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數字化人機工程設計 版權信息
- ISBN：9787302583899
- 條形碼：9787302583899 ; 978-7-302-58389-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
數字化人機工程設計 本書特色
圖書特色內容針對性強:本書是針對高等學校制造業設計制造類專業讀者編寫的人機工程數字化設計類教材。通過對本書的學習，讀者可以掌握國際上先進的人機工效設計軟件工具的使用技能。 知識系統性強:在內容上力求系統性、先進性、實用性。主要涉及數字化人機工程學的概念、定義、技術特點、關鍵技術原理，人體特征參數、數字化虛擬人體模型及其建模與運動控制技術，數字化虛擬人機系統工效的評價方法與標準規范，人機工程數字化設計軟件工具發展概況，以及主流數字化人機系統工效設計與評估的軟件工具的應用示例等內容。 理論與實踐并重:在主流數字化人機工程設計軟件平臺的選擇上，既考慮了讀者的專業特點與基礎，又考慮了軟件的先進性、專業領域應用的成熟性和廣泛性，介紹了面向數字化產品開發的人機工程數字化設計系統的構建策略與可行方案，便于讀者學習實踐。 隨書贈送教學課件、案例設計素材，獲取地址見書前言二維碼。教材服務QQ:1815317009.
數字化人機工程設計 內容簡介
數字化人機工程學是一門融合人體學、工程學、環境學、社會學和IT技術(含虛擬現實技術)的相關理論、方法及研究成果，為適應數字化設計制造領域在虛擬人機環境系統下進行人機工效量化分析的迫切需要而發展起來的綜合性學科。 全書共12章。第1章為數字化人機工程學概論；第2章介紹了人體特性參數(形態幾何參數、物理參數、生理參數、電特性參數和振動特性參數等)；第3章介紹了人體的感知特征等；第4章介紹了人機系統作業空間、作業設施和人機界面的設計原理與原則；第5章介紹了人機環境系統的熱舒適、振動舒適、光照和噪聲等設計原則；第6章介紹了數字化虛擬人體模型及其建模方法；第7章介紹了數字化虛擬人運動模型建模與控制技術；第8章介紹了數字化虛擬人機工效的評價方法；第9章介紹了人機環境設計評估方法與標準規范；第10章介紹了面向數字化產品開發的數字化人機工程設計系統的基本要求、系統體系結構與工作流、系統構建策略與技術路線等；第11章介紹了載運工具汽車的概念設計(駕駛室空間設計、熱舒適性設計等)，以及拖拉機的駕駛室空間設計和振動舒適性設計；第12章介紹了DELMIA軟件的應用案例。 《數字化人機工程設計》可以作為高等學校制造業設計制造類(機械工程、工業設計、載運工具裝備設計等)專業的本科高年級、研究生的人機工程設計教材，也可供工業工程專業領域的工作者，以及從事人機環境系統研發、生產運作與管理等工作的技術人員和管理人員學習參考。
數字化人機工程設計 目錄
目 錄
第1章 數字化人機工程學概論 1
1.1 人機工程學的基本內涵 1
1.1.1 人機工程學的命名與定義 1
1.1.2 人機工程學的理論體系 2
1.2 人機工程學的研究內容與研究_x00B_方法 2
1.2.1 人機工程學的研究內容 2
1.2.2 人機工程學的研究方法 4
1.3 人機工程學的發展歷程 5
1.3.1 經驗人機工程學 6
1.3.2 科學人機工程學 6
1.3.3 現代人機工程學 7
1.3.4 數字化人機工程學 7
1.4 數字化人機工程設計的實現 8
1.4.1 數字化產品開發技術概述 8
1.4.2 實現數字化人機工程設計的_x00B_關鍵技術 10
1.5 數字化人機工程發展概況 13
1.5.1 國外研究發展狀況 13
1.5.2 國內研究發展狀況 15
思考題 18
第2章 數字化人機工程設計基礎(1)_x00B_——人體特性參數 19
2.1 人體形態尺寸測量的基本知識 20
2.1.1 人體形態尺寸測量的主要_x00B_方法 20
2.1.2 人體形態尺寸測量的基本_x00B_術語 21
2.1.3 人體形態尺寸測量的常用_x00B_儀器 22
2.2 常用的人體形態尺寸測量_x00B_數據 23
2.2.1 我國成年人靜態人體形態尺寸 23
2.2.2 我國成年人動態人體尺寸 28
2.3 人體形態尺寸測量中的主要統計_x00B_函數 31
2.3.1 均值 31
2.3.2 標準差 31
2.3.3 相關系數 31
2.3.4 百分位數 32
2.4 人體物理參數 32
2.4.1 人體慣性基本參數 33
2.4.2 人體慣性參數的測量與_x00B_標準化 35
2.4.3 人體慣性參數測量方法 36
2.4.4 人體慣性參數數學模型及其_x00B_計算式 39
2.4.5 中國人慣性參數模型 46
2.4.6 人體尺寸的其他數學模型 46
2.4.7 人體的其他幾何參數 47
2.5 人體組織力學性能和生理參數 50
2.5.1 人體的生物力學性能 51
2.5.2 人體的熱物理參數和熱生理_x00B_參數 51
2.5.3 標準人的生理參數、熱物理參數、基礎代謝產熱和基礎血流量 53
2.5.4 人體運動系統的生理機能及其_x00B_特征參數 55
2.6 坐姿生理學 67
2.6.1 脊柱結構 67
2.6.2 腰曲弧線 67
2.6.3 腰椎后突和前突 68
2.6.4 坐姿生物力學 68
2.6.5 人體各姿態下作業的代謝率 70
2.7 人體動態特性參數 71
2.8 人體尺寸數據庫的建立 71
2.9 基于DELMIA/CATIA創建人體_x00B_模型數據文件 73
思考題 76
第3章 數字化人機工程設計基礎(2)_x00B_——人體感知特征 77
3.1 人體感知特征概述 77
3.1.1 人體感覺器官的基本生理_x00B_?特征 77
3.1.2 人的感知與反應機能 78
3.1.3 感覺通道與適用的信息 79
3.2 視覺機能及其特征 79
3.2.1 視野 80
3.2.2 視覺刺激 80
3.2.3 視覺系統 80
3.2.4 視覺機能 81
3.3 聽覺機能及其特征 86
3.3.1 聽覺刺激 86
3.3.2 聽覺系統 86
3.3.3 聽覺的物理特性 87
3.4 膚覺 89
3.4.1 觸覺 89
3.4.2 溫度覺 90
3.4.3 痛覺 90
3.5 人體的其他感覺 91
3.5.1 人體的本體知覺 91
3.5.2 嗅覺 91
3.5.3 味覺 91
3.5.4 人體感覺通道的信息傳遞率與_x00B_物性 93
3.6 神經系統機能及其特征 94
3.6.1 神經系統 94
3.6.2 大腦皮質功能定位 95
3.6.3 大腦皮質聯絡區 95
3.7 人體心理現象及其特性 96
3.7.1 行為構成 96
3.7.2 感覺的基本特性 97
3.7.3 知覺的基本特性 98
思考題 101
第4章 人機工程設計原理與原則 102
4.1 人體測量數據的應用原則與_x00B_方法 102
4.1.1 主要人體尺寸的應用原則 102
4.1.2 人機系統設計中人體尺寸的_x00B_確定方法 106
4.1.3 人體身高在人機設計中的應用_x00B_方法 108
4.1.4 人機工程分析中的樣本生成_x00B_技術 109
4.2 作業空間布局設計 110
4.2.1 作業空間的類型 110
4.2.2 作業空間設計的基本原則 111
4.2.3 作業空間與人機工程 112
4.2.4 現代辦公空間設計 114
4.3 作業設施設計 116
4.3.1 控制臺設計 116
4.3.2 辦公臺設計 119
4.3.3 工作座椅設計 121
4.4 載運工具作業空間設計 123
4.4.1 載運車輛的駕駛室環境的靜態_x00B_設計 124
4.4.2 載運車輛的駕駛室環境的動態_x00B_設計 125
4.5 基于人機交換信息的人機界面_x00B_設計 125
4.5.1 概述 125
4.5.2 視覺信息顯示裝置設計 126
4.5.3 儀表顯示裝置設計 126
4.5.4 信號顯示裝置設計 129
4.5.5 聽覺信息傳示裝置設計 133
4.5.6 觸覺顯示與操縱裝置設計 136
4.5.7 控制器布置區要求 148
4.6 手握式工具設計 148
4.6.1 手握式工具設計原則 149
4.6.2 把手設計 150
4.6.3 手握式動力工具的動態設計 151
4.7 作業姿勢的選擇與設計 151
4.7.1 作業姿勢的選擇 151
4.7.2 作業姿勢的設計原則 152
4.7.3 作業姿勢的設計依據 152
4.7.4 作業姿勢的設計要點 152
思考題 154
第5章 人機環境設計原理與原則 155
5.1 人機環境熱舒適性設計 155
5.1.1 熱環境概述 155
5.1.2 室內熱環境設計要求 157
5.1.3 載運工具作業空間的熱環境_x00B_設計 157
5.1.4 數字化熱舒適性設計方法 157
5.2 人機聲環境設計 158
5.2.1 材料和結構的聲學特征 158
5.2.2 室內噪聲控制 159
5.2.3 室內音質設計 161
5.3 人機環境光照設計 162
5.3.1 光環境設計的基本原則 162
5.3.2 室內光環境人機設計 163
5.3.3 照明的設計 163
5.4 人機環境振動設計 167
5.4.1 人機系統中人體接觸到的_x00B_振動源 168
5.4.2 機械振動的分類 168
5.4.3 振動對人體各生理系統的_x00B_影響 169
5.4.4 對人體產生影響的振動參數 170
5.4.5 振動危害的控制 170
5.4.6 振動設計問題與方法 170
5.4.7 汽車振動問題的研究內容和_x00B_方法 171
5.5 面向系統的人機系統設計 172
5.5.1 人機系統 172
5.5.2 人機系統的類型 173
5.5.3 人機系統設計的目標 175
5.5.4 人機系統設計 175
思考題 183
第6章 人體模型與構建 184
6.1 人體模型分類 184
6.1.1 按人體模型的用途劃分 185
6.1.2 按人體模型存在的形式劃分 185
6.1.3 按人體模型所承載的信息量_x00B_劃分 185
6.2 數字化人體幾何模型的構建 187
6.2.1 人體簡化與有限環節的劃分 187
6.2.2 面向數字化人體工程設計的_x00B_數字化人體模型的建模要求 189
6.2.3 數字化人體模型的構建_x00B_過程 189
6.2.4 數字化人體模型的幾何形態_x00B_表現形式 189
6.2.5 數字化虛擬人體幾何模型的_x00B_構建方法 191
6.3 多層人體模型的構建 198
6.3.1 人體骨骼模型 198
6.3.2 肌肉層幾何模型構建法 200
6.3.3 皮膚層模型構建法 203
6.3.4 骨架模型、肌肉層(含脂肪層)與_x00B_皮膚模型的集成方法 204
6.3.5 人體骨骼模型數據結構 204
6.4 面向振動環境設計的人體模型的_x00B_構建 205
6.4.1 基于人體測量數據的立姿人體_x00B_振動生物力學模型構建方法 205
6.4.2 坐姿人體振動生物力學模型_x00B_構建方法 207
6.4.3 臥姿人體振動生物力學模型_x00B_構建方法 209
6.4.4 人體局部振動(手臂振動)的_x00B_生物力學模型 210
6.5 THUMS全身類人體有限元模型_x00B_的構建 213
6.5.1 THUMS全身類人體有限元模型_x00B_概述 214
6.5.2 建模方法 215
6.6 全身坐姿人體-座椅有限元模型的_x00B_構建 215
6.6.1 座椅有限元模型 215
6.6.2 全身坐姿人體有限元模型 216
6.6.3 模型應用 218
6.7 人體熱調節模型與人體熱舒適性_x00B_模型的構建 218
6.7.1 人體熱調節系統的數學_x00B_模型 218
6.7.2 人體生物熱方程 219
6.7.3 人體熱調節系統的生理學_x00B_模型 220
6.8 光學照明環境模型的構建 221
6.8.1 光學照明環境特性 221
6.8.2 光照仿真模型 221
6.9 人體靜態生物力學模型的_x00B_構建 223
6.9.1 靜態情況下的人體受力平衡_x00B_方程 223
6.9.2 靜力平衡方程的應用——_x00B_搬舉物時人體生物力學模型_x00B_構建 224
6.10 3D數字化人體電磁模型的_x00B_構建 225
6.10.1 人體電磁模型構建方法 225
6.10.2 建立電磁照射數值計算的中國人_x00B_??3D數字化人體模型 226
6.11 中國輻射虛擬人體模型_x00B_?Rad-Human 228
思考題 228
第7章 數字化人體運動建模仿真與控制_x00B_技術 229
7.1 人體骨骼運動學模型 229
7.1.1 建立坐標系 229
7.1.2 方向余弦矩陣和齊次坐標_x00B_變換 230
7.1.3 人體骨骼幾何模型的位形描述_x00B_——歐拉變換方程 233
7.1.4 人體環節運動分析 233
7.2 數字化虛擬人體運動學及動力學_x00B_模型構建方法 234
7.2.1 多剛體運動學方程 234
7.2.2 剛體運動學模型 235
7.2.3 多剛體動力學模型 236
7.3 人體上下肢運動學模型 240
7.3.1 人體上肢7自由度D-H模型 240
7.3.2 人體下肢6自由度D-H模型 241
7.4 數字化人體運動控制技術 242
7.4.1 關鍵幀方法 242
7.4.2 動力學方法 243
7.4.3 正向和逆向運動學方法 243
7.4.4 基于過程的運動控制法 244
7.4.5 基于舒適度*大化的人體運動_x00B_控制技術 245
7.4.6 基于運動捕獲的虛擬人實時_x00B_控制技術 250
7.5 人體信息感知、決策與運動控制_x00B_系統模型 255
7.5.1 人體信息感知系統模型 255
7.5.2 人體信息融合識別及決策系統_x00B_模型 257
7.5.3 人體運動控制系統模型 258
7.6 數字化虛擬人體建模方法的發展_x00B_趨勢 259
思考題 259
第8章 人機工效數字化評價方法與標準_x00B_規范 260
8.1 人機系統工效概述 260
8.2 力量負荷的評價方法 261
8.2.1 NIOSH提舉公式 261
8.2.2 NIOSH算法的使用條件 263
8.2.3 提舉-放低(落放)分析的指導_x00B_原則 265
8.2.4 運用NIOSH搬運方程計算_x00B_步驟 266
8.3 姿勢負荷的評價方法 266
8.3.1 快速上肢評價法 267
8.3.2 全身快速評價法 267
8.3.3 人體工作姿勢分析 268
8.3.4 基于深度神經網絡的作業姿勢_x00B_評估方法 268
8.4 綜合的人機系統工效學負荷評價_x00B_方法 268
8.4.1 快速暴露檢查法 268
8.4.2 手工操作評估表法 269
8.4.3 肌肉骨骼緊張因素判定法 269
8.4.4 其他評價方法 269
8.5 可達性與可視域分析 270
8.5.1 可達性分析 270
8.5.2 可視域分析 273
8.6 新陳代謝和疲勞恢復時間_x00B_分析 274
8.6.1 新陳代謝分析 274
8.6.2 疲勞恢復時間分析 274
8.7 作業強度與標準 275
8.7.1 作業強度分級 275
8.7.2 *大能量消耗界限 276
8.7.3 手工處理極限 276
8.8 人體靜態生物力學分析 277
8.9 預測工作時間 279
8.9.1 常規移動序列 279
8.9.2 受控移動序列 280
8.9.3 使用工具序列 281
8.9.4 作業時間計算 283
思考題 284
第9章 人機環境設計數字化評價方法與_x00B_標準規范 285
9.1 人體全身振動舒適性評價方法與_x00B_標準 285
9.1.1 人體振動的評價標準 285
9.1.2 坐姿、立姿人體承受全身振動的_x00B_評價方法 286
9.1.3 臥姿人體全身振動舒適性的_x00B_評價方法與標準 289
9.1.4 手傳振動舒適性的評價方法與_x00B_標準 292
9.2 人的熱感覺、熱舒適及其評價_x00B_指標與標準 295
9.2.1 熱應力指標 296
9.2.2 熱感覺等級 296
9.2.3 熱感覺的平均預測指標 297
9.2.4 PPD評價指標 297
9.2.5 EHT與EQT評價指標 299
9.2.6 熱環境評價標準 301
9.3 光環境的綜合評價 302
9.3.1 評價方法 302
9.3.2 評分系統 303
9.3.3 項目評分及光環境指數 303
9.3.4 評價結果與質量等級 304
9.4 噪聲評價標準 304
9.4.1 國外聽力保護噪聲標準 304
9.4.2 我國工業噪聲衛生標準 304
9.4.3 環境噪聲標準 305
9.5 基于假人模型的汽車碰撞對人體_x00B_傷害的評價標準 305
9.6 人體暴露于電磁場的評價_x00B_標準 306
9.7 心理認知的舒適性評價方法 306
思考題 307
第10章 數字化人機工程設計系統 308
10.1 數字化人機工程設計系統_x00B_概述 308
10.1.1 數字化人機工程設計系統的_x00B_基本要求 308
10.1.2 數字化人機工程設計系統的_x00B_體系結構 309
10.1.3 數字化人機工程設計系統的_x00B_工作流程 311
10.1.4 數字化人機工程設計系統的_x00B_構建策略 312
10.2 實現系統基本特性的技術_x00B_方案 312
10.2.1 系統的集成性 312
10.2.2 系統的并行設計機制 313
10.2.3 系統的協同性 313
10.2.4 系統的3I特性 313
10.3 CAEx主流軟件 314
10.3.1 西門子JACK人機工程設計_x00B_與分析軟件 316
10.3.2 DELMIA人機工程設計與_x00B_分析軟件 316
10.3.3 Pro/E Manikin人機工程設計_x00B_與分析軟件 319
10.3.4 RAMSIS人機工程設計與_x00B_分析軟件 319
10.3.5 SoErgo人機工程設計與分析_x00B_軟件 320
10.3.6 Anybody人機工程設計與_x00B_分析軟件 321
10.3.7 HumanCAD人機工程設計與_x00B_分析軟件 322
10.4 虛擬維修仿真平臺和虛擬人_x00B_運動控制開發平臺 323
10.5 人體系統振動分析系統 324
10.5.1 ErgoSIM人體振動工效學_x00B_分析系統 324
10.5.2 VATS系列人體工程振動_x00B_分析系統 324
10.5.3 ErgoLAB人機工效分析_x00B_系統 324
10.6 人體熱舒適性預測及計算_x00B_軟件 324
10.6.1 THESEUS-FE軟件 325
10.6.2 TAITherm熱管理與處理_x00B_?軟件 326
10.7 噪聲分析軟件 326
10.7.1 ACTRAN 326
10.7.2 SYSNOISE 327
10.7.3 RAYNOISE 329
10.8 光環境設計仿真分析軟件 329
10.9 ADAMS軟件 330
思考題 331
第11章 數字化人機工程設計案例 332
11.1 汽車概念設計與熱舒適_x00B_設計 332
11.1.1 汽車概念設計概述 332
11.1.2 汽車總體布置 332
11.1.3 布置硬點和硬點尺寸 332
11.1.4 乘員空間布置和人機界面_x00B_設計 334
11.1.5 室內手操縱裝置和操縱鈕鍵_x00B_的布置 338
11.1.6 后排乘員乘坐空間布置 339
11.1.7 乘員頭部空間和頂蓋_x00B_布置 340
11.1.8 汽車寬度方向乘員布置 341
11.1.9 汽車視野設計 341
11.2 汽車熱舒適設計分析案例 348
11.2.1 概述 348
11.2.2 乘員艙熱環境與人體模型_x00B_耦合計算方法 349
11.2.3 乘員與周圍環境耦合_x00B_計算 350
11.2.4 試驗研究 350
11.2.5 數值模擬 352
11.2.6 結果分析 353
11.2.7 結論 355
11.3 拖拉機駕駛室人體舒適性_x00B_設計 356
11.3.1 人機系統的構建 356
11.3.2 人機工程學分析與評價 358
11.4 人拖拉機環境系統振動模型_x00B_應用案例 361
11.4.1 概述 361
11.4.2 人體拖拉機系統振動力學_x00B_模型 361
11.4.3 振動數學模型數值模擬與_x00B_結果分析 363
11.4.4 不同座椅減振結構的減振_x00B_效果 364
思考題 365
第12章 基于DELMIA小型模具手工 _x00B_裝配人機工效設計分析 366
12.1 前期準備工作 366
12.1.1 啟動軟件 366
12.1.2 DELMIA軟件環境設置 366
12.1.3 第三方數據格式轉化 367
12.2 構建構成虛擬裝配環境的資源_x00B_素材 368
12.2.1 創建場地的地平面 368
12.2.2 新建人體模型 369
12.3 創建小型模具手工裝配虛擬_x00B_工作場景 370
12.3.1 導入資源素材 370
12.3.2 整理場景 373
12.4 手工裝配工藝流程設計 378
12.4.1 新建Process Library 378
12.4.2 導入Process Library 380
12.4.3 將零部件指定到對應的_x00B_Process中 381
12.4.4 創建零部件裝配軌跡 382
12.5 人體動作與姿態設計 385
12.6 人體作業姿態舒適度仿真_x00B_分析 394
12.6.1 RULA分析功能 394
12.6.2 人體動作姿態舒適度仿真_x00B_分析 395
參考文獻 398
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