人机与机构技能设计人体二维模板课程设计.doc

人机与机构机能设计 人体二维模板课程设计 小组成员201107909201107704201107908201107915指导老师00000 人体二维模板实践报告一、课程设计的目的及要求实验目的 ： 1.掌握人体模板的用途，百分位的概念，掌握国家标准GB|T15759-1995中关于人体模板的规定 2.了解人体尺寸在实际生活产品中的运用 3.通过自己亲自动手，四人一组每人制作一套：女子p5百分位、女子p50/男子p5百分位、女子p95/男子p50百分位、男子p90百分位的侧视或正视或俯视的坐姿或立姿的人体二维模板，培养理论与实践相结合的能力实验要求： 1.符合国际人体模板功能设计的规定，模型按照1：5的比例，单位为mm 2.关节数量为10个（颈关节，肩关节，肘关节，腕关节，胸关节，腰关节，髋关节，膝关节，踝关节，足趾间关节） 3.各关节处打孔，孔的直径为5mm不能大于也不能小于5mm。

4.制作精美，线条圆滑流畅，无毛刺前期资料准备： 刚开始第一堂课，老师给我们布置小学期的作业要求时，大家听得都很糊涂，都不知道怎么入手做，感觉过程是很复杂的，因为是成组的但是每一个人都做不同的高度，大家先分配好，再每一个人都自己去前期资料调研，了解自己所做的尺寸的相关资料首先要查人体模板设计和使用要求，查国标尺寸，了解人体模板所有的关节和部位，各关节部位的尺寸都细心的算出来，再标角度，十个关节一个都不能少，所有模板关节均被简化为一个固定的旋转点，模板所旋转的角度必须符合GB/T 14779中的规定，另外模板设计图也应该表示出人体表面、组成结构、骨骼关节点及各关节角度的调节范围，更要符合几何制图的要求，并被使用者理解和应用前期的资料准备搜集是非常重要的，要不然后面就施展不开，所以之前我们必须资料调研1. 了解四个身高等级设计用人体外形模板的尺寸数据及图形2. 应用标准GB 3975 人体测量术语GB 5703 人体测量方法GB 10000 中国成年人人体尺寸GB/T 12985 在产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则GB/T 14779 坐姿人体模板功能设计要求3.术语人体模板：代表中国成年人人体外形轮廓及运动功能特点的模板。

身体轴线：通过人体髋关节中心点侧面投影的垂线人体关节中心：模板用简化的人体关节转动的中心点颈关节中心：颈椎部位转动的中心点肩关节中心：肩关节转动的中心点胸关节中心：胸关节部位转动的中心点腰关节中心：腰关节部位转动的中心点髋关节中心：髋关节转动的中心点膝关节中心：膝关节转动的中心点踝关节中心：踝关节转动的中心点足尖关节中心：足趾关节转动的中心点肘关节中心：肘关节转动的中心点腕关节中心：腕关节转动的中心点设计要求：标准中涉及的人体测量术语与GB 3975相一致；标准中采用的人体基本姿势和数据采集方法在GB10000中的高度尺寸上增加25mm鞋跟高度；根据GB10000所规定的人体身高分布的数值确定男女身高等级男女身高百分位数分布见表：人体模板根据人体身高尺寸不同分布为四个等级：一级采用女子第p5百分位身高，二级采用女子第P50百分位身高与男子第P5百分位身高重叠值，三级采用女子第P95百分位身高与男子第P50百分位身高重叠值，四级采用男子第P95百分位身高二、个人模型报告 （一）1510mm(女子第p5百分位身高) 比例为1：5模型设计过程1. 首先查资料，根据书上的GB/T15759-1995、GB/T15759-1993查找出自己需要做的人体尺寸以及各个关节都能转动的角度；2. 其次做尺寸图，将人体二维图片导入犀牛软件里然后将人体各个部位都描出来，给关节部位用直径为5mm的圆标出来，最后标注尺寸以及各个关节所能转动的角度；3. 再次做零件图，人体每个部位上面的孔都要够数， （脚趾、头、手）上面是只有一个孔，别的关节上面有两个到三个孔；4. 其次做模型，将一组四人的零件图导入到雕刻机所用软件里，给其添加路径，再将亚克力板放入雕刻机上进行打孔雕刻，在雕刻的过程中需要2—3人在机器旁边进行配合操作，一人浇水这样做的目的是防止断裂，一人按压亚克力板，另外一人清理亚克力残渣；5. 然后进行打磨，由于每个人的路径有可能不一样所以雕刻机的速度也有区别，有些组的速度很快，有些组的速度慢一点，速度快自然会有一些不平滑之处，所以需要用细砂纸将其打磨平滑；6. 再将各个关节部位进行组装，将打磨光滑的零件用铆钉连接在一起；7. 再标注角度，将各个关节所能转动的角度用记号笔标注在模型上；8. 最后人体二维模型完成。

实验小结：在利用犀牛软件绘图时，先设置好网格格数，再绘图的过程中需要认真耐心的数网格以确保尺寸的精确度模型尺寸应用1.1510mm(女子第p5百分位身高)比例为1：52.坐姿臀部到膝关节的距离（座深）：通过图片我们可以看出，座椅的座深不能太深这样人坐着就会很不舒服，这样会导致腘窝受压，图片也可以看出我们的有的椅面被设计成弧凹形，本意是与人的臂部形状较为一致，若弧凹形的高度差较大列如大于25mm，人坐在这样的椅面上时股骨两侧会被往上推移，使髋部肌肉受到挤压，造成不适，因此这样是不合适的，这幅图上还可以看出带扶手的椅子，扶手高度若明显高于GB/T10000--1988坐姿人体尺寸中的“坐姿肘高”则扶手通过上臂将肩耸起，这种“端肩”姿势使肩部肌肉紧张，时间稍长，便会感到酸痛，这样是不适应的，所以这个应该考虑小尺寸工作座椅一般是“宁浅勿深”，GB/T14774-1993((工作座椅一般人类功效学))给出的坐深数值范围为360~390mm，推荐值为380，休息座椅坐深可以比办公椅坐深再大一些，这是因为就坐着小腿前伸，腘窝不易受压，大沙发坐深过大，不得不配加“腰枕”另外对于老年人用椅，若坐深过深，则老年人要从椅子站起来会感到费力和困难，所以要按照小尺寸的大腿长度设计，这样能适应更多的使用者按照小尺寸的小腿高度设计，如果不考虑小腿高度尺寸会导致小腿不能在地面获得充分支撑，大腿与椅面前缘间的压力较大，影响血液流通，所以必须的考虑小尺寸的小腿高度，所以一个座椅的高度只要能适应小个子那么也可以适应大个子人。

电脑桌体系设计分析电脑桌在满足基本使用功能的基础上,还要满足一些要求,供使用者提供良好的坐姿,减少疲劳.所以，从人体工程学的角度出发，设计可供人们使用的电脑桌1）人眼与视屏的距离分析 人眼与视屏应保持一定距离，为了减少电子射线的伤害，屏面的大小在水平方向和垂直方向与人眼成不大于30度的夹角，而人在坐姿时自然视线与水平视线成向下15度夹角为理想视角屏幕越大视距应当越远，一般情况下取为710mm到760mm人眼与视屏的距离要尽量保持在720mm以上,这样才不会因为经常进行电脑的操作而影响到我们的视力2）桌面的高度尺寸分析 显示器一般是放在桌面上的，所以显示器的放置就决定了桌面高度，从人机工程学角度分析，显示器的最佳位置摆放高度应是它的上沿不高于人坐姿时眼睛的水平线，它的中心应在水平视线以下10到20度，如下图，即显示器的上缘或屏幕文字最上端应与人的水平视线等高或略低，过高时要不时仰头，使颈部伸展；而过低时又要颈部倾斜而加大了曲颈力矩，使人在相同时间内更易疲劳，并引起颈部不适最合适的桌面高度应该是：桌面高度=坐姿眼距地高+着装修正一姿势修正一屏幕边长一屏幕下部边框厚度，一般高度为700mm至750mm,我认为最好不超过730mm,因为在这个数值之下是最适合人的身体构造。

3）对键盘和鼠标高度分析作业面高度不当事引起电脑综合症的主要原因,太低则造成背部向前倾曲;太高则必须抬高肩部,引起颈肩的不适，也会影响到肩颈疾病的加重,理想的作业面高度应使上臂自然下垂,小臂接近水平或向下略斜,避免小臂上抬状况的发生上臂与小臂的最适宜的角度为70度——90度，腕部向上不得超过20度在家用电脑桌的高度方面，应选择高度固定的工作台，但应选择高度可调节的平板以放置键盘键盘在平板上可前后移动，其倾斜度在5度——15度范围内可调对于一些长时间工作的人来说，可设置一舒适的腕垫，以避免引起手腕疲劳综合症电脑桌的整体要求： 桌面的高度、键盘的抽屉、走线等要符合自己实际情况和工作习惯电脑桌的高度应该适中，根据安全人机工程学的知识可知，电脑桌的高度应以第5百分位至第95百分位的人体尺寸范围作为高度范围适用的人体尺寸 键盘前应保留足够的空间，键盘抽屉不宜过小对于经常面对文字输入的人犹为重要，因为有足够的空间来支撑你手腕，长时间工作才不会有麻木感而且使用起来舒适顺畅，不致影响平日的工作总结：人机工程学这一门学科实践性比较强，很多的问题只有你去实践了才有深刻的认识和理解，单纯的理论很抽象，尽管有些例子我们平时遇到过，但是由于生活缺少仔细严谨的测量，所以没有办法总结和归类。

这次我们制作的人体二维模板不仅增加了课程的效率，使得本学期内的知识点得以升华，同样还提高了我们的兴趣和动手能力以及我们的思维发散能力运用知识原理归纳人体本身与各种要素之间的关系，使其相互协调适应，这样才能完整的形成“人-机-环境”的实验效果，我们以后的设计才能够做到真正意义上的“设计为人服务”实验教学锻炼我们将人体工程学的思想融入到我们设计专业的学习中，在今后的产品设计上得到更多的应用和发挥，使设计更加的人性化这次的课程设计对于我们很有意义，至少让大家都更加深入的了解了人体的结构，对人机的魅力所吸引我相信在这次的实验中我们组都会多多少少有收获，大家都明白了团队合作的重要性效果图: 1510mm尺寸图 1510mm零件图 1510mm角度图 姓名：齐思睿（二）1610mm(女子第P50百分位/男子P5身高) 比例为1：5模型设计过程1、制作过程 1. 查找《GB/T15759-1995》、《GB/T14779-93》、《GB10000-88》，将自己做的女性P5百分 位和男性P50百分位的侧面坐姿人体模板的相关数据查出并记录下来。

2. 用ps或犀牛软件沿着人体各个活动部分描边，再标出孔的位置，孔的直径是5mm， 导入CAD软件并打印进行比对 3. 按照GB的尺寸,比例为1：5，力求准确 4. 再将准确无误的四组不同尺寸的侧视图编辑为同一路径， 导入软件进行电脑车削、切割 5. 按要求用若干图钉、大头钉或螺栓和螺母组装人体模板各个部分，并按照GB上的各 个关节的活动范围，在制作模板上限制关节的运动范围。