人机工程学

一、课程介绍

《人机工程学》是工业设计（车身）专业本科生的专业课。本课程对培养学生从事车辆概念阶段的总体布置设计和后期的人机工程分析具有重要的意义。本课程以一般人机工程学为理论基础，以培养学生具备扎实的专业基础和创新思维为目标，重点向学生教授人体测量学、人机工效学和车身布置设计等方面的知识，为今后从事相关技术工作打下坚实的基础。

Introduction

Ergonomics is a required course of undergraduate students of the Industrial Design (Vehicle Body) specialty. This course has great significance for teaching students to pursue packaging design in vehicle conceptual phase and ergonomics analysis in succeeding stages. This course mainly teaches students the knowledge of anthropometry, ergonomics and vehicle body packaging, etc., which are based on general ergonomics theories and aim at acquiring sound vehicle ergonomics performance. The studying of this course will form the strong basis for students to do corresponding work in the future.

课程基本信息

二、教学大纲

1、教学目的

“大学计算机基础”是非计算机专业本科生的第一门计算机基础课程。开设此课程旨在拓展学生的视野，掌握计算机科学与技术中的基础知识、基本理念、工作原理和实际应用技能，为后续课程的学习、充分利用计算机解决实际问题、通过网络进行信息检索和提高信息安全保护意识等方面做好必要的知识储备。

2、教学要求

教师要积极备课，认真准备实验，对课程内容要融会贯通，切忌照本（幕）宣科。授课在多媒体教室，充分利用多媒体动画教学课件，结合典型实用案例和相关软件，边授课边演示。做到授课内容与大纲相符，注重平时成绩（作业和实验）积累，成绩评价体系标准真实、严谨、公平、公正、公开，能促使学生学习的积极性。

3、预备知识或先修课程要求

虽然本课是学生的第一门计算机基础课程，但拥有Windows操作系统、Office软件和网页浏览器等软件的基本应用常识，对微型计算机系统及其常用设备（如键盘、鼠标和打印机等）的功能及操作有所了解，会对本课程的学习有所帮助。

4、教学方式

采用理论课堂教学，一律采用多媒体动画教学。理论授课32学时，教师讲授与课堂讨论相结合。

5、实验环境和设备

1)硬件环境：实验室具备解剖车、车身附件（仪表板和座椅等）、H点装置、驾驶室模拟台架、非接触式光学扫描设备、3D打印设备，可以支撑教学要求。

2)软件环境：具备CATIA软件。

6、课程教学内容及学时分配

第1章 绪论（1学时）

1.1人机工程学科的命名和定义（0.25学时）

1.2人机工程学科的研究范畴（0.25学时）

1.3人机工程学科发展展望（0.25学时）

1.4人机工程学的研究手段（0.25学时）

教学重点：人机工程学的研究手段。

习题作业：人机工程学的研究手段有哪些？

学习要求：明确人机工程学科的研究内容和研究手段。

思考题：人机工程学未来的发展趋势是什么？

第2章 人的基本特性（3学时）

2.1人体尺寸（1学时）

2.2人体生物力学特点（0.5学时）

2.3人体作业特点（0.5学时）

2.4人的感知特性（0.5学时）

2.5人的功能和心理特性（0.5学时）

教学重点：人体尺寸分布、人的感知特性。

习题作业：人体尺寸如何计算？人的感知特性包括哪些？

学习要求：要求掌握人体尺寸、生物力学参数、作业、感知、功能和心理等方面的基本特性，为后面章节的学习奠定基础。

思考题：人体数据的百分位数如何计算？

第3章 人机界面、作业空间和人机系统设计（3学时）

3.1 显示装置设计（1学时）

3.2 操纵装置设计（1学时）

3.3 作业空间和人机系统设计（1学时）

教学重点：典型的显示装置和操纵装置的设计方法，作业空间设计原则、人体数据的应用方法、以及人机系统设计方法。

习题作业：显示装置分为哪些类别，各有何优缺点？作业空间设计原则有哪些？

学习要求：要求了解常见显示装置和操纵装置的类型和特点；掌握典型的显示装置和操纵装置的设计方法；掌握作业空间设计原则、人体数据的应用方法、以及人机系统设计和分析方法。

思考题：显示装置、操纵装置和人机系统的设计要点包括哪些？

第4章 作业环境设计（1学时）

4.1 室内微气候设计（0.25学时）

4.2 空气质量的改善（0.25学时）

4.3 环境照明（0.25学时）

4.4 色彩设计（0.25学时）

教学重点：人体对微气候的反应，人体热舒适的评价，微气候的设计原则，空气质量改善的方法，环境照明及其对作业的影响，照明设计原理，作业环境色彩的运用原理。

习题作业：人体热舒适如何评价？气质量改善的途径有哪些？

学习要求：要求了解室内微气候及其影响因素，了解人体对微气候的反应，掌握人体热舒适的评价方法，掌握微气候的设计原则；了解空气污染的危害，掌握空气质量改善的方法；了解环境照明及其对作业的影响，掌握照明设计原理；了解色彩及其对人的影响，掌握作业环境色彩的运用原理。

思考题：常见的室内微气候包括哪些因素？

第5章 汽车人机工程设计辅助工具（8学时）

5.1  H点装置（1.5学时）

5.2  驾驶员H点位置线（1学时）

5.3  眼椭圆（1.5学时）

5.4  头廓包络（1学时）

5.5  驾驶员手伸及界面（1学时）

5.6  驾驶员膝部和胃部包络线（1学时）

5.7  数字人体模型（1学时） 

教学重点：H点装置的原理和应用、驾驶员H点位置曲线的意义和应用方法、眼椭圆的定义和应用、头廓包络的定义和应用、驾驶员手伸及界面的定义和应用。

习题作业：给定参数H30=200mm，L6=250mm，W20=-350mm，计算SAE95百分位眼椭圆中心位置，头廓包络中心位置。

学习要求：要求掌握汽车人机工程设计辅助工具的基本原理，掌握基于统计学的SAE标准推荐的布置工具的使用方法，了解数字人体模型的基本原理、发展状况和使用方法和发展趋势。

思考题：H点装置上面的关键基准包括哪些？

第6章 汽车人机工程设计（13学时）

6.1  汽车产品开发过程概述（1学时）

6.2  汽车概念设计（1学时）

6.3  汽车人机工程设计（9学时）

6.4  汽车座椅设计（2学时）

教学重点：汽车类别和特点、概念设计过程和内容、乘员空间布置及其人机界面设计方法、驾驶员人机工程学性能优化方法、座椅设计中的人机工程学知识。

习题作业：论述仪表板设计方法。论述座椅人机工程设计内容和方法。

学习要求：要求掌握汽车的分类及特点，了解汽车产品开发的一般过程，了解汽车总体布置设计和硬点尺寸，掌握汽车人机工程学的方案设计和分析方法，掌握座椅设计的内容和方法。

思考题：常见的汽车人机工效分析包括哪些？

第7章 汽车人机工程仿真（3学时）

7.1  CATIA人机工程模块简介（0.5学时）

7.2  人体模型的建立（1学时）

7.3  汽车人机工程虚拟仿真（1.5学时）

教学重点：人体建模，人体姿势调节。

习题作业：建立5、50、95百分位人体模型。

学习要求：要求掌握在CATIA环境下进行人机工程学仿真的基本方法，包括添加和选择合适的人体数据源、建立所需的人体模型、设置人体模型的属性、进行人体模型的定位和姿势评估等。

思考题：基于CATIA平台如何建立人体数据库？

7、实验项目内容、学时分配、实验小组

无

8、考核要求、考核方式及成绩评定标准

(1) 课程考核成绩采用考查的形式，分合格、不合格两种。

(2) 考查方式包括平时作业和出勤，作业采用成绩采用百分制计分，根据各次作业成绩取平均。

(3) 最终课程考核成绩采用百分制，满分100分，60分及以上为合格。

9、其他说明

无。