人体工程学定义范文

时间:2023-12-25 17:37:17

导语:如何才能写好一篇人体工程学定义,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

人体工程学定义

篇1

书香:何为风水?与迷信如何区别?

李建军:如果要以现代科学来对风水做定义,那么我会把风水定义为“人和环境之间广泛而微妙关系的一门学科”。人上受于天下制于地,从现代科学的角度来看,人是由多种元素组成的,是最高级的生命体,时时刻刻都受到地球和宇宙、大自然的各种因素和能量正反面的影响,风水就是研究这其中微妙关系的一门学科。学习前人总结出的知识,并结合实践不断领悟,是传统的学习和研究风水的方法,当然,现在我们还可以结合其它各门学科的研究成果和技术,探究前人总结的风水知识的内在的更深层的因素,尽量做到不仅“知其然”还“知其所以然”。众多考古资料证明,重视人的居住环境,是中国文化中一项重要的内容。中国的相地之法起源于原始聚落的营建。迷信则是一种盲目的行为,它是不科学的。

书香:您个人认为在新世纪,研究风水学有什么意义呢?

李建军:从广义上讲,各种自然科学也都涉及到人与环境之间的关系,与风水学的不同是,这些学科并不直接关心其与人的关系,或至少不直接研究其与人生老病死、运势祸福的关系。早在七千年前,先民们对自身居住环境的选择与认识就已达到了相当高的水平。风水的目的非常实际,人们研究风水,是试图从人与环境的关系中,直接找到对人生理、心理和命理的影响,加以利用或调整。

书香:何为人体工程学?人体工程学对现在社会有何意义?

李建军:人体工程学是关于人体自身系统、人体与环境关系的一门学科,它以天、地、人综合交互的环境为综合理论本源,以人的生理、命理、地理体系为理论基础,是一种将中国传统文化与西方现代科技结合起来服务于人的方法。其内涵和使命之一,就是要将传统学说与现代科学结合,在哲学体系的基础学科、技术学科和实用学科的层次下将三理和五大要素(走势、噪音、面相、签名、掌纹)融入其中,从而探索如何双向调节各种不同的人体生命信息和不同点位的自然信息,使两者信息同步对应、能量优化组合,以利于人们的身心健康、家庭和睦及事业发展。它对弘扬中华传统文化、构建和谐社会以及现代儿童青少年教育都有积极意义。

书香:人体工程学与传统文化有何联系?

李建军:人体工程学综合了古今中外的各种文化与先进理念,集所有学科于一体,是中华传统文化的“接力棒”。首先,传统文化是一种思维顿悟的文化,是人面对大自然、社会的各种矛盾、神奇现象而进行的思考顿悟,人体工程学不仅继承了这种思维顿悟的文化,同时又站在实用主义的立场上,将不自觉变为自觉,帮助人们将这种思维顿悟文化,以之实现合理的目标。其次,传统文化基本是以文为本的教育,即通过教育的形式得以交流继承,而人体工程学则以人为本,即以人作为载体,通过传统文化的精华应用于人、帮助人达到成功的方式来弘扬、传承传统文化的精髓。最后,人体工程学还从实用的角度出发,结合现代社会的特点,在思维方式、应用手段上对传统文化进行了进一步的发挥。因此,重叩传统文化之门,以人体工程学为基点,对天地人三者对性综合论述与阐述,才能找到“人法地、地法天、天法自然”的天人合一的和合之源。

篇2

人机工程学的研究内容有:

1、提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数;

2、提供人体各部分的出力范围、以及动作时的习惯等人体机能特征参数,分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性;

篇3

雷蛇(Razer)

炼狱蝰蛇 DeathAdder 2013版

雷蛇炼狱蝰蛇是一款于2006年的鼠标,是世界上最畅销的游戏鼠标之一,优秀的人体工程学设计和超高的精准度让其成为了无数职业玩家的必备装备之一。炼狱蝰蛇 DeathAdder 2013版保留了之前版本的优秀设计,将老版的光学传感器升级为6400dpi 4G光学传感器,拥有200 ips移动速度和50G加速的超高性能,带来更加精准的使用体验。同时,2013版还增加了橡胶防滑侧裙,以提供更好的操控和抓握体验。作为一款经典产品的性能升级版,值得玩家们入手。

雷蛇(Razer) Naga 2014

那伽梵蛇 2014 版

雷蛇Naga 2014 那伽梵蛇 2014 版游戏鼠标作为前作2012版的升级版本,改用了全新的通用人体工程学外观设计,可以确保大部分玩家的手型都能紧密贴合,带来良好的握持感。其拥有左手版和右手版两个版本,即便是“左撇子”也可以享受专业游戏鼠标带来的优秀体验。那伽梵蛇最吸引人的就是那12个侧面拇指按键,相对于那伽梵蛇2012版,2014版本将这12个拇指按键区按键配备了机械师开关,可实现更快、更放心的触发和触感反馈,同时更便于点击和盲找定位。升级后的8200dpi 4G激光传感器也能够带来更加优秀的定位精度。它是一款为MMORPG玩家量身定制的专业游戏鼠标。

罗技(Logitech)G502

篇4

【关键词】人体工程学;室内设计;教学;设计应用

一、课程概况

人体工程学的起源追溯到近代工业革命发展时期,成为一门独立的学科时间不长。人体工程学的内容涉及范围广泛,由多种学科交叉技术性强。2000年8月,IEA修订了其定义“人体工程学是研究系统中人与其他要素的相互关系的科学,是关于如何实现人与整个系统最优化的理论、数据及设计方法的科学。”

现当代生活中的科学和技术不断发展,更加促使了人们对各方面舒适度和安全性的要求越来越高。所以,室内设计需要依据建筑的结构和功能,运用科学技术手段,设计出相对优化的“人、机(家具陈设)、环境”这一整体系统。

人体工程学课程教学既室内设计起到重要作用,也成为未来学科发展的重要科学内容。更会直接影响到学生学习和实践室内设计其他专业技能课程。

二、课程的主要特点及教学现状分析

人体工程学在教学大纲中通常被定位为专业理论课程,因此最终的考核形式一般以理论试卷考试来评定学生成绩。这就造成了学生的学习目的性有所跑偏,学生会为了不挂科而死记硬背课程中的概念,原理和各种设计方法。而教师在平时的教学安排中,同样将课程的重难点依托考试内容分析讲解。这就造成一种恶性循环的教学模式,导致学生对所掌握的理论知识缺乏实际运用能力。在大学教育中成绩不是评定学生优秀与否的唯一标准,应该更加注重培养学生独立学习和自我创新的能力。

(一)“人体工程学”课程大纲和内容体系不统一

人体工程学在艺术设计类专业中属于专业必修课程,由于艺术设计专业包含了视觉传达设计、工业设计、环境设计、服装设计等多类专业,就要求各专业侧重的分支学科不同。因此在室内设计专业中,人体工程学课程的教授范围也有相对的差异性和不同的侧重点。作为专业课,课程大纲侧重点不同和课程内容缺乏针对性,都使得该门课程当前的教学体系较为混乱。

(二)艺术生的普遍特征

学设计的艺术生,中学就开始画画,高考又经过专业的绘画考试,感性思维强于理性,对视觉类图像影像等敏感度高于枯燥的文字理论,通常理论基础差,却动手能力强。根据教学大纲安排,人体工程学作为一门理论基础课,一般在大二上学期开设,此时学生还没有对专业相关的设计技能课有过多接触,因此对学习人体工程学的目标不明确,容易对课程内容中的众多尺寸数据等科学技术性问题产生抵触心理,缺乏学习的积极主动性。

(三)缺乏科学合理的创新教育

高校教学模式的改革是近几年教育改革的重点,在传统的教学模式中教课形式相对单一,教师过多的灌输式教育,闭卷考试的考核方式,压制了学生的天赋和创造性。纯理论式的课程设计形式枯燥单调,教师根据考试内容画重点,考前死记硬背,使得这些理论基础内容在考试后迅速被遗忘,对于平行课程和后续专业技能设计课程不能提供良好的奠基作用,学生在设计实践中更是缺乏灵活运用的能力。这种纯理论式教学模式显然不能满足社会对当代大学生的要求,即使有高校已践行了社会实践环节,但还没有取得很好的收效和普及。

三、课程教学改革的主要思路

(一)课程教学内容的整合

学大纲,明确教学的目的性是应用而非应试。加强专业需要的理论基础针对性学习,明确区分与其他设计专业的侧重点不同。不同的设计专业应选用适合的人体工程学教材。教师应选择课程侧重点明确,重点难点突出的实用性教材。室内设计专业常应用到的工程学 相关原理,如人体测量数据的选择和应用、人的感知运动神经系统、物理的声光热学、人的心理行为习惯等,是研究人与环境的科学依据。课程内容应当加强对人与环境的关系引导,才能更好的为人体工程学在室内环境设计的应用奠定基础。

(二)针对艺术生特点调整教学方法

1.互动式教学

人体工程学的学科确立和研究起步晚,还有很多需要填补的空缺。因此在教学方法上,应注重从学生自身出发,通过教学中与学生的交流沟通,使其主动的发现问题,通过探讨研究,总结出新的数据和说明。通过不断发现和解决问题从而提升其创造性。

2.实验式教学法

人体工程学中,人体本身的结构尺寸、功能尺寸、视觉知觉感觉等相关数据的结论,可以用课堂小实验的形式让学生模拟体验,比单纯的用图片示意学生更有影响力。

实验课程教学能让学生亲自通过研究和发现,很大程度可以激发学生的创新和创意,从而提升对学科的感性认识和理性分析,效果直观。

通过带学生参观各种功能类型的样板间,让学生有目的学习,如何使空间达到一个符合人生理及心理需要的舒适安全健康的空间。通过体验家具尺寸、人体尺寸、各种心理行为习惯等对空间的平面布局、家具选择、色彩和材质的选用的实际影响。

3.多媒体教学

艺术类学生的感性认知力较强,图形化思维大于文字思维,因此传统讲授与多媒体教学相结合,是提高教学效率的有效方法。直观的图片、动画、视频生动形象,可以缓解枯燥的文字理论,提升学生的学习兴趣。使课堂完成一个从读图,讲授,问答,提高学生认知的过程。

4.引导和启发式教学

引导学生站在设计师的角度,去全面的考虑设计的要求和需要,如何做到“以人为本”,可以通过一些正面或反面案例,让学生运用所学的相关章节知识进行案例分析。引导学生举一反三,根据一个案例或一个原理,总结归纳出知识的延伸内容。案例可以从学生熟悉的身边校园生活或家庭娱乐生活中,学生用PPT图文并茂的形式,总结对家具或空间环境的感受,找出不符合人体工程学的问题,依据所学原理及相关知识,分析并提出一套解决问题的方法,并当堂汇报给老师和其他同学听,相互学习和促进。学习的过程是培养学生良好的学习习惯与方法的过程。

5.设计实践在教学中的应用(列举实际教学实践校企合作案例)

就课堂可言,可言通过实际测量的方式,例如在家具尺寸这一章节中,调动其主动性,让学生亲自对宿舍的床柜等进行数据测量,总结其设计的优缺点,提出自己的理解和改良方案。将理论知识应用化,将实践应用系统理论化,相互作用,既提升了学生的学习兴趣,又将概念具体和生动化,帮助学生理解和加深对知识的记忆。测量范围也可以扩大,带学生走出校园,亲自测量室外环境中的设施尺寸。到当地的装潢材料市场实地考查,通过和销售人员的交流,进一步了解实际室内空间及家具尺寸。增强学生对家具和空间尺寸数据的敏感度和进一步的认知。

就设计应用而言,高校实际教学实践可以通过搭建校企合作的形式和科教一体化的办学平台。可以与当地的设计公司达成协议,让学生定期去考察学习,或假期以助理设计师的身份参与实际的设计工程,公司不仅低成本培养了新锐设计师,学生也得到了锻炼和专业技能的提高。就我校而言,曾联合家具工厂体验店的合作,开展过“家具设计与链条式创新”的人体工程学研究,从科学理论和功能体验的角度研究家具创造的技术应用问题。通过学生的创意设计,帮助企业更新家具设计的品质和功能,真正实现企业与学生的共同获益的效果。

四、结语

以人为主体的现当代室内设计需要有科学依据的支撑,除了要有美观的设计形式,更重要是人体工程学才能解决的,空间安全舒适合理性。人体工程学的教学研究还处于探索阶段,教学的探究还需要不断改革和创新,打破原有的纯理论式教学,紧密围绕专业特色,将课堂与设计应用结合起来,才能培养出适应现当代社会的技术型实用人才。

参考文献:

[1]⒊食酰程正渭.人体工程学与室内设计[M].中国电力出版社,2008:56-90.

[2]张月.室内人体工程学(第三版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.

篇5

关键词:生活方式;现代设计;再创造;人类生活;再次出发

想创造理想的生活方式我们的先贤们用物以致用为本;人为物本,物因人用等设计哲学给出了他们千年前的指引。在人类发展漫长的历史长河中,设计对人们生活方式的影响无疑是巨大的,不同时间结点的发展和着重点会不一样,这是一个不断探索,创造,迂回,前进的过程。

一.中西方的设计历程与探究

从考古中发现的新石器时代陶器皿上广泛的运用装饰纹样进行装饰,可以理解为最早的艺术设计,它是人类文字和审美活动的开始,是人类艺术活动产生的前奏。

新石器时代的人类将植物纤维或者动物毛发搓捻成绳,然后制作套索、网等工具,并进而在结网技巧的基础上形成了原始的手工编制和织造技术,生产出人类早期的布料和衣物。纺轮和纺锤已经出现。

人类逐步进入了奴隶社会、封建社会,直至现代社会。但一切造物的思想都是基于人为设计的本体而考虑的。这也是人类满足自己生活方式的基础。

在西方直到进入大工业时代,随着工业设计的发展和理论的成熟,人们对功能与形式等关系的理解有更深入的认识。从工艺美术运动,新艺术运动,装饰艺术运动再到后来的现代主义运动,国际主义运动,后现代主义运动人为本体的设计理念贯穿始终,不论从人的感官出发还是人体舒适度考虑。其间对于功能与形式的讨论屡次出现,但在功能主义的基础上赋予一些人性化的意味,也成为了现代设计考虑的一个方面。而恰恰是这些元素丰富了人们生活的多样性,提供了更加宽广的生活方式。

二.影响现代设计的设计方式

在设计探索的过程中人类一直在为自身的理想工作,生活方式做着实践,也提出一些提高人类生活质量的理念。早期对人体工程学的探究就是在为人类创造理想的生活方式的一个重大突破。 后期的人性化设计也是这一方面的探讨。第二次世界大战中的军事科学技术,开始运用人体工程学的原理和方法,在坦克、飞机的内舱设计中,如何使人在舱内有效地操作和战斗,并尽可能使人长时间地在小空间内减少疲劳,即处理好:人-机-环境的协调关系。及至第二次世界大战后,各国把人体工程学的实践和研究成果,迅速有效地运用到空间技术、工业生产、建筑及室内设计中去。

及至当今,社会发展向后工业社会、信息社会过渡,更加重视“以人为本”,为人服务, 如现在我们常用的无限鼠标就充分利用了人体工程学原理,既精确的算出了与下接触面的磨察也考虑到了不同人的手型握持舒适度。

人-物-环境是密切地联系在一起的一个系统,在今后的设计发展中期望运用人体工程学主动地、高效率地支配生活环境。与品质生活相辅相成的还有对环境的持久适度利用。现在大力推崇的适当设计和绿色设计就是在保护环境资源方面对人类提出的要求。对于绿色设计产生直接影响的是美国设计理论家维克多·巴巴纳克。巴巴纳克认为,设计的最大作用并不是创造商业价值,也不是在包装及风格方面的竞争,而是一种适当的社会变革过程中的元素。他强调,设计应认真考虑有限的地球资源的使用问题,并为保护地球的环境服务。

三.设计到底为了什么

当设计发展到今天,“设计到底为了什么”这个看似简单的命题,设计师们却很难给出全实的答案。在这个方面显然日本的设计师走在了前面,他们更愿意提供一种全新的思维方式来探究设计如何更好的创造生活方式。为了给出自己的答案,日本现代设计师原研哉回顾了现代设计的发展历程,并策划了RE-DESIGN-二十一世纪的日常用品再设计展览,通过与许多设计师的互动一起来思考设计与日常生活方式的关系。在设计实践中,原研哉他也试图建立一种信息建筑的思维方式,让平面设计不仅能作用于人的视觉传达上,而且能够触动人的所有感官。设计大部份为商业性质、少部份为艺术性质。都是为构建有意义的秩序而付出的有意识的直觉上的努力。最令我们视而不见,习焉不察,而恰恰又离不开的就是设计。它从不经意间就创造细微生活改变,提供另一种生活方式。我们穿戴着经过设计的服装;生活在经过设计的房屋内,使用各种设计过的各种日用品包括代步工具等;在自家书房使用着他人设计的工具劳动着,为别人设计精妙之处为自己生活带来方便而赞叹不已。我们无意识的生活在设计的海洋中。生活本身,就是设计的起源地;而设计,归根结底就是我们对生活的发言。

四.创造并再次出发

提到设计能创造理想的生活方式不得不举微软公司例子,它们靠信息的软设计给人们生活带来更高品质的享受。与原始先民不会想到我们有天会开上汽车一样,1975年以前,对电脑这个名词都知之甚少的人们更不会想到家用电脑会创造人们不一样的生活方式。 现今人们熟练的运用Windows操作系统、Internet Explorer网页浏览器及Microsoft Office办公软件套件,MSN Messenger网络即时信息客户程序,Xbox游戏机的同时人们有没有想过这些电脑应用给人们带来了生活方式的更变,人类几千上万年保持的生活被改变。人们都进入到了一个由比尔盖茨设计的方式中,他创造了人类理想的一种生活方式,改变了一切。他作为设计者也为之改变。由一名肄业大学生成为了世界首富。

“再次出发”,给一件东西下定义或者再设计并不见得就是对其有所了解。如果能够先将已知的事物陌生化,然后再尝试挑战它的真实性,才有可能更加深入的了解。现知的设计形态已然,要想在现有的器物上通过设计再创造,给原有器物一个更新的定义,以至让人们认识它却又能重新发现它的不同。为人类创造更加理想的生活方式。这也许是我们这一代设计师应该考虑的一个问题。面对当下,我们不的不:再次出发。

参考文献:

[1] 余强.《设计艺术学概论》.重庆大学出版社

[2] 傅克辉.《中国设计艺术史》.重庆大学出版社

篇6

【关键词】人机工程学 办公椅设计 创新 应用研究

随着我国经济建设的高速发展,目前有众多的在办公室中进行工作的工作人员,其中包括白领阶层、科研人员以及政府工作人员等。这些工作人员在我国的经济建设以及社会生活水平的发展过程中有着极为重要的作用,也是我国社会主义建设过程中的中坚力量。但是需要注意的是,这些工作人员长期接触电脑以及办公椅,若在此过程中,长期保持一种姿势,那么会导致工作人员的不舒适,甚至极有可能会出现各种疾病。例如颈椎病、腰椎病以及肩周炎和腰肌劳损等,对于工作人员的身体健康造成极为严重的危害,也会导致工作人员的实际工作效率受到较大影响。为了解决这个问题,一种较为有效的方式就是通过人机工程学的方法,对办公椅进行相应的设计和创新,通过这种形式能够较好地帮助工作人员在长期使用办公椅的前提下不会出现多种疾病以及不舒适的情况。

1 人机工程学的相关概念

对于人机工程学而言,主要的定义就是研究在系统中,人和其他组成部分之间关系的一种学科。通过人机工程学的方式,能够使用其中的相关数据、理论以及方法进行相应设计,同时在研究完成后,能够帮助系统的工作情况达到最优化效果,并能够帮助人体在使用系统的过程中更加地舒适和健康。在研究方面,人机工程学的研究主要包括对于人机系统的设计研究、人体的特性研究、对于工作的场所以及信息传递的研究、安全保护以及环境控制的设计。而在本次研究中,主要是需要对于人体特性进行相应的研究。通过对人体特性的研究能够更好地帮助解决在实际办公过程中,办公椅的设计以及创新如何做到和人体的生理特点能够更好地结合,并最终能够使人们在使用办公椅进行工作的过程中可以达到一种舒适安全以及高效的状态。

通过这种研究,最终能帮助办公椅的设计能够更好地满足人们在办公过程中的相关要求,并且能提升工作效率以及人体的舒适程度。

2 对于办公椅在各种状态下的人机工程学分析

2.1 在工作状态时的分析

对于办公椅而言,在实际使用过程中,主要是在进行电脑操作以及读写等活动时使用。但是在此过程中,若使用者的坐姿没有按照相关要求进行,或是工作人员处于一种过度疲劳的状态下,则极易出现腰椎病或是颈椎病等情况,尤其是在进行读写的过程中,人体的上半身往往会呈现出一种向上倾斜的状态,正是由于这种状态的出现,会导致使用者的肩背部肌肉以及颈部肌肉长时间处于紧张状态。而在操作电脑过程中,往往是处于一种肩部的自然下垂的情况。

2.2 在坐姿状态下的人体尺寸分析

通过分析发现,在实际对于办公椅进行设计的过程中,可以根据人体在进行办公过程中的坐姿来进行相应的设计。而人体在处于坐姿状态时,被测量的人员往往会挺胸,并进行相应的调节,眼睛平视前方。在这样一种状态下,工作人员的脚也会很自然地放在地面上。同时对于一些需要使用电脑进行工作的工作人员,也需要保证肩部的自然下垂。如果办公桌处于一种较高的状态下时,则会出现小臂在实际工作过程中被托起的情况,同时工作人员的肩部肌肉也会处于一种长时间的紧张以及不自然的状态下。正是在这样的一种状态下,会导致使用者可能出现颈椎病以及肩周炎等情况,因此合适的桌面高度就显得极为重要。同时,在此过程中也需要注意到,桌面的位置以及键盘托的位置需要分开上下进行放置,帮助阅读文件以及写字等相关工作,同时,在此过程中也要注意到,合适的桌面实际高低的计算方式就是坐高和桌椅的高度之间的差值。通过这样的一种计算方式,能够较好地对办公椅的实际高度进行相应计算,以便更好地对办公椅进行设计。

3 人机工程学指导下的办公椅设计的实例

3.1 国内品牌的人机工程学指导下办公椅设计实例

对于人机工程学而言,我国实际上是介入研究较早的,同时在此过程中,也在对办公椅的设计方面取得了较好的成果。国内有较多的品牌均使用了人机工程学的相关方式对自己品牌的办公椅进行了设计,取得了较好的效果。

A-ONE创新设计学研中心进行实际的设计以及研发出了健康办公椅“Suit”。这种办公椅是一种全新的理念,即裤衩背心。在实际设计过程中,主要是使用了一种非线性的、同步倾仰相关的机构原理来对办公椅进行了设计,使之能够对使用者的身体起到较好的支撑。而在座椅面的设计方面,可以根据使用者的调节对使用者进行适应性处理,同时也能够增强在使用过程中的自由度及使用者的舒适程度。在面料方面,使用了绷网技术来进行设计,因此在压力方面,也能够进行较好的分配,同时也有着较好的透气性。可以说这种座椅在实际的办公椅设计的过程中充分体现了健康舒适的办公椅设计创新的全新理念。这种办公椅在实际使用过程中,能够较好地保证使用者的舒适性以及在使用过程中的高效性。设计的图样如图1所示。

3.2 国外品牌的人机工程学指导下办公椅设计实例

对于国外品牌而言,实际上在人机工程学得到普及之初就开始使用人机工程学的相关理念进行办公椅的设计以及创新,同时在此过程中,取得了较好的成果。

例如,Herman Miller公司的Embody座椅,这种座椅在设计过程中,主要是使用了颗粒支持的形式来进行设计。在实际设计过程中,颗粒构成的座椅以及座椅的背部能够根据使用者的实际动作进行状态的调整,同时在调整完成后,也能够实现均匀受力以及适合使用者自身实际情况的相关效果。通过这种形式的设计,使用者在实际使用座椅的过程中,能够促进自身的血液循环,同时也能够改善使用者的心率。尤其是在座椅的深度方面,可以根据使用者的实际情况进行相应调节。因此这种座椅实际上也是有着一定的治疗作用,而并非传统办公椅会损害健康。这种设计形式不仅能够保证办公椅在实际使用过程中,能够较好地帮助使用者舒适健康的使用办公椅,同时也能够在使用办公椅的过程中,有利于使用者的身体健康,因此能够更好地实现办公椅的健康、创新的效果。同时,目前也有较多研究显示,通过对于Embody座椅的使用,办公室的工作效率得到了较大的提升,员工的健康情况也得到了很好的改善。Embody座椅的设计图如图2所示。

参考文献

[1]杨海波,姜红梅,王欣等.基于人机工程学的健康办公椅设计研究[J].设计,2012,(2):24-25.

篇7

关 键 词:图像处理类软件 人机工程 软件界面 交互设计

1.界面设计中的研究方法

1.1人机工程学简介

人机工程学(Er g o n o m i c s),在美国有人称之为人类工程学(Human Engineering),在欧洲有人称之为人类工效学(Engonomics),日本称之为人间工学,其他国家大多引用西欧的名称。人机工程学不同的命名充分的体现了人机工程是“人体科学”与“工程技术”的结合。从科学性和技术性方面,人机工程学可以这样定义:人机工程学是研究“人-机-环境”系统中人、机、环境三大要素之间的关系,为解决系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的科学。[1]

现代人机工程学研究的方向是:把人-机-环境系统作为系统来整体研究,以创造最适合于人操作的机械设备和作业环境,使人-机-环境系统相协调,从而获得系统的最高综合效能。随着时代的发展,人机工程学也将紧随科学技术的发展而发展,与其他学科的相互交错相互渗透更加深入。[1]软件界面设计中也普遍运用到人机工程学,其中的人是用户,机是指软件,而环境则是界面。如何处理好人-机-环境的关系,是设计人员需要着重考虑的。

1.2人机工程学在软件界面设计中运用的重要性

以用户为中心(user centered)是一种设计思想,而不是具体的设计方法"它来源于以人为本的设计价值观,认为机器应该适应人,减轻人的体力和脑力负担,成为人的辅助者。[3]运用人机工程学原理去研究软件界面设计,真正的将一款软件设计成为用户服务的软件,与未考虑以用户为中心的软件界面设计相比,其优势在于以下几个方面:1.让用户获得更加高级的使用感受。人机工程学可以为界面设计提供大量的数据,以优化界面排布、色彩、图形文字大小等。让用户在使用过程中更加愉悦,软件的交互感更强。2.提高软件工作效率。以用户为中心的设计可以研究用户在使用过程中最关注的地方,着重将用户使用和频率高的部分优化,进而提高工作效率。3.提升软件自身价值。如今软件市场竞争激烈,图像处理类软件更是是如此。一款软件能够从众多软件中脱颖而出,被大众所认可,在丰富完善软件功能的同时,也需要有一个让用户满意的界面。

1.3人机交互特点

人机交互(Human Computer Interaction)是指人与机器之间的信息交互,故可称为人机对话或人机通信。为和研究的内容靠近,本文的人机交互仅限于人与计算机系统的交互。这里所说的“交互”指的是信息交换,即计算机用户与计算机系统(如软件、硬件)之间的信息交换。[1]

人机交互的特点主要有两个:第一是人与机交互是双向的,即人传达给机器一个信息,同时机器还会反馈给人一个信息,这样人和机器就实现了对话,这种对话语言就叫做交互。第二是交互手段的多样性。早前人机对话仅仅是通过鼠标、键盘来实现的,但是随着技术的不断进步,这种对话语言呈现多种形式,例如声音、触摸。交互手段的增加意味着人与机器对话更加便利、准确,进而增强了用户体验。

2.图像处理软件简介和特点分析

计算机软件大体分为两大类,一类是系统软件,另一类是应用软件。其中操作系统就是最基本的系统软件,比如Windows、Linux、Mac等;应用程序则十分丰富,可以细分成许多小的类别,其中图像处理软件就是其中重要的一个类别。

照片处理软件是一类对数码照片进行分析、修复、美化、合成等处理的软件,在图形图像处理领域,照片处理软件属于图像处理软件的分支,是专门针对数码照片工作的软件。[2]

2.1 图像处理软件特点

软件呈系列性。现在许多大公司都将自身的软件群组成系列,共同进行推出、更新以及维护,这样做的好处在于公司横向产品线较长,为方便管理这些软件,推出了系列产品来。

操作区域最合理化。图像处理类软件属于工作软件,在使用过程中,用户需要使用大量不同类型的工具,并且尽可能观察到更多图片的细节。

用户需求不同。对于普通用户来讲,需求层次较低,仅仅需要简单的图像处理功能。对于设计师来说,则需要更加强大的图像处理功能,满足复杂作图的需求。

应用领域范围广。许多行业都有对于图片处理的需求,典型的行业有:平面设计、工业设计、计算机设计类:包括网页设计,软件界面设计,交互设计等等、摄影。随着软件功能的不断扩大,现在的图像处理软件还可以制作简单的动画和三维效果的图像,因此还可以应用于影视、建模等领域。

3.图像处理类软件界面设计中人机交互的详细研究

目前主流图像处理软件数量较多,同时不同软件定位也各不相同。专业的图像处理软件有Adobe的photoshop系列;基于应用的处理管理、处理软件picasa等,还有国内很实用的大众型光影魔术手,非主流软件有美图秀秀,动态图片处理软件有Ulead GIF Animator,gif movie gear等。[2]通过几款有代表性软件的界面进行分析,得到了一些规律,并且加以人机工程学原理分析。

3.1 软件界面设计内容

软件用户界面作为计算机软件与用户之间的交流桥梁,应具备美观、易懂易操作、易学习、用户友好等特点,因此软件界面设计越来越受到重视。软件界面设计具体包括启动界面的设计、软件整体框架风格设计、按钮控件设计、窗体面板设计、菜单界面设计、图标设计、软件产品包装等多领域设计。

用户能够直接接触到软件的地方即是设计人员需要考虑的地方,界面设计具体包括以下几个内容:启动界面设计、整体框架界面风格设计、工具面板设计、菜单栏设计、图标设计等。启动界面:启动界面是用户使用软件必然见到的一个画面,由于很多图像处理软件启动过程中需要加载大量的程序以及插件,往往需要较长的时间,同时启动速度也与用户电脑的硬件配置有关系,因此有时用户会长时间面对这个画面。整体框架界面风格设计:软件框架界面的风格可以传达出软件的定位。或者说框架设计是一款软件界面的灵魂,它决定了整个软件的风格走向。工具面板设计:工具面板是使用者接触最多的部分,因此在设计过程中应具有更好的交互感,简单易用则是它的设计原则。菜单栏设计:菜单栏是每款软件都保留的部分,软件的所有功能都能在菜单栏里找到。图标设计:图标广泛存在于软件界面之中,图形语言的信息传达是通过图形的视觉形态传达图形的指涉含义,是形义共同作用的结果。图形与图像的直观性和通识性克服了文字语言交流中的障碍、准确快速地传递着信息。

3.2 人机工程学在其中的应用

前文总结了图像处理类软件在界面上的特点以及人机工程学方法运用到软件界面设计中的重要性,因此在软件设计中必然加入人机工程学研究理论和研究方法。以下从人机工程学的三个方面来探究图像类软件界面设计规律。

3.2.1 设计心理学在其中的运用

图像处理类软件的用户基本可分为两大类,一类是专业用户,另一类是非专业用户。两类用户对于软件的功能需求基本相同,都是处理图像,但是不同点在于需求程度不同,专业用户需要对图像进行更高级更复杂的处理,而非专业用户则需要快速简单有效的处理。根据不同种类用户的需求,软件在自身界面设计上也进行了相应的调整,分成了许多模块,让不同用户都享有自己的使用空间,进行高效的操作。

用户使用感受也是设计心理学研究的一大方向,不同软件可以传达给用户不同的使用感受。软件在设计过程中注重用户的使用感受,这就是人性化设计。人性化设计是指在产品设计过程中充分考虑使用者生理和心理结构、思维方式等,使人的生活更加方便、舒适,是科学和技术在艺术与人性处的契合点[3]。人性化设计最核心最本质的理念是“以人为本”。软件界面中的“以人为本”设计体现在:界面的视觉效果“赏心悦目”,界面的布局合理以及界面的层次逻辑清晰。

3.2.2 人体测量学在其中的应用

一个软件界面中的信息交错复杂,在界面设计时要考虑不同信息的布局。根据人体尺寸中人转动眼睛和头部时的能见度图像可知,要把最重要和最经常使用的信息尽可能设置在视野中心3°范围内,一般性的信息在20°~40°内,次要信息设在40°~60°范围内,对于80°以外的视野范围,因视觉认读效率低一般不宜显示信息。[4] 人眼的水平运动比垂直运动的速度快而且幅度宽,因而显示信息排列的水平范围应大于垂直范围。[4]

在图像处理类软件界面中,图像的显示是最重要的部分,因此设置在界面中心位置,操作工具显示信息为次要信息,设置在图像两侧。界面的上部和下部则显示不重要的信息和一些使用频率低的按钮。

3.2.3 认知心理学在其中的应用

认知心理学的应用主要是两个方面,1.对界面进行信息结构划分。按心理学要求,用户界面中信息的排列应当符合操作信息的逻辑性,因此应该把显示根据所传递的信息或功能进行分组排列。这就涉及到了信息结构的设计,在人机工程学中可以运用卡片分类法和集簇分析法对信息结构进行定量分析,最后以树状图表达出来以供设计人员参考。2.提醒提示的运用。人的记忆是不完善的,经常会有遗忘的情况发生。因此在界面设计中对于需要注意的重要信息应设置取样提醒装置,提醒操作着对某个特别的信息源进行取样。根据人的知觉特性,可以采取亮的、彩色的及变化的特征来引导人的视觉注意。 [4]

4.结语

现如今软件界面设计倡导“人性化”,“以用户为中心”的理念,因此在软件界面设计中加入了人机工程学原理,使得软件界面在用户使用过程中更加顺畅,提高工作效率。同时根据图像处理类软件的特点,运用人机工程学研究方法,为图像处理类软件界面的设计提供参考。

参考文献

[1] 陆敏.基于人机工程的软件界面设计研究[D].江苏:南京航空航天大学机电学院,2008.

[2] 季慧.图像处理软件界面设计研究[D].湖南:湖南大学软件学院,2011.

篇8

之所以提出游戏的本源问题,是因为我们今天的主角是两款定位于竞技游戏的全新专业鼠标,它们的精密、炫酷、敏捷……均是为了将人性中与生俱来的竞争对抗的一面发挥得淋漓尽致而打造的。而我们在评测中,也将这些特性作为主要评测指标,用来衡量它们与游戏性结合程度如何,并向读者作出客观的推荐。

雷柏V3游戏鼠标RAPOO V3

从V系列游戏鼠标开始,无线外设大厂雷柏也开始涉足有线鼠标。而我们本次评测的V3便是V系列游戏鼠标中最顶级的有线产品,从顶级的光学引擎到符合人体工程学的设计,均是为了骨灰级玩家而生。

外观设计

V系列游戏鼠标的设计风格可谓一脉相承,从外形上来判断,V3更像是另一款顶级无线鼠标V8的有线版产品,仅是在色彩与细节处略有差别。采用了酷黑配色的V3显得更加硬朗,加上V字形(胜利)造型体现出的浓厚游戏韵味,更令男性游戏玩家着迷,遵照这一定位,V3的尺寸也达到了123mm×74mm×40mm,加上配重模块的加入明显更适合男性玩家把玩。

人体工学

虽然V3采用了左右对称的通用设计,然而在设计上却能与手掌非常贴合,提供了有力的支撑感。鼠标表面的类肤质材质,触感细腻,加上两侧拇指处嵌入的蛇腹式软橡胶材质,均能有效起到防滑、防汗的作用,特别适合高节奏的游戏操作。此外,V3还对玩家的手指进行了“特别照顾”:其按键采用了波浪形设计,按键中部自然下凹,更加贴合手指:宽大的橡胶滚轮两侧镶有银边,表面刻有防滑横纹,滚动时刻度感明显,手指操作更加准确。

基本性能

性能上雷柏采用了最高分辨率达5000dpi的顶级激光引擎,在X、Y轴上均可独立实现200~5000dpi无级调速功能。在数据传输上,其回报率可达到1000Hz,响应时间为1ms,比起通常采用125Hz/8ms的传统游戏鼠标提升颇多。此外,V3的USB接口上做了镀金处理,接口后还加入了一个扼流圈,可有效提升传输效率、防止信号干扰。

游戏操控

在普通人眼中,V3鼠标5000dpi的分辨率已足够高了,但雷柏还针对需要快速横向移动的FPS游戏设计了前置引擎式鼠标结构,玩家腕部微小的动作即可带动鼠标指针快速、大范围的移动,与传统鼠标相比,这一设计使鼠标平移运动更加灵敏,但轨迹运行也略有不同,需要花时间去熟悉。V3克敌制胜的竞技优势还在于拥有多达7个自定义按键和内置存储器。除了左、右按键和滚轮外,V3左右两侧还拥有G1~G4的4个自定义按键、分辨率调节键和功能模式切换键。用户可通过软件对其进行定义,将需要的组合键与宏编写进去,在游戏中便能一键做出一连串复杂的组台操作。通过内置板载存储器我们还能将自定义按键的设置、宏设置、自定义dpi与回报率的设置存入其中,并能免驱调用,方便玩家与不同电脑连接时随时调出惯用的设置。

雷蛇炼狱蝰蛇游戏鼠标Razer DeathAdder

炼狱蝰蛇是雷蛇推出的第8款鼠标,它不仅拥有当时最顶尖的技术,而且手感超越了雷蛇此前的所有产品,被称为当时最舒适的右持游戏鼠标。如今这一致命武器全面升级,为资深玩家浴火重生。

外观设计

新版烁狱蝰蛇依然采用雷蛇所惯用的黑色调外观配色与此前一代产品相比外形上基本没有发生变化。宽大而稳重的鼠身上,左右按键与整个外壳连为一体,一体式的造型给人带来了更强的视觉冲击效果。而代表雷蛇家族徽标的美杜莎呼吸灯与半透明胶质滚轮均能透出明亮的蓝光,令鼠标的第一感观更加炫酷。

人体工学

炼狱蝰蛇是雷蛇第一款将人体工程学设定为第一设计要求的产品-新款产品同样传承了这一特点。实际使用中它的整体握感十分舒适,右手手掌与食指能够完全紧贴鼠背。相对来说,前端波浪造型的按键部分非常宽阔,方便用户点击。特别的是,虽然鼠标体积较大,但由于左右按键的触点位置较为靠后,同样适宜手掌较小的女性用户使用。这一设计唯一不足的是男性使用时会感觉到键程偏长,好在欧姆龙微动开关较为灵敏,基本不影响按键的频率。此外,鼠标的表面采用了具有皮肤质感的防滑材质,与手掌接触后产生的摩擦力很强。相对而言,鼠标两侧的光亮材质在沾上汗水后就容易打滑。

基本性能

当电脑屏幕还处于1024×768的时代时,800dpi的鼠标是完全够用的,而当下电脑屏幕已经能够达到1920×1080的全高清分辨率,显示器横向的像素数比原来多出近1.9倍之多,这也要求鼠标的分辨率必须进一步提升。新款炼狱蝰蛇内置的Razer Precision 3.5G红外传感器分辨率达3500dpi,超出前代产品近2倍之多,完全能够满足全高清分辨率下的使用。虽然该传感器工作后发出的是不可见光,但它采用的仍是高端光电引擎,而非激光式的。另外,该鼠标的最高响应速率为1000Hz,与雷柏V3相同。

篇9

【关键词】中医;生物学;生物技术;研究

【中图分类号】Q81 【文献标识码】A 【文章编号】1008-6455(2010)11-0248-02

Study of TCM bioengineeing

Ouyang Xuejian

【Abstract】From angle of TCM bioengineering probe into TCM basic theory and way of study, to basis of TCM and clinical research mean much.

【Key words】traditional chinese medicine (TCM); biology; biotechnology; study

随着TCM的不断创新,用现代中医生物学的研究手段,完善TCM的基础理论是必经之路。

1生命之书

1960年首次被破译遗传密码,分子生物学家对复杂的细胞分子进行了分类。人类基因从远古到现代以密码的形式表达出来,展现在科学家面前。常有一种误解基因代表每个特性,这种误解并没有因基因测序而被消除,并被加强了这是因为单基因病被讨论[1],事实上许多遗传性疾病是由多个基因以某种未知方式相互作用的结果。人类基因组的解译,象征着思想变革的始点走向未来。

2生物学革命

细胞生物学革命并不是基因组的解译,而是基因行为方式和序列间相互作用的发现,但必须通过实验才能得到体现, 即阅读细胞故事要归功于生物学-DNA芯片[2]。它能同时观测许多基因行为的是基因组测序。即一个细胞随时有数千个基因开启,它不仅开启一个或两个基因来完成任务,并在任务完成后再将它们关闭,但其理论的构建并不是轻易获得的。分子和细胞生物学[8],简洁一流的理论很少见,蛋白质A开启了蛋白质B,然后激活蛋白质C,如果大家能理解将对研究很有帮助。生物学家并引入了物理学概念,寻找简洁一流理论,但是并不表明研究的系统是简洁的。物理学家设计的理论用于解释大量分子行为,如氧的弥散在介质的作用下,个体特性会淹没在团体行为的模式下。基因和蛋白质更具挑战性,因为它们不移动,不随机相互作用,但能选择性的参与某一功能性活动。化学提供了另一组工具,一些非生命系统中的化学过程与生物化学过程一样复杂混乱,但并不妨碍被计算机模型所获取,其结论是使复杂的模型简单化,原因是一些成分可以被忽略。

3计算机模拟艺术

它不仅分析数据也是一种重要工具。物理学家把其艺术带入到了精密状态,天体物理学家能模拟整个星系世界,生物学家就能模拟细胞的微观世界。计算机模拟复杂的真实细胞,预测基因活性与细胞功能变化的基因组,并建立了数据库。研究细胞中多种过程的比较模型,许多蛋白质能同时催化大范围化学反应,不同反应的相对重要性会因基因被激活而产生某种蛋白而再次关闭,来模拟整个细胞行为。工程学认为一个细胞事件不会简单的导致某一事件发生,有时一个过程会影响某个过程发生,用工程学术语描述就是反馈。即角加速时人体向一侧倾倒,此时膜半规管内淋巴液向相反方向流动刺壶腹嵴产生神经冲动,传至平衡中枢维持人体平衡,这就是人置与平衡中枢间的反馈,这种自我调节在工程学中十分常见。即可用“控制论”和“系统论”来描述它,生物学家已应用在细胞中。描述生物学功能包含扩大、改编、加强、绝缘、纠错和一致性检测等概念。描述新的生物学语言将来源于综合科学,即计算机科学或生物工程学等学科[3、4]。

4网络生物学

世界范围互联网中的信息总是最新的,那里有通信、高速公路、铁路、航运等,为网路提供能量、电流、水、物质、友谊等,细胞网络它们是如此相似。细胞中每一类分子都视为网络的组成部分,任何两个分子之间均有联系,共同参与生物化学反应,结论就是细胞网络与许多社会网络一样,有着相同的连通结构。这样的共性对于定义基因间的相互作用很有帮助,但并不是所有网络都相同[5、6],有时几个连接破坏而迅速瓦解,有时即便有许多连接被破坏,任何两个节点间仍可保持通畅,细胞网络也是如此。理解了生物学网络的特点,为组建细胞自身系统对其研究奠定了基础。

5生物学模块

基因通常结队工作当细胞分解糖产生能量,激活一组基因来产生各自所需要的酶[7]。理论生物学家提示如果能够找出这类“联合作业”,并将其视为独立分子来理解细胞的复杂活动。即一部分制造蛋白质,一部分复制细胞分裂的DNA,其他部分对特殊的酶做出响应等等。但这些分子不是基因简单的组合,它们包括了蛋白质,RNA小信号分子和富含能量的分子,即酶等共同执行其功能, 蛋白质组学显示了它的特殊贡献。即细胞分裂模块包裹在膜内,如线粒体是能量的“工厂”。就像组建大楼一样,模块之间通过一类或几类介质分子相互联系,各部门备有“办公室备忘录”这就解决了每个突发件事的需要。可想象设计一种更精密的特定模块,其小部分分子间相互作用的模块延伸到整个细胞。模块的功能来自其他模块一部分输入,并产生输出影响其他模块。其集体行为的概念类似于生物物理学概念,能表现模块的特性。即模块大部分功能特征,来自于潜在成分的特征与它们之间相互作用集合的特征。这对于生物学家来说是陌生的,但将来会习惯这样的描述。

6TCM生物学

TCM生物学家用生物学微观实验手段,即分子与细胞生物学、网络工程、生物学工程、生物物理学等[8-11],模拟与解释TCM的基本理论。需要生物工程、网络工程与程序工程等共同参与形成综合性科学。TCM把“天体”对生物体的影响都考虑进去了,在疾病诊治基本原则的基础上还考虑了季节变化。即冬天益气活血,温肾助阳;春天滋阴润肺,滋肾柔肝;夏天养心安神,清热解毒;秋天健脾温肾,滋阴补血。TCM早已认识到天体变化对人体的影响,并应用在临床实践中。至于经络到底是什么还没有谁在人体内剖析出来,但临床工作中银针证实了它的存在,并以唯物主义的客观事实传承下来,如何完善它是今后研究的方向。

7TCM诊疗技术

TCM的基础理论与临床诊疗技术是根本,特别是中草药、民间医学很多精髓尚未开发。如西医治疗感冒居高不下的体温(40℃)什么手段都用上了,TCM一付汤药就能控制体温即治愈。肿瘤压迫所致的面神经麻痹,TCM不用开刀减压针灸就能矫正,这说出来好象不可思议但TCM做到了,TCM就是这么神气有待进一步挖掘。TCM不仅应懂得自身的基础理论,并从生物学角度解释出来,让世人相信TCM接受TCM,让TCM走向世界。

参考文献

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一、引言

在进行汽车车身总布置设计时,需要经常使用人体模型,建立一个反映常用人体尺寸、可以方便快捷地进行关节角度调整的参数化人体模型就显得十分重要。为适应设计开发的需要,CATIA软件集成了人体工程学设计与分析(Ergonomics Design & Analysis)内容,人体模型(Human Builder)也是其中基础性模块,但没有针对中国人体尺寸的人体模型设置选项,根据其中的三维人体模型直接生成二维图也存在一定的困难。

本文使用CATIA知识工程、参数化模块,结合汽车设计常用人体尺寸,建立了适用于汽车车身总布置的参数化人体模型,这一参数化模型可以应用于三维总布置设计及二维总布置图等汽车总体设计工作中。

二、CATIA知识工程与参数化技术

知识工程具有极其广阔的应用领域,最重要的应用之一就是与传统的CAX系统相结合。基于知识工程的CAX系统起源于20世纪90年代初的美国,最初通过与CATIA和ICAD软件相结合应用于波音公司的飞机冲压件设计中。知识工程使得CAD设计融入了领域专家的知识和经验,在不需要人工参与或很少参与的情况下,能快速、自动地根据用户的要求改变或产生新的设计方案,提高了设计品质。如今,经过十几年的发展,知识工程已成为CATIA软件系统的核心技术之一。

1.CATIA V5知识工程模块

CATIA V5 软件知识工程模块包括知识工程顾问(Knowledge Advisor)、知识工程专家(Knowledge Expert)、产品知识模板(Product Knowledge Template)、业务流程知识模板(Business Process Knowledge Template)、产品工程优化(Product Engineering Optimizer)、产品功能定义(Product Function Definition)和产品功能优化(Product Function Optimization)7个子模块。通过这些模块,用户可以方便地进行知识库的创建、使用等应用工作。

2.CATIA V5知识工程基本工具

表1是CATIA软件知识工程基本工具列表。这些基本工具包含在Knowledge、Reactive Features等工具条中,其中Knowledge工具条内嵌到其他设计模块中,设计人员不必切换到专门的知识工程模块即可直接使用。通过这些工具,就可以把产品设计的隐形知识转化成CATIA软件中知识工程模块可识别的显性知识,从而为知识工程模块使用这些知识打下了基础。

3.CATIA V5知识工程运用基本过程

在产品设计过程中,把与产品设计相关的所有信息收集起来,如行业标准、企业标准、设计规范、尺寸关联、尺寸约束、特征关联、设计经验、材料要求、制造工艺和同类产品信息等,并加以分类、抽象和改进,组成一个产品设计的知识库,通过定义体现产品特征知识之间依附关系和约束关系的知识规则,形成以知识驱动为基础的产品设计,从而实现产品的参数化、智能化设计。

CATIA知识工程模块是知识工程方法与CAD软件结合的产物。在产品设计中,可以将专业领域的设计知识通过表1所示的工具及CATIA知识工程模块,与CAD设计结合起来,实现产品设计的参数化、智能化。图1是基于CATIA知识工程实现产品智能化设计的基本流程。

基于CATIA知识工程的产品设计完成后,可以将其作为设计模板在后续的产品设计时多次重复使用。使用时,通过修改产品特征树(Specification)的产品参数值,就可以实时改变模型的尺寸和特征,通过知识工程模块引入的设计知识会检验模型是否符合设计要求,并及时与设计人员对话,对于不符合设计要求的参数设置,给出适当的建议,让设计人员对设计做出进一步调整,直到满足要求,从而实现产品的智能化设计。

三、车身总布置用人体模型知识

1.车身总布置设计用人体模型尺寸

车身总布置设计与人体尺寸有着密切关系。在进行车身总布置设计时,遵循“大多数人”的设计原则,以普通男子第95百分位(P95)人体尺寸和普通女子第5百分位(P5)人体尺寸作为设计依据。根据设计车型目标市场的不同,车身总布置设计常用的人体模型主要包括国家标准、SAE标准等。因此,用于车身总布置设计的人体模型尺寸相对固定。

2.汽车人体坐姿关节角度及舒适性范围

车身总布置设计必须考虑乘员的乘坐舒适性。人体乘坐的舒适和疲劳程度与坐姿关节角度关系密切。在车身总布置设计时,通常需要进行人体各关节角度的调整以获得舒适的人体坐姿。

图2是人体模型关节角度示意图,这些关节角度直接影响着人的乘坐舒适性。

舒适关节角度随车型不同而有较大差别。对于关节角度,不同文献给出的关节角度舒适值范围存在一定差异。经综合比较,轿车驾驶员推荐采用表2给出的人体关节角度舒适值范围。需要说明的是,对于不需要操纵车辆的其他乘员,乘员的舒适坐姿范围与驾驶员坐姿也存在一定差别。

四、基于CATIA知识工程的参数化人体模型的建立

1.人体模型肢体层次结构

由于车身总布置中使用的人体模型尺寸相对固定,而需要频繁改变、调整的只是人体的关节角度数值。因此,下面在建立人体模型时,主要针对影响车身总布置的人体各个关节角度,而人体尺寸不做参数化处理。

为实现人体各关节角度的参数化,首先将人体各部拆分开来,以躯干作为根节点,手、足作为末端节点。图3是拆解得到的人体模型肢体层次结构。

2.基于CATIA/GSD模块的参数化人体模型

根据人体模型层次结构,通过CATIA软件创成式曲面设计模块(GSD:General Shape Design)中的旋转(Rotate)命令,逐一定义相邻关节之间的角度关系。这样,借助CATIA软件,参数化人体模型建立起来,如图4。

通过CATIA/GSD模块中的旋转(Rotate)命令建立的旋转角度参数,就是用于调整人体姿态的关节角度。在进行人体姿态调整时,只要修改装配模型中各旋转(Rotate)命令的旋转角度参数取值,便可完成对人体姿态的调整和控制。

但这样的参数化模型,没有嵌入领域知识,还无法实现人体参数化智能化设计与控制。

3.基于CATIA知识工程的参数化人体模型

在已建立的人体参数化模型的基础上,完成基于CATIA知识工程模块的参数化人体模型的建立,具体过程如下。

(1)根据人体坐姿参数在模型中新建各关节角度参数,新建的参数将显示在特征树的参数(Parameters)中。

(2)通过公式(Formula)将新建的角度参数与肢体间的旋转角度联系起来,建立的公式显示在特征树的关系(Relations)中。

(3)使用产品知识模板(Product Knowledge Template)将人体模型特征及参数创建为用户特征(User Feature)。

(4) 将创建好的人体模型用户特征进行实例化(Instantiate)处理,再将人体关节角度的舒适范围(表2)定义为角度参数的取值范围(Range),实现对人体模型关节角度的知识工程控制。至此,基于CATIA知识工程的车身总布置参数化人体模型建立完成,如图5。根据这一方法建立的模型,不仅实现了人体关节角度的参数化,同时由于引入了领域知识,对于不在关节角度舒适值范围内的参数修改,模型将给出错误提示,实现了人体模型关节角度参数修改的智能化。

图5所示是使用以上方法建立的参数化二维人体模型。

图6是在进行参数修改时,模型由领域知识给出的报错信息提示。模型初始的背角为25°,设计者预修改为31°,因31°不在内嵌的领域知识要求的范围内(20°~30°),系统给出了报错提示,设计者当前的修改操作无效。

五、应用举例

在车身总布置设计时,将已建立好的参数化人体模型装配到整车坐标系下,根据车身结构布置调整人体模型位置,并进行人体关节角度的调整,可以完成人体坐姿的布置设计。使用基于CATIA知识工程建立的车身总布置参数化人体模型可以使人体坐姿的布置设计更加快捷高效。

图7是使用基于CATIA知识工程建立的三维参数化人体模型进行人体坐姿布置设计实例,由于事先参数化并嵌入了领域知识,设计者在使用时将更加快捷高效。

图8是建立的参数化模型应用于车身总布置二维图中的情况(为清晰起见省去了尺寸标注)。由于所建立的人体模型外形轮廓根据标准生成,布置设计完成后的二维人体模型可直接用于生成车身总布置二维图,避免了通过建模生成人体模型用于二维图不够美观的弊端。

实际使用表明,基于CATIA知识工程建立的参数化人体模型可以满足车身总布置设计中人体坐姿布置设计等的需要,由于模型中融入了人体坐姿舒适值范围的专家知识,从而实现了关节角度参数修改的智能化。

六、结语

本文总结了使用CATIA软件进行知识工程应用的基本方法,并使用此方法完成了车身总布置参数化人体模型的建立,并给出了其在车身总布置设计中的应用实例。由此建立的参数化人体模型完全可以满足车身总布置设计的需要,同时大大提高了设计的效率和设计质量,在一定程度上实现了智能化设计。