【正文】 給出了計算公式或表格。人體模型的質(zhì)量特性的相關參數(shù)在第2章和第3章的相關章節(jié)做了計算。本文創(chuàng)建的人體模型包括骨骼的線框模型和體表的實體模型兩種表達形式，并且，每個關節(jié)用直徑為相應關節(jié)尺寸的球體表示，在創(chuàng)建連桿的過程中，連桿要包含肢體相連處的近端（所謂近端就是與根關節(jié)靠近的關節(jié)坐標方向）的關節(jié)球。因此，進行人體模型的運動分析的第一步就是創(chuàng)建連桿。*/ }。*/ Int max_statics_iterations。*/ Int max_integrator_iterations。/*求解方案已使用，查找定義部分*/ double max_step_size。人體模型中肢體段抽象為連桿（剛體），關節(jié)抽象為運動副?！皠討B(tài)運動控制”則是通過運動仿真模塊，實現(xiàn)運動規(guī)律、運動軌跡的仿真，進而達到碰撞檢測等評估功能的實現(xiàn)。關節(jié)自由度數(shù)目在表2表22中已列出。在軀干中，腰關節(jié)處于軀干運動的起始端，分別實現(xiàn)腰部的前后彎、左右彎、左右轉(zhuǎn)，有3個自由度。在下肢中，髖關節(jié)、膝關節(jié)和踝關節(jié)實現(xiàn)了腿部的運動，髖關節(jié)處于人體下肢運動鏈的起始端，可實現(xiàn)大腿的前后、左右、內(nèi)外擺動，保留3個自由度。肩關節(jié)處于人體上肢運動鏈的起始端，能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)外擺和上下擺、前后擺，并且運動范圍較大，所以肩關節(jié)的3個自由度不能簡化。因此，運動鏈的起始端的運動自由度對整個關節(jié)鏈的運動影響最大，若簡化此處關節(jié)的自由度，可能會使肢體末端不能到達預定的運動位置。表22人體關節(jié)活動范圍 人體模型的自由度通過簡化人體運動的自由度，在一定程度上能降低多自由度系統(tǒng)運動問題求解的復雜性。表22給出手指關節(jié)的最大運動角度，同時給出各個手指的指掌關節(jié)和近位指及遠位指關節(jié)的運動副描述形式和自由度數(shù)目。旋轉(zhuǎn)運動指某一肢體段向內(nèi)側(cè)或向外側(cè)旋轉(zhuǎn)，如肩關節(jié)的旋內(nèi)和旋外。其中只允許在一個平面中活動的關節(jié)是單軸關節(jié)，；允許在兩個維度上作屈伸和收展運動的關節(jié)稱為雙軸關節(jié)，；多軸關節(jié)允許在三個維度上作各種運動，具有三個自由度，如肩關節(jié)。利用這些方法可以推算和獲取人體模型所需的人體尺寸數(shù)據(jù)。同時人體表面是不規(guī)則的曲面，所以不可能得到精準的符合人體的數(shù)據(jù)，只能是經(jīng)過處理的簡化了的尺寸數(shù)值。車輛人機工程學 課程論文 人體模型的各部分尺寸人機工程學標準分為主觀標準和客觀標準。(a)有向關節(jié)圖(b)EHuman 肢體圖 肢體組成圖其中在軀干主關節(jié)鏈上髖關節(jié)和腰關節(jié)之間是軀體的腹部，腰關節(jié)和胸關節(jié)之間是腰部，胸關節(jié)和頸關節(jié)之間是胸部，頸關節(jié)和頭部之間是頸部。相信隨著越來越多的研究者加入到人體模型的研究隊伍中來，經(jīng)過不斷的改進與創(chuàng)新，我國在虛擬人體模型領域的研究將取得更為顯著的成果。濟南大學的朱德良用OpenGL搭建了虛擬裝配平臺實現(xiàn)了人手的三維建模，并提出了一種手勢跟蹤算法，實現(xiàn)手部運動的跟蹤，研究中因數(shù)據(jù)手套檢測不到力反饋及重量感，故無法準確反映碰撞信息。北京航空航天大學機器人所的張玉茹等人提出了一種食指的運動學模型。西北工業(yè)大學的羅貫提出了一種16關節(jié)，39個自由度的人體模型，模型未包含手部的詳細描述，通過控制上肢、下肢、軀干等關節(jié)的姿態(tài)實現(xiàn)步行、跑步等基本運動，運動仿真方面未能實現(xiàn)多剛體系統(tǒng)模型的碰撞檢測。運輸設備的幾何參數(shù)是影響操作者舒適度的關鍵因素，基于舒適度或人機評價需求的人體模型可以用來分析設備的幾何參數(shù)對人體舒適性的影響，模擬和評價操作中的人體可達域和視域等。有研究者提出在給出所有骨骼的視覺特征的基礎上，首先從候選的姿勢庫中找到有關的候選姿勢，動態(tài)的設計候選的姿勢來形成連續(xù)的姿勢序列，從而創(chuàng)建特定姿態(tài)的人體模型的方法。上海大學的王企遠提出并驗證了人體下肢髖關節(jié)、膝關節(jié)和踝關節(jié)轉(zhuǎn)角變化規(guī)律的數(shù)學建模方法，并制定了一套完整的步態(tài)規(guī)劃方法，但患者只能被動的跟隨步行腿的步態(tài)運動。山東大學的汪麗等提出了基于VRML（Virtual Reality Modeling Language）的三維人體建模方案，并給出了人機工程仿真軟件的總體框架。目前，國內(nèi)對人體模型的運動控制的研究分路徑研究、步態(tài)研究、靈巧關節(jié)、姿勢驅(qū)動和姿勢重構(gòu)等幾個方面進行。SeungYeobBaek等開發(fā)一種能集成到各種產(chǎn)品設計應用程序中的參數(shù)人體建?？蚣?，該建?？蚣苡蓜?chuàng)建數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計分析和模型生成三個階段組成。Satoru Takada等開發(fā)一個在給出的環(huán)境條件下可以預測熱響應的人體熱模型，能實現(xiàn)人體溫度調(diào)節(jié)。關鍵詞：人機工程學、UG二次開發(fā)、人體模型、碰撞檢測、運動仿真車輛人機工程學 課程論文 人體模型國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外發(fā)展概述最近幾年，歐美許多國家和亞洲其他國家對人體模型方面的研究向著更精細的方向發(fā)展，不再僅僅是追求外形上的相似性，更關注內(nèi)部結(jié)構(gòu)、姿勢重構(gòu)、運動仿真以及熱效應等生理效應方面的內(nèi)容。（3）從運動情況來看，目前多數(shù)人體模型只能進行靜態(tài)的尺寸測量，少數(shù)模型即使能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)的動作仿真，但逼真度不高。隨著研究的不斷深入，參數(shù)化的人體模型已經(jīng)成為一種有效的輔助工具，直接參與到工作環(huán)境的設計與評價過程中來。以A4規(guī)格紙張打印或謄寫規(guī)整。這是撰寫論文的基礎，應在論文中得到充分反應；課程論文應有學生獨立完成的分析、評論、觀點等，要求結(jié)構(gòu)清楚、層次分明、論述嚴謹、文字簡練（若有調(diào)研，應附調(diào)研表；有測試的，應有實驗記錄原始件的示例等）；一部分作業(yè)題目的形式大體是《XXXX 問題的人機學評析與改進設計》。五、評分原則1．考核成績(1)平時成績20%；(2)論文70%。要求要有必要的圖表說明。（只選一個方面）三、論文內(nèi)容：應用人機工程學的知識對研究對象進行分析，確定其合理性。二、論文選題：論文題目為自選，應用人機工程學的知識對研究對象進行分析，確定其合理性；應用人機工程學的知識對研究對象進行設計，使其復合人機工程要求。研究對象可以為操作環(huán)境、操作系統(tǒng)、人及交互產(chǎn)品、日常用品等。3．提交文件：同時提交打印稿和電子稿件。二、課程論文的類型與要求課程論文多為對特定事物的人機學分析，為此需要進行相關文獻資料的檢索、查閱、研讀、評價、質(zhì)疑，或?qū)ΜF(xiàn)有事物進行調(diào)研。三、課程論文的形式與格式論文以內(nèi)容為重，切忌內(nèi)容空洞、只重形式，基本參考下列要求：1)題目后正文前有摘要（150200字左右），列出關鍵詞（不超過5個）； 2)正文（主要部分，要求見前文）； 3)參考文獻。四、課程設計/課程論文參考題目A1 本科生學生公寓房的人機學設計； A2 電腦桌的新型人機學設計； A3 公共垃圾箱設計 A4 校園公共電話亭設計 A5 旅行箱設計A6 家用坐便器水箱節(jié)水性設計 A7 系列衣架設計A8 學生公寓盥洗室的改進設計 A9 宿舍學生用床的改進設計 A10 學生公寓晾衣問題A11 公共汽車車站的改進設計A12 大型醫(yī)院標示系統(tǒng)的宜人學設計 A13 社區(qū)休閑椅系列設計A14 商場收銀臺工作空間設計 A15 公共廁所閣間單元設計 A16 我校路標系統(tǒng)設計B1 一教桌椅適宜性的調(diào)查報告B2 火車硬座車廂的人機學問題的調(diào)查報告 B3 長途臥鋪汽車的人機工程學調(diào)查報告 B4 美容美發(fā)床椅的人機學調(diào)查報告B5 我市公共汽車車廂的人機工程學調(diào)查報告 B6 我市部分過街天橋的人機學調(diào)查報告 B7 飲品用瓶罐開啟方式的人機學調(diào)查報告 B8 我校學生公寓的人機學問題述評 B9 我校學生浴室的人機學問題述評 B10我校校醫(yī)院的人機學問題述評B11 照相機（打火機、電話機、電扇、剃須刀）發(fā)展中的人機學因素分析 B12 洗衣機（冰箱、電炊具、吸塵器、電熨斗）發(fā)展中的人機學因素分析 B11 電視機（收錄機、隨身聽、VCD、復讀機）發(fā)展中的人機學因素分析C1 我校學生閱讀室中的人機學問題與改進設計C2 我校學生公寓盥洗室中的人機學評析與改進設計 C3 我校學生餐廳的人機學評析與改進設計C4 我校學生餐廳售貨工位的人機學評析與改進設計 C5 社區(qū)中公用健身器械的人機學改進設計 C6 C7 C8 C9 遙控器按鍵的人機學評析與改進設計我校學生閱讀室中的人機學問題與改進設計 電動工具的人機學問題與改進設計 書店營業(yè)廳的人機學評價與改進設計C10 服裝商場試衣間的人機學評價與改進設計 C11 公園游船的人機學評價與改進設計 C12 超市中刷子的人機學評析與創(chuàng)新方案設計D1 新概念雨具的創(chuàng)意和方案設計 D2 情侶傘的創(chuàng)意和方案設計D3 家庭節(jié)水裝置的創(chuàng)意和方案設計 D4 家庭節(jié)水系統(tǒng)的創(chuàng)意和方案設計D5 家庭陽臺立體綠化的創(chuàng)意和方案設計D6 小型裝訂方法的現(xiàn)狀分析與方案創(chuàng)意設計D7 大學生雙休日野營旅游裝置、器物系列的方案設計第三篇：車輛人機工程學 課程論文車輛人機工程學 課程論文基于人機工程學評價與仿真的人體模型建模╳ ╳ ╳（東北農(nóng)業(yè)大學工程學院，哈爾濱，150030）摘要： 隨著人機工程技術(shù)的不斷完善，參數(shù)化的人體模型已不再僅是作為一種靜態(tài)的視覺參考，而是在此基礎上融入了人體結(jié)構(gòu)、人體功能和人體力學等方面的特征,使人體模型不僅具有合理的外觀、精確的尺寸，還具有合乎實際的運動形式。（2）從尺寸的精確度上看，人體模型的尺寸都是經(jīng)過簡化或是估算得到的，模型的尺寸不能真實體現(xiàn)個體的形態(tài)。其次，在運動仿真方面，本文根據(jù)人體模型各個關節(jié)的自由度數(shù)目，用特定的函數(shù)驅(qū)動關節(jié)運動，對模型整體進行運動學和動力學仿真，從而實現(xiàn)人體模型的簡單連續(xù)運動。Sancisi N等人創(chuàng)建了人體膝關節(jié)的一種單自由度的球形機械模型，并在假肢和矯形器的設計中深入研究了人體膝關節(jié)的運動學特征。Steffen Knoop等在動態(tài)三維人體模型的關節(jié)上設置人工智能通訊點的方式來跟蹤人體外輪廓的運動，模型由一系列剛性圓柱體組成，連接這些圓柱體的關節(jié)定義為一些人為的通訊點（迭代最近點）來跟蹤算法，并計算相關的力和力矩情況。 國內(nèi)發(fā)展概述人體模型的運動控制方法有很多，選擇不同的運動控制方法，實現(xiàn)運動的路徑會有一定的差異，但是最終都能實現(xiàn)預定運動的目的。并通過對IK算法的進一步研究，達到實時、逼真、柔性的控制，并可以根據(jù)周圍環(huán)境進行實時反應。但是針對不同的布局，需手動輸入權(quán)值數(shù)據(jù)，影響準確程度。車輛人機工程學 課程論文在人體模型的姿勢重構(gòu)方面，研究者的切入點也各不相同，取得的成果也很多。在CATIA中人體模型被普遍應用于自動布局，可以用攝影的方法來測量人體尺寸并用測量到的尺寸在CATIA軟件中快速的創(chuàng)建人體模型[49]，也可以在SolidWorks中實現(xiàn)虛擬人姿勢重構(gòu)。所研究的模型外觀上未能實現(xiàn)手指描述，虛擬交互方面也未實現(xiàn)碰撞檢測。并且，隨著對人體模型研究的不斷深入，越來越多的研究者開始關注手部的靈巧運動研究。山東大學的馮志全研究了三維人手的跟蹤問題，通過單目視覺跟蹤的方法獲取人手運動過程中每一時刻的姿態(tài)和位置。即使從仿真需求上看，效果上已經(jīng)達到了逼真要求，卻未能實現(xiàn)精確的碰撞檢測。經(jīng)過簡化的人體模型包括：軀干主關節(jié)鏈、左右上肢關節(jié)鏈、左右下肢關節(jié)鏈。在人體模型的軀體組成的表示方法中，頭、胸、腰、腹及手掌和足都是用長方體進行描述的，而頸部是圓柱體，大腿、小腿、上臂、前臂、手指等是用圓臺進行描述的。由于人的年齡、性別、種族及職業(yè)等的差別，很多人體尺寸會隨著這些因素的改變而變化。估算人體尺寸的方法有很多，一般常用的有回歸方程估算法，比例縮放估算法、概率統(tǒng)計值估算法、用“加減”運算估算法、混合群體估算法及偏差系數(shù)值估算法等。人體的關節(jié)按運動性質(zhì)可分為單軸關節(jié)、雙軸關節(jié)、多軸關節(jié)等。擺動運動通常指相連兩肢體的屈伸和收展，如肘關節(jié)的的伸和屈、腕關節(jié)的內(nèi)收和外展。因為本文開發(fā)的人體模型的外形描述車輛人機工程學 課程論文細化到手指的各個指關節(jié)，手指的指掌關節(jié)能實現(xiàn)手指的擺動運動和繞關節(jié)軸的旋轉(zhuǎn)運動，近位指關節(jié)和遠位指關節(jié)只能在一個方向上實現(xiàn)手指的伸和屈。在表中所列的關節(jié)局部坐標系的轉(zhuǎn)動軸X、Y、Z定義符合右手法則。每條關節(jié)鏈上的關節(jié)運動都是從該關節(jié)鏈的起始端傳遞而來的。在上肢中，肩關節(jié)、肘關節(jié)和腕關節(jié)的聯(lián)合運動實現(xiàn)了手臂的運動。腕關節(jié)實現(xiàn)手和前臂之間的內(nèi)外擺和彎曲運動，表現(xiàn)為繞其所在坐標系的Y、Z軸作旋轉(zhuǎn)運動，屬常規(guī)運動所必需的自由度，故不能簡化。踝關節(jié)簡化為2個自由度，實現(xiàn)腳部前后擺動和左右旋轉(zhuǎn)運動。本文所要創(chuàng)建的人體模型EHuman共包含17個軀干肢體段和每只手15個手指段，共47個肢體段，46個關節(jié)