人機工程學論文精選(九篇)

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第1篇：人機工程學論文范文

第一，項目任務前期調研。相關教師根據(jù)用人單位和市場需求量較大設備的基礎上，靈活選擇某知名企業(yè)的挖掘機作為本次項目任務對象，用人單位要求技術型人才掌握設備各部分的專業(yè)術語，了解設備的常見維護方法和內容，了解設備維護作業(yè)方面的注意事項等，教師根據(jù)上述調研結果制訂項目任務工單。

第二，制訂項目任務工單。任務工單制訂的過程是師生共同探索完成項目任務的途徑和方法的流程，項目任務工單的制訂既要將理論和實際聯(lián)系起來，又要難度適當，內容適宜，概括性強，注重學生職業(yè)技能的培養(yǎng)和提升。結合學生所學挖掘機的專業(yè)知識和掌握的公共英語情況，將挖掘機底盤、電氣控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、工作裝置以及動力系統(tǒng)五大塊常見故障維護作為5個母項目任務，每個母項目任務下又可以分為若干子項目任務，再根據(jù)學生英語口語情況制定教學情景。項目制定完成后，教師和學生要對每個項目可能涉及的專業(yè)知識和英文進行提前準備，教師還要注意項目任務在實施過程中與其它教學手段的協(xié)調融合。

第三，準備項目任務。事先將班級學生（42人）以宿舍為單位分為7個團隊，為了充分調動和激發(fā)學生的積極性和熱情，每個團隊從既定的5個母項目任務中任選一個自己熟悉或者感興趣的母項目任務，團隊之間如果選擇的母項目任務沖突，那子項目任務就要不同，項目任務選定后，學生根據(jù)各自的項目任務去網絡、圖書館、用人單位等處收集相關資料，然后將收集的資料以PPT形式規(guī)整上交。這些都由團隊成員協(xié)作完成，增強了團隊合作，在資料收集過程中的還提升了學生的職業(yè)能力。

第四，實施項目任務。項目任務實施過程重點在于培養(yǎng)學生獨立分析問題和解決問題的能力，實現(xiàn)理論知識向實際能力轉化的過程。項目任務實施時，挖掘機模塊需要的專業(yè)詞匯，采取圖文并茂的方式，由師生共同對挖掘機各個部分進行回顧和翻譯，例如動臂（boom）；動臂缸（boomcylinder）；挖斗（bucket）等等，對于性能參數(shù)部分的專業(yè)詞匯，學生可以結合專業(yè)知識和公共英語知識自行連線翻譯，既增加趣味又降低難度，無形之中培養(yǎng)了自主學習能力。接下來學生根據(jù)自己在課前準備的情況，由團隊選派代表上臺進行項目任務完成結果的展示和講解，這時要求學生盡量用英語講述，剛開始學生覺得困難吃力，經過多次鼓勵和練習后，基本上能用簡單句子進行故障維護的描述。這個過程既鍛煉了口語表達能力又增強了自信心。

第五，評估項目任務完成情況。每個團隊展示和講解完畢之后，結合評價標準，由師生共同評價各團隊完成的質量，給出一個展示分值，教師再根據(jù)學生項目任務完成后上交的PPT課件和其他材料，對每個團隊的優(yōu)缺點進行點評，對各團隊的表現(xiàn)進行總結，最后教師綜合各項指標評出最佳團隊，給予相應的物質或者平時成績加分獎勵，學生的期末成績由原來的筆試，改為平時任務工單成績加筆試成績。通過這種方式很多團隊的凝聚力和協(xié)作能力越來越強。

2結語

第2篇：人機工程學論文范文

關鍵詞：教學；演講；設計；辯論；實物制作

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）13-0079-02

《人機工程與造型設計》是一門介紹人機工程學的基本理論和造型設計相關知識的課程，也是一門將技術與藝術緊密結合的課程[1]。人機工程與造型設計是作為一種新的產品設計觀和方法論而興起和存在的，是探討如何應用各種先進技術，達到產品科學與藝術的高度統(tǒng)一，它不同于傳統(tǒng)的工程設計，也不同于一般的藝術設計，而具有多學科相互滲透、交融的特點

人機工程與造型設計是一門多學科綜合的邊緣學科。人機工程學研究的主要內容就是“人―機―環(huán)境”系統(tǒng)，人機工程學既研究人、機、環(huán)境每個子系統(tǒng)的屬性，又研究人機系統(tǒng)的整體結構及其屬性。力求達到“人”盡其力，“機”盡其用，“環(huán)境”盡其美，使整個系統(tǒng)安全、高效，且對人有較高的舒適度和生命保障功能，最終達到系統(tǒng)綜合使用效能最高[2]。造型設計主要以各種產品為表現(xiàn)對象，在滿足產品物質功能的前提下，用藝術手段創(chuàng)造出實用、經濟、美觀的產品，造型設計必須滿足實用要求的物質功能和審美要求的精神功能兩方面的要求[3]。人機工程與造型設計包括設計生理學和心理學基礎、人體測量學、工業(yè)造型設計的美學基礎、形態(tài)設計、色彩設計等豐富的內容，通過人機工程與造型設計課程的學習，可使學生了解人機工程與造型設計的基本設計原理與方法，提高設計素養(yǎng)。本課程的特點是基本理論知識點涉及面廣、分布較散，內容相互關聯(lián)較少，學生容易看懂，深入理解則有難度。如采用傳統(tǒng)的教學方式，則不易引起學生的興趣，不利于培養(yǎng)學生的自學能力、動手能力。而應采取靈活的教學方式，對教學思路、教學內容、教學方法和教學手段進行改革。已有學者在相應的教學方法改革上進行了有益嘗試。作者在教學中把相關知識和理論與實際情況相結合，將老師為主變?yōu)閹熒⒅氐慕虒W方式，把學生的創(chuàng)造性、主觀能動性和好勝心結合到教學中，發(fā)揮學生的積極性，旨在加深學生的理解，開闊思路，培養(yǎng)學生的綜合能力。

一、論文演講

設計生理學與心理學基礎這一章包括人的神經系統(tǒng)結構與功能、人對信息的處理、人的感覺和知覺特性、視覺功能與特征、聽覺機能與特征、心理因素等內容，這些內容里的神經系統(tǒng)結構、人對信息的處理、記憶、遺忘等內容與我們的日常學習有較大關系，對指導如何正確進行學習有重大作用。在進行生理學與心理學基礎教學時，布置學生撰寫“根據(jù)生理學與心理學知識談如何學習”的小論文，要求學生們根據(jù)學到的生理學和心理學知識談如何學習得快，如何記得牢，如何提高效率，用所學知識指導日常學習。很多同學在教材知識的基礎上又查閱大量資料，并結合自己的經驗，認真撰寫論文，分別從身體健康、記憶、復習、遺忘等不同方面對學習的作用和影響進行了論述，談了各種不同學科的正確的學習方法。老師把其中有特色的論文挑選出來，讓學生在課堂上進行交流演講，各自介紹自己的好的學習方法和建議，每位同學演講結束后，由下面的學生提問，演講者解答。課堂上氣氛熱烈，一些平時上課總是坐在教室后排聽講的同學也大膽地演說，并能恰當?shù)鼗卮鹌渌瑢W提出的問題，教學效果較好。課后有的同學說以前只知道認真學習、努力學習，對如何正確地學習、學習的方法與技巧等知之甚少，通過知識學習和論文演講獲益非淺。通過讓學生演講和相互提問，鍛煉了學生的自我表現(xiàn)能力和演說口語表達能力，加深了對相關教學內容的理解。

二、設計儀表

儀表是顯示裝置中使用最多的一類視覺顯示器，儀表的大小、顏色、刻度、指針、外形等對儀表的正常發(fā)揮作用有重要的影響，根據(jù)不同的使用人群和不同的使用環(huán)境，設計相應的儀表，在講解儀表設計的基本原理后，必須讓學生實際設計，以便把理論和實際結合起來，每個學生根據(jù)自己的體會、生活經歷等設計不同風格、式樣的儀表，在設計完儀表后，組織學生交流，每人介紹自己設計的思路、意義、作用和使用環(huán)境等。通過交流，同學開闊了設計思路，加深了對儀表作用原理的理解，之后再進行第二輪儀表設計，大家對儀表的設計有深刻的理解和印象。儀表是大家經常見到的一種常用的設備，看似簡單，但真正開始設計，才能發(fā)現(xiàn)其中需要解決的各種尺寸關系、顏色配比問題，通過兩輪設計學生在繪圖、配色、比例關系、美學素養(yǎng)等方面有提高，體會出儀表設計中的奧妙。

三、正反方辯論

在工業(yè)造型設計的美學基礎教學時，涉及比例與尺度、對稱與均衡、穩(wěn)定與輕巧、節(jié)奏與韻律、統(tǒng)一與變化、主從與重點、調和與對比、過渡與呼應、比擬與聯(lián)想、單純與和諧等十個既對立又統(tǒng)一的概念，這些概念有的每一對概念既相互關聯(lián)近似，又有很大差異，短時間理解和記憶有一定難度，為此每一對概念請兩個同學結合自己的經歷和體會，談其中一個概念的優(yōu)點、用途等，相互辯論，如兩個同學辯論調和與對比，一個同學認為設計中應多采用調和的表現(xiàn)方法，另一個則認為在設計中采用對比的方法能帶來視覺沖擊，給人留下深刻印象，經過這樣的熱烈辯論，大家對這些概念理解深刻、記憶牢固。在課堂上辯論讓學生在相互爭論中及時找出辯論對方論點中的漏洞和邏輯錯誤，把自己的觀點有條理地展現(xiàn)給大家，提高了思維敏捷能力和邏輯分析判斷能力。

四、實物制作

構成是形態(tài)設計中的重要內容，構成包括平面構成、立體構成和色彩構成。構成是研究物質世界形態(tài)要素及其組合規(guī)律的科學。它不以客觀物象為模特進行寫生，而是從造型要素入手，把客觀物象分解為點、線、面、體，然后按照一定的秩序重新組合，構成一新的形態(tài)。構成與設計是有區(qū)別的。構成研究的內容是涉及各個藝術門類之間的、相互關聯(lián)的形態(tài)因素，從整個設計領域中抽取出來，專門研究它的視覺效果和造型特點，從而做到科學、系統(tǒng)、全面地掌握形態(tài)。構成能為設計提供廣泛的發(fā)展基礎。構成的構思不完全依賴于設計師的靈感，而是把靈感和嚴密的邏輯思維結合起來，通過邏輯推理，并結合美學、工藝、材料等因素，確定最后方案。構成是包括技術、材料在內的綜合訓練。在構成過程中須結合技術和材料考慮造型的可能性。因此，作為設計師來講，不僅要掌握造型規(guī)律，且要了解或掌握技術、材料等方面的知識和技能。構成的特點和技能必須通過實際的設計和制作才能深刻理解和掌握。布置學生制作實物，學生利用一切可以利用的材料，如紙張、木板、一次性筷子、易拉罐和礦泉水瓶等進行構成制作，包括平面的、立體的，所有的制作帶到教室展示交流，并評選最佳作品，取得較好的效果。通過實物制作，動手能力得到鍛煉，制作的作品形態(tài)各異，豐富多彩。

通過對《人機工程與造型設計》教學方式的改革，改變了老師講、學生聽的傳統(tǒng)教學模式，采用學生演講、設計、辯論、實物制作等教學方法，學生對教學內容的理解和掌握有較大的提高，表達能力、邏輯分析能力、思維敏捷水平、動手能力得到加強提高，培養(yǎng)了學生的綜合能力，取得較好的教學效果。

參考文獻：

[1]左春檉，楊斌宇，王曉峰，等.人機工程與造型設計[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007：12-13.

第3篇：人機工程學論文范文

關鍵詞：座椅 舒適度 分裂式 減震 彈簧

【分類號】：S220.2

2 設計原理及結構

2.1設計原理

駕駛員發(fā)生的大量運動都是由駕駛員不同的身體部位承擔的，根據(jù)雷皮佛（P.R.Rebiffe）提出的坐墊體壓分布圖，即在坐骨處壓力最大，像四周逐漸減少，自大腿部位時壓力降至最低值，來分布選擇彈簧，采用除中徑不同其他都相同的壓簧，使其即使承受不同的壓力也能發(fā)生相等的形變，達到均勻承載，剛度相等的目的，駕駛員發(fā)生的大量運動都是由駕駛員不同的身體部位承擔的，不同的坐姿、不同的轉向以及轉向幅度的不同都將給大腿不同的壓力，為了使駕駛員在向前看與想后看，不同的轉向對大腿所施加的壓力相等，將底板分為三部分，即將座椅底板前后兩部分，前部分為分裂設計又分為兩部分，用扭簧把分裂部分與后底板連接起來，在駕駛員轉向時，通過扭簧的形變，來卸去腿部對壓簧施加的一部分力來緩解壓力。

圖1 體壓分布圖

2.2結構設計

駕駛座椅設計的主要參數(shù)有：座墊深度、座墊寬度、座墊高度、座墊角度、座墊與靠背的夾角、靠背寬度、靠背高度。設計原則的依據(jù)是：座墊、靠背的造形和曲線應與人體放松狀態(tài)下的背部曲線和臀部曲線相吻合，能支撐到腰椎部位，不會因血液循環(huán)不良而引起肢體麻木，長時間乘坐不易感到疲勞；骨架及各機構應能滿足強度（安全）要求和使用要求，通過對座椅的前后上下、靠背的傾斜角度，使大部分人處于舒適狀態(tài)。尺寸的的確定是根據(jù)國家標準GB10000一88《中國成年人人體尺寸》按照人機工程學的要求提供了我國成年人人體尺寸的基礎數(shù)據(jù)。人體的主要尺寸包括身高、體重、上臂長、前臂長、大腿長、小腿長等6項

椅面寬度：通常以女性臀寬尺寸的第95百分位數(shù)進行設計，以滿足最寬人體的需要。椅面寬度一般可取400～500cm。椅面深度：不宜過深，應以坐姿的第5百分位數(shù)進行設計[12]，通?？扇?50～450cm。

座椅面傾角：由于駕駛員工作時身體需向前傾，所以傾角不宜過大，可取4°～6°

最終確定底板尺寸：總長：460mm，總寬：415，裂開部分長：180mm裂開部分中間隔斷寬：60mm

2.3彈簧的選擇與計算

壓簧采用的為油淬火回火碳素彈簧鋼絲B類

查表得：彈性模量E=196×10 3MPa

切變模量G=78.8×10 3MPa

表1 彈簧參數(shù)

（單位：mm）

根據(jù)雷皮佛（P.R.Rebiffe）提出的坐墊體壓分布圖原理：坐骨處壓力與周圍壓力相比，雖然逐級減少，但接近于2：1，由壓簧1選擇壓簧2，壓簧2與壓簧1有相同的材質、相同的工作圈數(shù)、相同的材料直徑

f1=8F1D1 3n1/Gd14

f2=8F2D23n2/Gd24

n1=n2

d1=d2

F1：F2=2：1

要使f1=f2

則D13：D23= （f1G d14/8 F1n1）： （f2G d24/8 F2n2）

=（1/F1）：（1/F2）

=1：2

D1=25

D2=31

圓柱彈簧穩(wěn)定性計算

壓簧受載后容易發(fā)現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象如圖5所示

圖5 彈簧失穩(wěn)

為了避免失穩(wěn)現(xiàn)象出現(xiàn)，通常建議彈簧的長徑比b=Ho/D

b=Ho/D=100/25=4

彈簧兩端均為回轉端時，b≤2.6

彈簧兩端均為固定端時，b≥5.3

彈簧一端固定一端回轉時，b≤3.7

如果b大于上述數(shù)值時，必須進行穩(wěn)定性計算，并限制彈簧載荷F小于失穩(wěn)時的臨界載荷Fcr，一般F=Fcr/（2～2.5），臨界載荷可按下列公式計算

CB為不穩(wěn)定值，由下圖查取

CB=0.21

C=D/d

k=F/f =Fd4/8D?n=Gd/8C?n

=7.88×103×5/8×53×10

=40

=0.21×40×100

=840N

通過計算：可以看出，彈簧確實有很好的減震作用，本論文所選擇的彈簧，能夠滿足人機工程學以及彈簧的彈性，不會出現(xiàn)失穩(wěn)的現(xiàn)象。

結論

本論文對座椅的設計，主要考慮座椅的安全和舒適，充分以人機工程原理為基礎來確定人機尺寸和結構，創(chuàng)新點是座椅底座前半部分為分裂式設計，增加了臀部和大腿的自由度，并且座椅采用可調節(jié)等效彈簧剛度和等效阻尼系數(shù)的駕駛座位懸架系統(tǒng)，使駕駛員均勻受載并且能夠有較為穩(wěn)定的駕駛環(huán)境。

參考文獻

第4篇：人機工程學論文范文

關鍵詞：老年人；旅行包；以用戶為中心；背負系統(tǒng)；反犯罪

0 引言

中國老齡化日益嚴重，現(xiàn)在老年人生活水平逐漸提高，每年老年人的旅游人數(shù)已經占到全國旅游總人數(shù)的20%以上，成為旅游人群中的重要組成部分。但是經過調研發(fā)現(xiàn)：目前大多數(shù)的景點人滿為患，存在安全隱患問題；另一方面老年人這個群體身體狀況和心理的特殊性，普通的產品無使用人群劃分，不能很好地滿足老年人用戶的需求，針對老年人特殊需求而優(yōu)化的旅游設備是目前的市場空缺，所以開發(fā)設計滿足老年人需求的旅行設備顯得迫在眉睫、格外重要。

1 課題來源與研究背景

1.1 老年人群體的特征與現(xiàn)狀

我國老年人口的數(shù)量不斷增長，已經成為老年人口最多的國家。隨著老齡化社會的來臨，我國老年旅游市場的人口數(shù)量和規(guī)模是巨大的，老年旅游產品展現(xiàn)出巨大的發(fā)展機遇。老年人群體的經濟水平不斷地提高，從消費水平來看，老年人的消費潛力大。而且獨生子女帶來的社會問題，所以越來越多的老年人會選擇通過旅游的方式來充實自己的老年生活。

通過一系列調研我們發(fā)現(xiàn)老年人這個群體特征跟普通的用戶存在很大的差異：老年人在旅行時通常會攜帶一些常用藥品及自需特殊藥品；喜歡自帶食物，一般會選擇新鮮瓜果、熟食等，同時會準備保溫杯；受身體素質的局限性，老年人沒有很好的體力去持續(xù)性的負重，所以旅行包的重量基本是老年旅行者最關心的問題；老年人喜歡結伴出行，偏向選擇旅游團；老年人這種弱勢群體在人多口雜的景點容易碰到扒手，人身和財產安全都需要高度重視等。

1.2 老年人旅行設備市場的空缺

老年人的文化和經濟水平的迅速提高，消費觀念也發(fā)生了很大的轉變，自然對老年產品提出了更高的要求。雖然目前老年人的生活質量和水平引起社會各界的關注與重視，越來越多專門為老年人群體設計的產品出現(xiàn)在市面上，但是在有些方面的發(fā)展還是遠遠滯后，跟不上老齡化的速度。比如說像旅行設備這一系列的產品基本上都以年輕人的市場為主，很多產品都不能滿足老年人的需求，專業(yè)性和針對性都有待加強。

1.3 以用戶為中心設計理念的重要性

以用戶為中心的設計是20世紀80年代末興起的一種產品開發(fā)的概念與方法，通過對用戶背景的調研和分析，站在用戶的角度去考慮他們的操作習慣和使用情景，建立用戶心智模型，最終做出滿足用戶需求的設計。尤其是在為弱勢群體設計產品的時候，他們與普通用戶需求的差異性很大，所以以用戶為中心的設計理念顯得更加重要。

當人體在老化的過程中，所有感覺器官會呈現(xiàn)不同程度的功能下降。老年人的肢體靈活度變差，肌肉的柔韌性退化，感光能力下降，出現(xiàn)老花眼、對色彩的敏感度降低等，這些參數(shù)的改變都會成為后面設計的依據(jù)，需要運用人機工程學方面的知識提供有力的數(shù)據(jù)支撐和保障。而且老年人這個群體成長背景的差異性會影響其操作方式和行為邏輯，我們需要根據(jù)核心用戶重塑心智模型而不是一概而論。

2 老年人旅行包的現(xiàn)狀

本文對現(xiàn)有的一些背包品牌進行了調研和分析。目前背包市場主要包括兩大類：專業(yè)旅行背包和普通旅行包。盡管從這幾年背包發(fā)展情況來看，背包的背負舒適性成為研發(fā)重點，尤其是專業(yè)旅行包更加注重通風性、穩(wěn)定性和貼合性等問題。但是通過對比分析市場上的背包，發(fā)現(xiàn)目前的背包基本上都沒有專門針對老年人群體設計的，存在市場空缺（見圖1）。同時大連民族學院的包海默，馮鳴，劉雪飛在論文“以一體化產品開發(fā)流程為基礎的老年產品設計”中分析了目前市場上的背包對于老年人來說確實存在了很多問題，不管是從功能還是外觀都沒有很好地滿足老年人的需求，需要重新進行設計。

通過表1我們可以總結：第一，目前市面上的旅行包外觀、配色均針對現(xiàn)代年輕人審美，以年輕用戶的市場為主。第二，專業(yè)旅行背包的材質、結構、功能已經相當成熟。一般是針對專業(yè)的戶外運動設計，價格普遍偏高，容量也很大。而老年人一般比較節(jié)儉，購買的時候會更加考慮價格。第三，普通容量的旅行包不具備背負系統(tǒng)，有背負系統(tǒng)的一般都是針對具有一定強度的戶外運動者。第四，沒有考慮旅行包的安全性，在旅途中如何反犯罪，保護人身財產安全。第五，旅行包的空間分割比較單一、傳統(tǒng)，不能滿足用戶的多元化需求等.

3 老年人旅行包設計機會點

一個設計合理的旅行包可以更好地讓老年人享受旅途中的時光，通過前面的調研與分析，最后我們從背負系統(tǒng)改良、安全性反犯罪、空間再分配和視覺識別這四個方向進行設計和改良。

背負系統(tǒng)的改良：將適合于高負重長時間跋涉而設計的其他背負系統(tǒng)針對老年人改進并輕量化。老年人由于身體各項機能的衰退，即使相對較輕的行囊，背負長時間后依舊會造成大量的體力消耗。市面上公認有效的背負系統(tǒng)往往安置于大容量專業(yè)性極強的登山包等設備上。改良并輕量化的背負系統(tǒng)可以讓包的重量平均分攤在老年人背部及腰部，使之能長時間使用。而且需要考慮老年人會稍微有點駝背，應該測量精確的數(shù)據(jù)，利用人機工程學的原理，讓背包更貼合老年人的背部等因素。

空間再分配設計：老年人攜帶的食物、衣物、藥物、雜物等旅行必備品與年輕人存在差異。針對性的空間分割便于老年人更好地對自身需要的物品更好的分類存放，在使用時同樣能方便地取出。傳統(tǒng)旅行包收納空間分類并非統(tǒng)一，次級空間分割遍布在包的各個位置，而主體空間一般獨立而唯一。對于老年人而言，并不利于他們對自己物品的分類收納，并在對物品位置的記憶上缺乏系統(tǒng)性指導。經過改良后，可以把背包分為雜物區(qū)、食品區(qū)和衣物區(qū)，其中雜物區(qū)、食品衣物區(qū)為硬性分割的兩個空間，食品區(qū)與衣物區(qū)共享主體空間由防水層軟性分割。同時需要對藥品和保溫杯這種特殊物品的存儲進行重點設計，讓用戶可以便捷的拿取。 物品在收納時有了系統(tǒng)性的分類，因而對某一物品的位置記憶有了更好的指導幫助，提高使用效率。

視覺識別設計：隨著年齡增長，老年人的整體空間視覺，包括視覺敏銳度和對比敏感度都逐漸衰退。所以我們在設計旅行包的時候，考慮到老年人視覺上的特殊生理狀況，就需要考慮老年人如何能快速找到自己的包，同時也要最高效找到拉鏈處并打開包拿取物品。所以可以選擇純度比較高的顏色，也可以通過增加色塊的面積大小，讓老年人能快速識別。而且老年人擁有自身的時尚需求，而市面上的旅行設備只是針對那年輕人口味設計。針對老年人優(yōu)化的功能同樣可以在視覺上反映，突出老年人旅行包的獨特性。

安全性設計：產品的安全性是很重要的一個設計原則，一般主要包括用戶、產品和外在環(huán)境這三個因素，但是在這里重點需要考慮的是產品和外在環(huán)境的安全問題。因為旅游景點通常游客眾多，老年旅行者警惕性下降存在安全隱患。傳統(tǒng)旅行包開啟拉鏈在外容易被扒竊。在設計的時候可以考慮把拉鏈頭放在比較隱蔽的位置，或者把開口的位置隱藏起來，讓扒手無處下手。

4 結語

隨著我國老年旅游人口逐年增長，我們必須要以用戶為中心，設計符合老年人使用的旅行設備。本文通過針對老年人這個弱勢群體進行了相關的一些研究和分析，結合老年人真實的需求重塑心智模型，加入人機工程學的運用，設計出針對老年人使用的旅行設備，并且為之后老年人產品設計提供相關參考資料。

參考文獻：

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[17] 丁玉蘭.人機工程學（第4版）[M].北京：北京理工大學出版社.

第5篇：人機工程學論文范文

［論文摘 要］當前，我國機械學科背景下的工業(yè)設計專業(yè)設置盲目跟風，存在機械類課程設置形同虛設、學生普遍缺乏應有的審美能力、未突出學科交叉優(yōu)勢等問題。機械學科背景下的工業(yè)設計專業(yè)特色教育，應著重提高學生的審美品位，讓學生切實掌握相關工程技術，結合機械學科特色來完善工業(yè)設計教育體系，使設計教育適應社會發(fā)展趨勢和社會需求。 

 

目前，我國已有美術院校、工科院校、綜合大學、農林院校、師范院校等400多所院校開設了工業(yè)設計專業(yè)，形成了世界上最為龐大的工業(yè)設計教育網絡。由于國家教育部把工業(yè)設計專業(yè)歸屬于機械學科，因此，培養(yǎng)機械學科背景下的應用型設計人才、強化學生在機械學科背景下的實踐能力、確立機械學科背景下工業(yè)設計專業(yè)的教育特色、凸顯機械學科的自身優(yōu)勢及發(fā)展特點，是目前工業(yè)設計教育的根本任務。 

機械學科是研究機械產品（或系統(tǒng)）的性能、設計與制造的理論和技術的科學。按照經歷階段的性質不同，機械科學可分成兩大分支學科：機械學和機械制造。機械學是對機械進行功能綜合并定量描述以及控制其性能的技術科學，它的主要任務是把各種知識、信息注入設計，將其加工成機械系統(tǒng)能夠接受的信息并輸入機械制造系統(tǒng)，以便生產出滿足使用要求并能被市場接受的產品。在這一點上，機械學與工業(yè)設計的目的是一致的，都是為了滿足市場的批量化生產而進行產品設計。機械學包括機構學、機械振動學、機械結構強度學、摩擦學、設計理論與方法學、傳動機械學、微機械學和機器人機械學等。機械制造是將設計輸出的指令和信息輸入機械制造系統(tǒng)并加工出合乎設計要求的產品的過程。機械制造科學與技術是研究機械制造系統(tǒng)、機械制造過程和機械制造手段的科學與技術，它包括機械制造冷加工和機械制造熱加工兩個部分。機械學科的理論基礎與技術手段是工業(yè)設計專業(yè)的必備知識，為工業(yè)設計專業(yè)提供科學技術支撐。 

但當前我國高校機械學科背景下工業(yè)設計的特色建設并不理想。如何依托機械學科的先進制造技術與設備條件及其較強的科學性和現(xiàn)實性來構筑工業(yè)設計特色教育平臺，是當前工業(yè)設計教育要解決的重要問題。 

 

一、我國機械學科背景下工業(yè)設計專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 

 

1.工業(yè)設計專業(yè)設置盲目跟風 

很多學校的工業(yè)設計專業(yè)設置于2000年前后。這一時期是工業(yè)設計專業(yè)的膨脹期，很多院校因有機械學科就盲目跟風，設置了工業(yè)設計這一專業(yè)，而不是出于國內工業(yè)發(fā)展的需求，專業(yè)設置缺乏必要的調研和論證，專業(yè)體系極不完善；與此同時，招生人數(shù)不斷增加，招生規(guī)模不斷擴大，師生比例嚴重失調，致使教學質量難以保證，學生專業(yè)素質不斷下滑。學生經“批量教育”后涌入市場，導致社會上此類人才表面上供大于求，畢業(yè)學生60%以上改行從事平面設計或室內設計，近30%的學生完全脫離本行。［1］ 

2.機械類課程設置形同虛設 

機械學科背景下工業(yè)設計專業(yè)的培養(yǎng)方案大多安排有工程制造類課程，如機械制圖、機械設計基礎、機械制造基礎等，表面上強化了學生的設計與制造能力，但在師資配置、課程大綱制定、制造實踐能力培養(yǎng)等方面缺乏系統(tǒng)的思考，導致不同課程之間的關系成了一種機械性的相加，藝術仍是藝術，技術仍是技術，二者并未融合在一起，因而基于機械學科的工業(yè)設計專業(yè)特色并未真正形成。學生在實際設計中既不能很好地運用技術性課程的理論知識，也不能獨立地處理與設計相關的技術問題。 

3.學生缺乏應有的審美能力 

審美能力與審美品位是工業(yè)設計專業(yè)學生應具備的基本能力。機械學科背景下的工業(yè)設計專業(yè)學生，其審美能力與審美品位較差，長于技術類課程的學習而對繪畫基礎、設計表現(xiàn)技法等課程缺乏熱情，惰于關注美、思考美。［2］很多學生做畢業(yè)設計時不懂得怎樣把作品的美感表現(xiàn)出來。 

4.學科交叉優(yōu)勢未能顯現(xiàn) 

學科的發(fā)展有很強的交叉性，這種交叉性包括專業(yè)之間、院系之間、學校之間、地區(qū)之間的交叉，從而形成一定范圍內的資源共享和特色互補。工業(yè)設計是技術與藝術相結合的交叉學科，涵蓋美學、心理學、市場學、人機工程學、物理學、材料學與力學等學科范疇。當前，機械學科的背景特色還未鮮明地融合在工業(yè)設計的學科教學中，機械學科的技術優(yōu)勢、技術條件、實驗條件沒有與工業(yè)設計專業(yè)的相關課程結合起來，學科與專業(yè)之間缺乏銜接平臺，無法構成系統(tǒng)的知識結構。很多院校的工業(yè)設計專業(yè)雖然設置在機械學院（系）下面，但機械學科與工業(yè)設計處于完全分離的狀態(tài)，口頭上說相互交叉，但并未落實到具體的教學中。因此，要突出以機械學科為背景的工業(yè)設計專業(yè)特色，必須制定切實可行的設計教育方案。 

二、我國機械學科背景下工業(yè)設計專業(yè)的特色定位 

 

學科必須依賴特色而發(fā)展，失去特色就會失去競爭力、失去存在的價值，有特色才能發(fā)展，工業(yè)設計教育也不例外。國外有很多具有行業(yè)特色的工業(yè)設計專業(yè)，如美國藝術中心設計學院的汽車設計，英國考文垂大學藝術設計學院的交通工具設計、汽車設計等，都是特色鮮明的優(yōu)勢專業(yè)，同時又是服務于地方經濟和全球經濟、擁有巨大市場需求的特色專業(yè)。在我國，真正有特色的工業(yè)設計教育較少見，應通過一系列的措施加強機械學科背景下工業(yè)設計專業(yè)的特色定位。 

1.提高學生的審美品位 

“眼高手高”是設計教育培養(yǎng)的基本目標。“眼高”是指對學生審美能力的培養(yǎng)，“手高”是指對學生設計表達能力的培養(yǎng)。機械學科背景下工業(yè)設計專業(yè)學生的設計技法和設計藝術素養(yǎng)可以歸為三類：一是“眼高手高”型，能欣賞能表現(xiàn)；二是“眼高手低”型，能欣賞但不能表現(xiàn)；三是“眼低手低”型，不能欣賞也不能表現(xiàn)，一般為初學者。要想提高學生的設計技法水平，就得設法先提高學生的“眼力”水平，使之懂得欣賞經典藝術品、經典設計作品，學會鑒別藝術作品。這就要有目的有計劃地組織學生參觀美術展、設計展，多欣賞原作，指導學生進行設計藝術欣賞，培養(yǎng)學生形成高水準的審美觀念和審美品位，提高學生對自然美、社會美和藝術美的感知和鑒別能力。 

在設計審美品位的培養(yǎng)中，觀察是形象信息儲存的輸入口——對設計作品的形式認識需要觀察，形象記憶和形象思維也都以觀察為基礎。在擴大“閱讀”量時，對“閱讀”對象的選擇應考慮不同的形象、形式和內容，以引導學生從設計作品如何反映對象的手段方法去觀察分析、從作品如何反映生活真實的角度去觀察分析、從作品中思維與認識的美學形態(tài)表現(xiàn)過程去觀察分析。 

2.讓學生切實掌握相關工程技術 

美國著名的工業(yè)設計大師雷蒙得•羅維曾說：“當我能夠把美學的感覺與我的工程技術基礎結合起來的時候，一個不平凡的時刻必將到來?！惫I(yè)設計是科學技術與美學藝術相結合、相融合的專業(yè)，如何實現(xiàn)二者的深度融合一直都是設計教育的核心課題。機械學科背景下實現(xiàn)設計技術與設計藝術的融合，奠定機械學科背景的工業(yè)設計專業(yè)特色，要求學生在工程技術方面掌握制圖學，掌握設計施工語言的材料學，熟悉力的作用和傳遞的加工工藝學，熟悉人機工程學和計算機輔助設計。設計師掌握的知識越多、接受新知識的能力越強、設計方法越靈活，其創(chuàng)新能力就越強、成功率就越高。 

3.結合機械學科特色，完善工業(yè)設計教育體系 

機械學科背景下的工業(yè)設計學科應加強以工程技術為特色的工業(yè)設計教育。工程技術包括很多方面，如加工技術、制造技術、人機工程、材料力學等。優(yōu)選其中的某些方向，并作為與工業(yè)設計學科相關的特色予以強化，可形成一種資源共享和特色互補的共生循環(huán)的教育模式。 

機械學科背景下工業(yè)設計專業(yè)特色的建設，最關鍵的一環(huán)在于求變：辦學思路上求變，課程設置上求變，培養(yǎng)方式上求變，教學模式上求變。美國學者a.j.普洛斯曾說過：“設計教育的目的不是造就設計人員，而是解放他們?！边@給工業(yè)設計專業(yè)特色教育提供了有益啟示，也拓展了人們的設計思維。如湖南工業(yè)大學根據(jù)工業(yè)設計專業(yè)課程的特點和性質，將其劃分為4個課程群，即藝術基礎課程群、設計基礎課程群、機械工程技術課程群、專業(yè)設計課程群。理清各課程群的總體教學目標以及內部各課程的分工合作關系，把工業(yè)設計實踐能力培養(yǎng)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)細化到各課程中，使之相互協(xié)調、相互彌補。各課程群按照能力培養(yǎng)由低到高、由淺入深的階段性模式安排，更有利于達到人才培養(yǎng)的目的。在培養(yǎng)模式上，強調以設計為中心，以一系列精心制作的設計專題為核心，有機地編排相應的支撐知識，使學生在這些專題學習過程中培養(yǎng)綜合設計創(chuàng)造能力，使幾大課程體系通過相關專題組合成有機的、相互聯(lián)系的整體。在教學模式上，引入“工作室”制，強化教師對學生素質的全方位培養(yǎng)，使學生的學習更具深度和廣度。 

 

三、結語 

 

美國著名教育學家劉易斯在《21世紀教育》一文中說：“面向21世紀的教育戰(zhàn)略，不僅要求教育去適應未來，更強調創(chuàng)造未來?！睂W校生產的“產品”是學生，畢業(yè)生質量的好壞，直接體現(xiàn)著學校的辦學層次和辦學水平。在我國，工業(yè)設計教育的規(guī)模越來越大，師生人數(shù)不斷增加，但數(shù)量的增加并不能說明工業(yè)設計教育實力的增強，還必須使畢業(yè)生與市場緊密結合，以滿足人才市場的需求。因此，應根據(jù)工業(yè)設計專業(yè)所具有的學科特色和優(yōu)勢確定工業(yè)設計專業(yè)的特色發(fā)展方向，以保證工業(yè)設計專業(yè)人才培養(yǎng)的質量，使設計教育能很好地適應社會發(fā)展趨勢和社會需求。 

 

［參 考 文 獻］ 

第6篇：人機工程學論文范文

關鍵詞：CDIO；工業(yè)工程；培養(yǎng)模式改革；項目驅動式教學

CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），CDIO以完整的項目研發(fā)為載體，產品研發(fā)到產品運行的過程，學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習，完成專業(yè)知識、創(chuàng)新能力、職業(yè)能力的培養(yǎng)[1]。工業(yè)工程具有鮮明的工程屬性，但工業(yè)工程又不同于一般的工程學科，它不僅要應用自然科學和工程技術，而且要應用社會科學及經濟管理知識，是一門技術與管理相結合的交叉學科，特征是綜合性[2]。工業(yè)工程師需要具備自然科學、工程技術、社會科學及經濟管理知識的高級復合型人才[3]。我校工業(yè)工程專業(yè)在制定培養(yǎng)方案時一直遵循培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，知識、能力、素質協(xié)調發(fā)展，適應社會建設和發(fā)展需要，具備堅實的機電工程技術基礎，掌握現(xiàn)代工業(yè)管理基本理論和方法，具有一定的創(chuàng)新精神和較強的工業(yè)工程實踐能力的復合性高級應用型人才。通過引入CDIO理念對工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索式改革，達到培養(yǎng)具有工程創(chuàng)新能力、人文素質和職業(yè)道德標準的新型工程技術人才。

1工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式現(xiàn)狀分析及改革內容

1.1工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式現(xiàn)狀分析

從近年來需求單位招聘畢業(yè)生的要求和就業(yè)質量跟蹤反饋的信息來看，企業(yè)需求的工業(yè)工程人才主要包括專業(yè)技能水平和能否融入團隊兩個方面。我校以培養(yǎng)特色鮮明的工業(yè)工程應用型人才為目標，強調學生實踐能力和創(chuàng)新意識有機統(tǒng)一，同時學生的素質教育也逐漸被重視，在過去的人才培養(yǎng)模式上存在著以下問題：

（1）實踐教學體系缺乏先進性、實用性、創(chuàng)新性和有效性。各實踐教學環(huán)節(jié)獨立，多為具體的課程服務，實踐教學環(huán)節(jié)系統(tǒng)性較差，沒有形成體系，綜合性、設計性和開放性實驗比例不高，不利于學生的動手能力和創(chuàng)造力的培養(yǎng)。

（2）忽視了人文、素質教育，缺乏團隊合作意識。注重專業(yè)知識的培養(yǎng)，在職業(yè)道德，團隊合作，人格魅力等方面的人文素質教育未達到足夠重視。

（3）人才培養(yǎng)與企業(yè)需求有差距。在知識結構上，還存在不盡合理的問題，課程內容知識更新慢，教學內容偏重經典理論傳授缺乏學科前沿動態(tài)介紹，部分課程與實踐脫離。

（4）教學方法單一，學生學習興趣不足。缺乏教學方法的創(chuàng)新與改革，學生對課程學習興趣不濃，課堂教學效果不理想，應開創(chuàng)一種新的教學模式，讓學生在寓教于樂的氛圍里主動參與學習?，F(xiàn)有的教學環(huán)節(jié)很難使學生受到創(chuàng)新思維訓練，學生只是完成實綱或計劃中規(guī)定的內容，去學應知應會的知識，科研和各類科技競賽相結合不夠深入，這不利于提高學生的創(chuàng)新精神與實踐能力，本專業(yè)中的拔尖人才培養(yǎng)受局限。

1.2基于CDIO理念的改革內容

基于CDIO模式的工業(yè)工程專業(yè)培養(yǎng)關注知識傳授的系統(tǒng)性，強調通過項目類課程來培養(yǎng)學生的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的綜合創(chuàng)新能力、溝通與合作的能力[4]。根據(jù)我校實際情況主要從以下三方面進行人才培養(yǎng)模式的改革:

（1）課程體系建設方面改革，形成以項目驅動為主導的課群。將基礎課、專業(yè)基礎課和專業(yè)課，并結合實驗課程、生產實習、畢業(yè)實習和畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)以課程群組的方式將整個課程體系有機整合。避免相關課程之間的重復，并綜合相關課程知識點形成以項目驅動式的課群。

（2）教學內容及教學方法改革，基于CDIO理念對核心課程進行教學內容及教學方法改革，緊密結合專業(yè)最新發(fā)展趨勢和工程實際應用需求現(xiàn)狀及時更新和發(fā)展教學內容，教學方法方面實現(xiàn)以教師為主導、學生為主體的系統(tǒng)工程培養(yǎng)方式的教學方式。同時加強課外指導和輔導，鼓勵學生參加豐富多彩的科技活動、參與實踐創(chuàng)新的科研項目，培養(yǎng)其系統(tǒng)的項目設計實施能力及團隊合作創(chuàng)新意識。

（3）創(chuàng)新實踐教學改革，鼓勵學生帶著項目問題進行主動探究實踐學習。重點開展創(chuàng)新實踐教學，以CDIO創(chuàng)新項目為載體，教學指導，學生分組合作，共同參與完成項目從構思、設計、運行到實施方案及措施。

2基于CDIO理念人才培養(yǎng)模式改革與實踐

2.1CDIO理念的學習和培養(yǎng)方案的修訂

我校專業(yè)教師通過學習CDIO工程教育模式，明確其培養(yǎng)目標及相關標準，借鑒國內外高校CDIO教育模式經驗，根據(jù)工業(yè)工程專業(yè)特征及我校工業(yè)工程特色，修訂了2013培養(yǎng)方案，培養(yǎng)方案加強了實踐教學環(huán)節(jié)的合理設置，突出了創(chuàng)新教育，培養(yǎng)方案的修訂內容包括：（1）增加相關課程提升專業(yè)知識的集成綜合應用能力，例如：增開《供應鏈管理》、《產品開發(fā)》、《精益生產》等課程。（2）在集中實踐環(huán)節(jié)增加《工程訓練》來提升學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。（3）由專業(yè)老師吸納不同年級、不同層次學生開展《工程培養(yǎng)創(chuàng)新學習團隊》課外課內CDIO理念下的實踐學習。

2.2項目驅動式教學模式的改革

CDIO理念強調項目驅動下的一體化教學模式，結合工業(yè)工程專業(yè)屬性及CDIO模式培養(yǎng)能力要求，確定了三個項目類別。

2.2.11級項目驅動式教學模式的改革1級項目要求能完整的貫穿于整個本科教學階段，使學生系統(tǒng)地得到構思、設計、實現(xiàn)、運作的整體訓練[2]。本專業(yè)1級項目除了通過工程訓練、畢業(yè)實習、畢業(yè)設計等大四的課內實踐環(huán)節(jié)外，還通過工程培養(yǎng)創(chuàng)新學習科研教學團隊課內外開展CDIO理念下的項目式教學模型，專業(yè)老師吸納不同年級、不同層次學生形成1級項目小組。1級包含本專業(yè)主要核心課程和能力要求的項目，本專業(yè)1級項目的工程訓練/內容包括：（1）創(chuàng)新產品方案及設計；（2）節(jié)能或環(huán)境友好的產品構思與設計；（3）面向人因工程學的產品設計與制作；（4）機電產品的結構設計及性能分析；（5）電動、液壓、氣動部件成本分析與設計；（6）電氣、PLC、微機控制系統(tǒng)開發(fā)與應用等內容

2.2.22級項目驅動式教學模式的改革2級項目以相關核心課程群和相關能力要求為基礎，作為1級項目的支撐，2級項目即是對相關課程群的綜合，也是對整個教學體系的補充，主要培養(yǎng)學生綜合應用相關課程內容的能力[6]。本專業(yè)課程建設項目梳理課程，建立CDIO理念的二級項目驅動的課程體系，構思2級項目，建立分層次，重綜合，切實際的2級項目驅動式課程群，二級項目主要包括（1）工程設計及工藝優(yōu)化類；（2）成本與質量控制類；（3）計算機應用類；（4）生產與物流系統(tǒng)優(yōu)化類。二級項目驅動下的教學模式通過教師開展課群的教學內容及方法改革，同時課程群的專業(yè)老師通過課內、外教學環(huán)節(jié)，進一步擴展、優(yōu)化、整合3級項目內容，進行課群的綜合性2級項目的設計和實現(xiàn)，并培育1級項目團隊。

2.2.33級項目驅動式教學模式的開展3級項目是根據(jù)核心課程內容需要而設，加強課程知識的理解，加強能力的培養(yǎng)，3級項目主要通過課程設計、實習過程，采用不同方面的實踐環(huán)節(jié)提升學生的實踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，本專業(yè)帶有3級項目的實踐環(huán)節(jié)主要包括：（1）提高機械工程基礎能力方面的實踐環(huán)節(jié)：機械設計基礎課程設計、制造工藝與質量控制課程設計。（2）鞏固專業(yè)課程的實踐環(huán)節(jié)：物流工程課程設計、生產與運作管理課程設計、人因工程學課程設計。課內實踐采用一人一題（項）的方式開展項目式教學模式，3級項目的類別包括：某產品的質量管理、某設備的可靠性分析、人機工程學設計、人機工程學應用、計算機輔助產品設計、某產品工藝優(yōu)化、采用MRPⅡ/ERP軟件編制物料需求計劃、某車間設備布置設計、生產流水線質量管理系統(tǒng)的設計等3級項目，3級項目的開展為1、2級項目的實施打下基礎。

2.3多元化的教學方法改革

CDIO理念的教學過程中應采用以教師為主導、學生為主體，基于項目、問題的探究式教學模式進行課堂教學及實踐教學。本專業(yè)主要以2級項目驅動下的課程群教師為教學團隊進行了教學方法的改革。在教學手段和方法上，將啟發(fā)式、討論式、生產實際案例式等多種教學方法運用于課堂教學和實驗教學環(huán)節(jié)之中，充分調動學生積極性，引導學生自主學習，培育創(chuàng)新能力，請企業(yè)相關專家進行講座等方式指導學生的課程學習及CDIO項目實施。在實踐環(huán)節(jié)上，依托我校漁業(yè)生產工藝與裝備工程實驗實訓平臺，開展產學研一體化實踐教學，深化校企合作模式，以教師科研項目、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練、工程培養(yǎng)創(chuàng)新學習團隊等方式開展項目驅動式實踐教育，培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐，培養(yǎng)拔尖人才。

3結束語

本專業(yè)依據(jù)我國工程教育指導方針及CDIO理念進行了人才培養(yǎng)模式的改革，將CDIO理念應用于工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式，貫穿于教學方法、創(chuàng)新實踐教育開展、課程體系建設、師資隊伍建設、團隊建設，專業(yè)提升等方面。根據(jù)我專業(yè)實際情況從CDIO理念的學習、培養(yǎng)方案的修訂、項目驅動式的教學模式改革、課程內容及教學方法改革，創(chuàng)新性實踐教學開展等方面實現(xiàn)了CDIO理念的工業(yè)工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)模式的改革與實踐。促進了學生深入掌握各門核心課程知識、并將知識融會貫通應用于工程實踐領域，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的高素質應用型人才的目標。

參考文獻：

[1]李曼麗.用歷史解讀CDIO及其應用前景[J].清華大學教育研究，2008，29（5）:78-87.

[2]周梓榮，龔存宇.工業(yè)工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)體系探討[J].湖南工程學院學報.2005，15（3）:89-91.

[3]羅宜美，齊二石，毛照妨.工業(yè)工程高等教育發(fā)展研究[J].工業(yè)工程.2005，8（4）:106-109.

[4]喬克，孫海燕，袁軍，等.CDIO模式下創(chuàng)新型土木工程人才培養(yǎng)研究[J].高等建筑教育.2014，（23）:26-29.

[5]吳晟，孫東升.基于CDIO理念的工業(yè)工程專業(yè)建設研究[J].大學教育.2014，（1）：125-126

第7篇：人機工程學論文范文

形式美是人們在長期的社會實踐過程中，在創(chuàng)造美的過程中，不斷地熟悉和掌握各感性質料的特性，并對其形成的聯(lián)系進行抽象、概括和總結得出來的。形式美的法則有（1）變化與統(tǒng)一（2）對比與調和（3）對稱與均衡（4）節(jié)奏與韻律 中國論文

形式美在設計藝術中的運用

（1）產品設計中的形式美。在產品設計中，新材料的運用，新的造型，新的形式運用，更能引起人們的關注?！皠?chuàng)造一種新的造型形式來表現(xiàn)具有特殊功能的產品，是依據(jù)產品特有的功能，設計師平時的審美素養(yǎng)和設計技巧，現(xiàn)代、時尚的審美趣味，現(xiàn)代先進的制造技術、人機工程學的原理。不同的經營理念導致產品個性異樣化與風格統(tǒng)一化并存的狀況。”這便是對產品設計中體現(xiàn)形式創(chuàng)作的解釋。

沙里寧的郁金香椅，簡潔大方，現(xiàn)代氣息濃郁。動靜感的對比和紅白色彩的對比運用，體現(xiàn)了形式美的法則。還有他的扶手椅也很有特點，材料給人溫馨的感覺，在形態(tài)上像一個張開的嘴巴，極具韻律美。那蝴蝶椅，不僅在形式上運用了自然生態(tài)事物的特性，而且充分運用了材料的材質美，充分運用了材料的紋理，有一種直觀的形式美。

（2）建筑設計中的形式美。建筑藝術設計中設計的材料、造型、建筑設計的風格集中體現(xiàn)了設計的形式美的法則。形式美在建筑藝術中具有很重要的作用，所以意大利文藝復興時期的著名建筑家帕拉第奧在談到建筑的形式美時，甚至認為“美產生于形式，產生于整體和各個部分之間的協(xié)調”。

米拉公寓的設計曲線的運用較多，柱子和門窗的設計都比較獨特。本來應該靜的建筑，卻給人以動的視覺感受。這便是節(jié)奏和韻律、變化與統(tǒng)一的形式美的體現(xiàn)。

（3）雕塑中的形式美。雕塑是一種重要的造型藝術，雕塑與建筑一樣屬于帶給人一種靜穆感覺的藝術類型，然而，在一些雕塑作品中卻蘊涵著無限動感，無限的力量。

（4）繪畫中的形式美

我們中國的極具意蘊之美的中國畫，從整個構圖和線條的運用上講，重心平穩(wěn)，畫面簡潔生動、透氣。畫面上有大塊面的留白，大面積的空白與或濃或淡的墨色形成了鮮明的對比，這恰恰使得畫面更靈動，更氣韻生動，而并沒有感覺到空。國畫講究“形神兼?zhèn)洹钡囊饩趁?。注重情與景的融合，注重物我、自然的和諧統(tǒng)一，講究含蓄。

形式美在我們的日常生活和藝術創(chuàng)作中都有著廣泛的體現(xiàn)，形式美滲透到了設計藝術的各個領域，我們今后的設計創(chuàng)作過程中，要客觀地、能動地運用這些形式美的法則，以便創(chuàng)作出更美、更有用的、賦予形式美的佳作。

參考文獻

第8篇：人機工程學論文范文

代號

專業(yè)

名稱

10月21日（星期六）

10月22日（星期日）

課程

代號

上午 （9：00-11：30）

課程

代號

下午（14:30-17:00）

課程

代號

上午（9:00-11:30）

課程

代號

第9篇：人機工程學論文范文

[關鍵詞]平衡機器人 系統(tǒng)控制界面設計

中圖分類號：TP242 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）18-0018-03

正文：

平衡康復機器人融合了機器人技術、康復醫(yī)療理論，人體平衡理論，壓力傳感器技術，計算機技術等，是國內外研究的熱點。平衡康復機器人通過分析作用于壓力板的足底壓力數(shù)據(jù)準確地測量平衡能力，通過壓力板的生物反饋訓練來訓練平衡能力以達到康復治療的效果。平衡康復機器人是平衡能力患者的一大福音，是醫(yī)療人員的得力助手，有著廣闊的前景和需求。

1.研究現(xiàn)狀

1.1 國外研究現(xiàn)狀

國外康復機器人起步早，投入資金充足，目前已經形成了產業(yè)鏈，歐洲早在2000年就取得了康復訓練器的進展。

現(xiàn)在國外市面上已經有著幾款不俗的平衡康復機器人可供選購，下面就對他們進行介紹：

①意大利Tecnobody公司研發(fā)的Tecnobody PK254P：

Tecnobody PK254P是一款集平衡測試盒平衡訓練于一體的康復機器人。Tecnobody PK254P提供了不同姿勢下的平衡測量和平衡訓練，主要分為動態(tài)測量和測試、靜態(tài)平衡和測試、軸向平衡和測試、坐姿下測量和測試。其控制系統(tǒng)軟件也圍繞著其功能有評估、訓練和反饋幾大模塊，軟件還提供了病人資料管理以供數(shù)據(jù)的存儲和讀取。機器人主要是用于評定/訓練受試者運動控制能力、平衡能力（含軀干平衡能力），提高本體感覺功能。當患者與斜板進行相互運動的時候，平板上獲得的數(shù)據(jù)是根據(jù)每個單一運動轉化為電脈沖而得到，并且把所得數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)诫娔X。軟件將對這些電脈沖進行詳細分析，之后便在電腦控制端將顯示出一個描跡，這與斜板上的成角運動或在其上施加的力是一致的。

②德國的Zebris公司研制的平衡訓練器POSTUROMED（如圖1）：

POSTUROMED是一種神經矯形治療裝置。是利用其不穩(wěn)定性和可調節(jié)性，用以治療和訓練病理性身體姿勢改變的設備，尤其是側重對身體承重關節(jié)的功能性不穩(wěn)定的訓練。POSTUROMED可應用于神經康復，疼痛的治療，平衡能力及感覺運動的訓練，達到以下目的：（1）身體承重關節(jié)的功能穩(wěn)定性。（2）部分的疼痛治療，尤其是影響到運動系統(tǒng)的慢性背部和姿勢性的疼痛。（3）預防性的協(xié)調功能訓練。

系統(tǒng)通過交互式訓練與姿勢本體感覺的治療緊密結合在一起，有嚴格的姿勢訓練原則。通過從簡單到復雜的七個治療與階段，使治療效果達到最大化?？梢哉{節(jié)的不穩(wěn)定表面治療對于治療病理性的姿勢反應度和關節(jié)活動功能的不穩(wěn)定性有著良好的效果。

1.2 國內研究現(xiàn)狀

近幾年國內的一些大學也開始相關研發(fā)然而國內研究還與國外有著較大差距，尚沒有類似國外biodex balance_sd集平衡測試、平衡訓練與一體的，人機交互較好的平衡康復機器人的出現(xiàn)，在平衡測試和訓練的理論研究方面也略顯不足，國內大多還停留在針對國外現(xiàn)有平衡測試儀信度和效度的研究上，在平衡測試方法上也沒有形成統(tǒng)一的平衡測試標準。

①Sway 機器人

Sway 機器人是哈爾濱工程大學制作的雙輪移動機器人的實物，如圖2所示：Sway 機器人由上位機和機器人車體兩個主要部分構成，兩者是分開的，通過無線通訊交換數(shù)據(jù)。

機器人的車體系統(tǒng)構成如圖2所示：該機器人采用Cygnal公司推出的C8051F005單片機作為人機交互上位機的控制核心。車體的傾斜角度檢測儀采用AD公司推出的雙軸加速度傳感器ADXL202以及反射式的紅外線距離傳感器。利用PWM技術控制兩臺直流電機的轉速。上位機與機器人之間的數(shù)據(jù)通信采用迅通生產的PTR2000超小型、超低功耗高速無線收發(fā)數(shù)傳MODEM。人機交互界面則采用240×128圖形液晶點陣、方向搖桿及按鍵。基于這些完備而又可靠的硬件設計，此機器人也使用了一套獨特的軟件算法，實現(xiàn)了Sway的平衡控制與數(shù)據(jù)交換功能，如圖3所示。

1.3 目前的發(fā)展現(xiàn)狀總結

平衡機器人的研究經歷了二十多年的不斷發(fā)展，不僅結構、形式與功能上有很大改善，訓練方法也隨著社會的進步逐步增多。作為幫助人訓練平衡能力的機器，機械結構的合理性，智能控制的有效性，系統(tǒng)設計的復雜性，人機交互的輔等等決定了它的研究還有待提高。當前，國外人體平衡功能測試評估和訓練系統(tǒng)已經經過多年的發(fā)展，但其操作復雜，價格高昂；國內對平衡機器人的研究水平還仍然處于初級階段，雖然也出現(xiàn)了不少研究成果，但還未生產出真正投入使用的產品，研究方面還存在著以下問題：

（1）康復訓練較為被動，模式單調枯燥。

（2）測試、訓練模式單一，過分依賴醫(yī)師。

（3）缺乏康復理論的指導。

而我國的平衡康復機器人較國外還有一定的差距，雖然已經有相當一部分國產康復機器人投入市場且性價比較高，但是在功能和結構上還有如下缺陷：

（1）平衡訓練模塊薄弱

（2）動態(tài)平衡功能不足

2.平衡訓練系統(tǒng)設計的基本原則

（1）安全性原則：因為患者進行平衡訓練時要站在平衡訓練系統(tǒng)測試平臺上，所以必須優(yōu)先考慮在使用時患者是否康復訓練機器人產生干涉，平衡訓練系統(tǒng)本身不會對患者造成傷害，并且保證患者在運動中不會因為站立不穩(wěn)跌倒而受到傷害。

（2）有效性原則：這里所指的有效性是指平衡測試評估和訓練系統(tǒng)能夠完成規(guī)定的動作，如按照一定軌跡進行運動，從而帶動患者進行有效的平衡訓練，同時，在檢測患者的平衡能力時，儀器受系統(tǒng)誤差和隨機誤差的影響較小，從而有效的測得所需的數(shù)據(jù)。這也是對平衡訓練機器人的基本要求。

（3）經濟性原則：所設計的平衡功能測試評估和訓練系統(tǒng)能否廣泛的推廣很大程度上取決于下平衡功能測試評估和訓練系統(tǒng)是否有較為適合的經濟成本。目前很多國外生產的平衡功能測試評估和訓練系統(tǒng)由于造價成本過高導致其應用范圍只局限于大型的醫(yī)療機構，而限制了平衡訓練系統(tǒng)在國內的進一步推廣。因而從降低成本的角度上來說，設計該平衡訓練系統(tǒng)時，在保證有效性的基礎上，應該盡可能的簡化機構，并且使用合適的材料。

（4）創(chuàng)造性原則：創(chuàng)造是人類的本領。人類如果不發(fā)揮自己的創(chuàng)造性，生產就不能發(fā)展，科技就不會進步，也就沒有人類的今天。設計只有作為一種創(chuàng)造性活動才具有強大的生命力。因循守舊，不敢創(chuàng)新，只能永遠落在別人后面。特別是在當今世界科技飛速發(fā)展的情況下，在機械設計中貫徹創(chuàng)造性原則尤為重要。

（5）以市場需求為導向的原則：機械設計作為一種生產活動，與市場是緊密聯(lián)系在一起的。從確定設計課題，使用要求，技術指標，設計與制造工期到拿出總體方案，進行可行性論證，綜合效用分析（著眼于實際使用效果的綜合分析），盈虧分析直至具體設計，試制，鑒定，產品投放市場后的信息反饋等都是緊緊圍繞市場需求來運作的。設計人員要時時刻刻想著如何設計才能使產品具有競爭力，能夠占領市場，受到用戶青睞。

（6）標準化、系列化、通用化原則：標準化，系列化，通用化簡稱為“三化”。“三化”是我國現(xiàn)行的一項很重要的技術政策，在機械設計中要認真貫徹執(zhí)行。標準化是指將產品（特別是零部件）的質量，規(guī)格，性能，結構等方面的技術指標加以統(tǒng)一規(guī)定并作為標準來執(zhí)行。貫徹“三化”的好處主要是：減輕了設計開發(fā)的工作量，提高了設計質量，同時也縮短生產周期；減少了刀具和量具的規(guī)格，更有利于設計與制造，也降低了生產成本；便于組織標準件的規(guī)模化，專門化，易于保證產品質量，節(jié)約材料，降低成本；提高互換性，便于維修；便于國家的宏觀管理與調控以及內，外貿易；便于評價產品質量，解決經濟糾紛。

（7）整體優(yōu)化原則：設計要貫徹“系統(tǒng)化”和優(yōu)化的思想。性能最好的機器其內部零件不一定是最好的；性能最好的機器也不一定是效益最好的機器；只要是有利于整體優(yōu)化，機械部件也可以考慮用電子或其他元器件替代?？傊?，設計人員要將設計方案放在大系統(tǒng)中去考慮，尋求最優(yōu)，要從經濟，技術，社會效益等各方面去分析，計算，權衡利弊，盡量使設計效果達到最佳。

（8）人機工程原則：機器是為人服務的，但也是需要人去操作使用的。如何使機器適應人的操作要求，人機合一后，投入產出比率高，整體效果最好，這是擺在設計人員面前的一個課題。好的設計一定要符合人機工程學原理。

3.機器人控制系統(tǒng)方案設計

3.1 平衡機器人的工作原理

該傳動系統(tǒng)主要是由電機，鏈傳動系統(tǒng)，絲桿螺母副，彈簧及彈簧導向管組成的，如圖4所示。根據(jù)傳動系統(tǒng)圖容易看出，該機構由電動機帶動與電機軸相連的鏈輪轉動，通過鏈條將電機的轉動傳遞到三根不同直徑的螺母絲桿運動副上，由于三根絲桿的直徑不相同，造成了絲桿的軸向運動距離不同，進而實現(xiàn)了不同方向上的傾斜運動，通過彈簧導向管實現(xiàn)變阻尼的傾斜運動。絲桿盤上均勻分布有8根彈簧導管，彈簧將絲桿板與訓練板連接在一起，從而將絲桿板兩個方向上的傾斜運動轉移到訓練板，拉動訓練板兩個方向上的運動。

4.機器人控制系統(tǒng)總體方案---基于labview的控制軟件設計

Labview擁有強大的界面控制編程功能。平衡機器人需要進行的一系列訓練與測試，都可以用Labview軟件進行仿真設計，為使用者提供簡約易懂的畫面指導，使機器人在操作上和心理上都更易讓人接受。

4.1 平衡系統(tǒng)人機界面設計

根據(jù)平衡機器人的功能要求以及平衡問題出現(xiàn)的不同原因，人機界面進行編程設計時，需實現(xiàn)多種模式要求，如圖5所示。

（1）迷宮控制

迷宮控制訓練模式能夠讓病患在靜態(tài)環(huán)境和動態(tài)環(huán)境迷宮中隨著一可重復生成的型態(tài)移動，如圖6所示?；菊{節(jié)模式與穩(wěn)定度極限相似。使用者可根據(jù)自身的情況，隨意調整迷宮等級以創(chuàng)造簡單或復雜的環(huán)境來操縱。由靜態(tài)模式改變至動態(tài)模式會加速其康復進程。打分是以百分比為基礎且等于所有擊中目標數(shù)/總的設定目標數(shù)。

（7）隨機控制

為了加強病患的運動神經控制與內耳前庭的訓練，平衡機器人需要設置隨機控制訓練，如圖7所示。這種訓練在靜態(tài)模式和動態(tài)模式下都可以進行。在靜態(tài)模式中，病患可在其傾斜蓋運動，移動光標讓其始終保持在移動目標中。在動態(tài)模式中，病患必須同時使用臀部、膝蓋與腳踝以在隨機移動目標內操縱平臺光標。

（8）測試模式

為了可讓醫(yī)療人員量化病患在一靜態(tài)或者不穩(wěn)定的表面維持動態(tài)單向或雙向姿勢穩(wěn)定度，以此來評估病患之神經肌控制，所以平衡機器人需要讓病患進行平衡系統(tǒng)測試，如圖8所示。

靜態(tài)測試是用來測病患的重力中心的角度偏離能力。身體重量會在靜態(tài)量測中發(fā)揮作用。人之重力中心大約為其體重的55%。當選擇靜態(tài)模式時，軟件會提示選擇您的重量，根據(jù)使用者所選的重量可提供一個適當?shù)撵o態(tài)量測刻度。此模式測試用于移動障礙之基線測試，用在內耳前庭失常和整形外科病患都是理想的情況。若靜態(tài)測試分數(shù)良好，患者可進步至動態(tài)測試與訓練。

在動態(tài)測試模式中，病患的能力檢測可從控制該平臺角度的課程量化為鎖住位置的變化來反應，也可計算為隨著時間偏斜的程度。較大之變化程度意味著比較遲緩的神經肌反應。進一步神經肌活力狀態(tài)可以從前/后與中間/側向平臺傾斜量化而獲得。預期數(shù)值與比較報告可用于繪制病患表現(xiàn)之圖表，雙向比較可快速地將每一下肢間的不同做出比較。

同樣根據(jù)平衡問題出現(xiàn)的幾個因素的不同，需要進行的平衡測試有姿勢穩(wěn)定度，穩(wěn)定度極限，運動員單腳與跌倒風險四個模式。運動員單腳與跌倒風險的測試結果都可與基準數(shù)據(jù)做比較。姿勢穩(wěn)定度與穩(wěn)定度極限測試可在不同困難程度下得到。雙向報告（以一腳站立之姿勢穩(wěn)定度表現(xiàn)與另一只腳站立之比較）可在姿勢穩(wěn)定度測試下的更多選擇中得到。

5.結論

本文旨在設計一款能夠進行訓練與測試的平衡機器人，并實現(xiàn)對它的系統(tǒng)控制研究。在對國內外平衡機器人發(fā)展現(xiàn)狀研究的基礎上，結合目前平衡的一些原理及訓練方法，提出了平衡機器人，并闡述了其控制系統(tǒng)設計的全過程。主要完成的內容如下：

（1）從力學角度和生理角度分析了平衡對于人體的重要性以及一些影響平衡能力的因素。分析比較了觀察法、量表評定法以及平衡儀評定法，最終選擇了平衡儀評定法來支持平衡機器人的評定。接著從安全性、經濟性、有效性、創(chuàng)造性、整體性等方面強調了平衡訓練系統(tǒng)設計時要遵循的一些基本原則，最后比較了傳統(tǒng)靜態(tài)平衡訓練法、Bobath平衡訓練法以及平衡儀訓練法的優(yōu)缺點及適用范圍，最終選擇平衡儀訓練法作為平衡機器人的訓練方案。

（2）平衡機器人控制方案的設計。從保持穩(wěn)定性、實現(xiàn)不同的平衡訓練模式、保持安全性、心理上易于接受四個方面提出了對平衡機器人的設計要求。明確了平衡機器人需要實現(xiàn)的一些功能，完成了機器人的建模，并介紹了平衡機器人的工作原理方式。對MATLAB、C#以及LabVIEW這些可以進行界面控制的軟件進行了分析，比較了它們的優(yōu)缺點，最終選擇LabVIEW作為的界面編程軟件。

（3）根據(jù)平衡機器人需要進行的訓練及測試任務，利用LabVIEW對它的人機互動界面進行了編程設計與仿真分析，實現(xiàn)了對機器人界面的控制。并對幾種訓練及測試模式作出了詳細的分析說明，讓患者根據(jù)自身狀況選擇合適的康復訓練。

參考文獻