(shè)計(jì)要點(diǎn)與要求（ 1）整體設(shè)計(jì)（主題、風(fēng)格）在觀察生活實(shí)際的基礎(chǔ)上，考慮市場需求、社會生活 （如戶外運(yùn)動(dòng)、城市交通等）等因素的基礎(chǔ)上，分析設(shè)計(jì)的機(jī)會缺口，確定設(shè)計(jì)要解決的問題及目標(biāo)，確定設(shè)計(jì)主題。（ 2）形態(tài)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形態(tài)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括車架、配件設(shè)計(jì)兩大部分。車架形態(tài)是車款式的首要因素，其設(shè)

5、計(jì)要產(chǎn)品的形態(tài)與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，符合成人們的審美觀等。配件種類多樣，注意配件的造型與車架整體的協(xié)調(diào)性。設(shè)計(jì)要適度考慮結(jié)構(gòu)的合理性，特別是零部件之間的連接結(jié)構(gòu)。與人體有關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素主要分為動(dòng)力接受部件與支撐部件兩部分。動(dòng)力接受部件主要包括腳蹬和曲柄。支撐部件主要有車架、前叉、鞍座和車把等。從人機(jī)關(guān)系來看，鞍座、車把和車架等的位置和大小，以及它們間的相互關(guān)系，與騎車人的位置和肌肉的動(dòng)作有著密切的聯(lián)系。（ 3）色彩與圖案設(shè)計(jì)自行車色彩設(shè)計(jì)應(yīng)具有鮮明的審美特征。例如可考慮色彩的裝飾性、流行性與地域性等。色彩設(shè)計(jì)要考慮使用者的認(rèn)知發(fā)展（特別是色彩）的特點(diǎn)。圖案應(yīng)為原創(chuàng)。（ 4）自行車設(shè)計(jì)中的其他人機(jī)要素在

6、自行車設(shè)計(jì)中，需要考慮的其他人機(jī)要素有以下幾方面：1 ）安全性包括上車、騎行、 下車， 甚至搬運(yùn)、生產(chǎn)組裝中的安全性。自行車的安全裝置（支撐輪或手閘等）設(shè)計(jì)。2）零部件形態(tài)、結(jié)構(gòu)與人體尺寸的協(xié)調(diào)性注意人體尺寸包括靜態(tài)結(jié)構(gòu)尺寸與動(dòng)態(tài)尺寸。自行車設(shè)計(jì)時(shí)要考慮盡量使髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍處于舒適范圍內(nèi)。3）自行車的性能與人的運(yùn)動(dòng)能力在設(shè)計(jì)的細(xì)化階段，要適度考慮心臟負(fù)荷（制約腳踏速度的確定）、 輸出功率、平 衡能力等方面，設(shè)計(jì)時(shí)可查閱有關(guān)已發(fā)表的研究報(bào)告或進(jìn)行調(diào)研，如缺乏數(shù)據(jù)，相關(guān)的設(shè)計(jì)至少要合理，不能有悖常識。4）其他人性化設(shè)計(jì) 如基于綠色設(shè)計(jì)理念的模塊化設(shè)計(jì)等等。

7、5. 設(shè)計(jì)流程（ 1）市場調(diào)研、問題提出與設(shè)計(jì)定位研究市場現(xiàn)有產(chǎn)品狀況，同類產(chǎn)品的銷售狀況（消費(fèi)者的接受程度）， 現(xiàn)階段目標(biāo)群體 （如兒童）的心理與消費(fèi)狀況，確定設(shè)計(jì)方針與車架規(guī)格（輪胎大小，如 24 寸） ，如風(fēng)格特征、功能、材料應(yīng)用等。分析現(xiàn)有產(chǎn)品不足之處或潛在需求，提出針對性改良設(shè)計(jì)或創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案。（ 2）創(chuàng)意構(gòu)思與設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)與草圖表達(dá)（針對整車、車架與配件）； 確定方案與效果圖；產(chǎn)品三維建模；產(chǎn)品配色、貼花設(shè)計(jì)（視進(jìn)度與復(fù)雜度而定）尺寸計(jì)算主要包括：1 ）鞍座距離地面高度H 1與小腿長、足高、 大腿長等下肢功能長度有關(guān)，加適當(dāng)修正量。高度一般在435635mm。小于435mm的童車，

8、另外還要符合 GB6675-2003國家玩具安全技術(shù)規(guī)范。 2）鞍座與五通中心距離H2及曲柄長度Li五通中心是指曲柄在車架上的轉(zhuǎn)動(dòng)中心。這部分涉及的尺寸包括小腿長、足高、大腿長，要注意 H2和Li之和要小于下肢長（大腿、小腿、足高之和）。曲柄長度確定方法可參照國家標(biāo)準(zhǔn)，但要注意初始數(shù)據(jù)的不同。3）腳蹬與距離地面的安全距離H3該距離要適當(dāng)，應(yīng)要保證自行車傾斜20 °時(shí)腳蹬不觸及地面。另外需要考慮足尖間隙，即腳蹬和前輪胎或前泥板之間的間隙至少為89mm （詳見國標(biāo) GB14746-2006 ）。4）車座與車把的距離L25）車把寬度L3L 2 與 L3 的確定與上肢長度及騎行時(shí)上臂與前臂夾

9、角、左右胳膊張開角度有關(guān)，影響到操縱的舒適性。以上尺寸必須算出。其他細(xì)節(jié)尺寸可視情況而定，包括鞍座的長、寬，把套的寬度、腳踏板寬度等尺寸。（ 3）方案的人機(jī)分析與優(yōu)化在方案較為成熟之后，從心理、心理，使用的安全性、舒適性等角度，以人機(jī)學(xué)的理論對設(shè)計(jì)進(jìn)行評價(jià)分析，進(jìn)行方案的優(yōu)化。（ 4）設(shè)計(jì)的完善 完善設(shè)計(jì)，并撰寫設(shè)計(jì)說明書6. 成果形式與要求課程設(shè)計(jì)的成果以設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)說明書的形式給出，完成1 個(gè)設(shè)計(jì)方案。（ 1）手繪圖要求至少提交4 張說明性設(shè)計(jì)手繪圖，能從各個(gè)角度反映設(shè)計(jì)形態(tài)，每2 張對應(yīng)1 個(gè)設(shè)計(jì)方案，如有必要可畫多張，圖幅優(yōu)先選A3 ， 其次選 A4。 圖上可輔以必要的、簡略的文字說

10、明。（ 2）工程圖基本設(shè)計(jì)圖采用三視圖。作為人機(jī)工程設(shè)計(jì)，注意以下兩點(diǎn)：第一，在技術(shù)可行的前提下，不要求對所有零件結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)進(jìn)行詳盡設(shè)計(jì)，但要保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的整體合理性及關(guān)鍵零部件的結(jié)構(gòu)可行性。第二，設(shè)計(jì)不同于方案構(gòu)思，設(shè)計(jì)圖上應(yīng)標(biāo)注必要的尺寸，表達(dá)量化的人機(jī)工程設(shè)計(jì)結(jié)果，而且人機(jī)學(xué)分析的主要構(gòu)型要素、物質(zhì)要素等也應(yīng)表達(dá)出來。圖紙數(shù)量以表達(dá)清楚設(shè)計(jì)結(jié)果為準(zhǔn)，圖紙圖幅大小以清楚表達(dá)零部件外形、結(jié)構(gòu)、 相互關(guān)系為主，不得過大。圖紙比例要恰當(dāng)、準(zhǔn)確。第三，圖量要求：A3 圖幅的圖紙1 張，畫自行車整體，要求有主視圖、左視圖、俯視圖；A4 圖幅圖紙4 張， 畫 4 個(gè)零件 （選擇有設(shè)計(jì)特點(diǎn)的零件、每個(gè)方案

11、2 張或單個(gè)方案 4 張） ，例如，可選鏈罩、車把、泥板、車筐等，不建議畫鞍座，標(biāo)準(zhǔn)件不畫。工程圖手繪部分折合量不少于3 張 A4。（ 3）三維建模與效果圖進(jìn)行三維建模并生成效果圖，注意渲染效果的真實(shí)感，并排版。效果圖中要突出體現(xiàn)設(shè)計(jì)所考慮的人機(jī)要素。每個(gè)方案完成2 張效果圖（效果圖及結(jié)構(gòu)圖），均為 A4圖幅彩色打印。電子版建模源文件及效果圖以班級為單位答辯后上交。（ 4）設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)說明書一般包含以下幾部分內(nèi)容（僅供參考），字?jǐn)?shù)為5000 字左右，字體大小為小四號，行間距約1.25倍，不得采用超大行間距及超大號字體打印。說明書應(yīng)綱目清楚、文字簡練、表意準(zhǔn)確，并注意版式。說明書統(tǒng)一用A4 紙

12、打印，要專用的封面，封面與設(shè)計(jì)任務(wù)書雙面打印，并裝訂成冊。7. 進(jìn)度安排（ 1）明確課程設(shè)計(jì)任務(wù)教師依據(jù)人機(jī)工程課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書布置課程設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)明確目的、要求和工作步驟。（ 2）制定設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃為如期完成設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)者應(yīng)于正式設(shè)計(jì)之前，根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)和各部分熟悉的程度，擬定出進(jìn)度計(jì)劃，課程設(shè)計(jì)各部分所需時(shí)間，隨具體題目及個(gè)人情況而異，一般為：0.5W:接受設(shè)計(jì)任務(wù)，確定題目，查閱資料，課題調(diào)研。1W:理論分析，設(shè)計(jì)計(jì)算，繪圖。0.5W:撰寫設(shè)計(jì)說明書、制作 PPT及答辯。8. 成績評定1 ）成績分布獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)（含出勤）20分設(shè)計(jì)方案、說明書、圖紙、程序、計(jì)算等完成的質(zhì)量30分創(chuàng)新與發(fā)揮

13、10分答辯（口試）40分各項(xiàng)總分為100 分。2）根據(jù)學(xué)生各項(xiàng)考核最后得分，按“優(yōu)”、 “良”、 “中”、 “及格” 、 “不及格”五級評定。其中，90分以上為“優(yōu)” ；8090分為“良” ；7080分為“中” ；6070分為 “及格” ； 60 分以下為“不及格”9. 參考資料1. 工業(yè)設(shè)計(jì)人機(jī)工程，阮寶湘等編著，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2017 年 3 月第 3 版；2. 人機(jī)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)/課程論文選編，阮寶湘編，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009 年 8 月第 1 版；3. 人機(jī)工程學(xué)，趙江洪主編，北京：高等教育出版社，2006 年 5 月第 1 版；4. 人機(jī)工程學(xué)，丁玉蘭主編，北京：北京理工大學(xué)出版社，2005 年1 月第3