基于UG的办公座椅虚拟人机研究与开发硕士研究生选题报告书1.docx
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基于UG的办公座椅虚拟人机研究与开发硕士研究生选题报告书1.docx
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基于UG的办公座椅虚拟人机研究与开发硕士研究生选题报告书1
硕士研究生学位论文
选题报告
论文题目:
基于UG的办公座椅虚拟人机研究与开发
研究生:
导师及职称:
学科专业:
学号:
年级:
学院:
2011年
8月
20日
填报说明
一、选题报告中必须采用计算机输入和打印。
二、选题报告为A4纸、宋体、小四字号、1.3倍行距,于左侧装订成册。
三、选题报告的内容应严肃、认真地填写;空间不足可续页,但不能改变原表格格式。
四、课程成绩一栏应正确填写,成绩审核在各学院办理。
五、选题报告书一式二份,研究生部和学院各存档一份。
一、立题依据
课题来源、选题依据和背景情况、课题研究目的、理论意义、实际应用价值
课题来源:
自选课题
选题依据和背景情况:
在现代生活中,有相当一部分需要长时间坐在办公桌、电脑前工作,颈椎病、腰椎病的发生概率不断增加,给人们带来痛苦,成为困扰办公室工作人员的重要隐患,引起了人们的高度重视。
据科学研究,正确的坐姿与合适的座椅能有效地减轻人体疲劳,减缓颈椎病、腰椎病的发生概率。
依据这一现实情况,提出了本课题。
随着工业设计虚拟技术的发展,发达国家的产品设计过程已经计算机化。
则虚拟工业设计它是在计算机的辅助下进行产品造型设计的一种全新的工业设计方法,它缩短新产品的开发,极大提高了设计的效率,降低了设计成本和减少了错误的风险。
因此,工业产品的设计方法也应当紧跟这一时代潮流,充分利用先进的计算机技术。
本文是从工业设计方向出发,编制基于虚拟技术和人机工程学理论的办公座椅虚拟设计系统,建立座椅的三维虚拟设计环境,这样生产厂家可以不断地利用该系统来验证假设,既减少开发费用,又缩短了制造模型的时间,同时又可以满足产品多样化、特别是减轻颈椎病、腰椎病发生概率的要求。
课题研究目的:
本课题对办公座椅进行虚拟设计的研究和探索,一方面在计算机虚拟环境中建立设计平台,另一方面将对办公座椅工业设计研究提供一定的参考。
理论意义:
1.基于工业设计虚拟技术和人机工程学理论,建立办公座椅设计系统,对于防范颈椎、脊椎病人的发生,以及优化和改进办公座椅的设计具有积极意义。
2.进一步完善办公座椅的设计方法,为办公座椅设计从工业设计角度提供理论参考、设计参考及数据参考。
实际应用价值:
1.本课题是在已有的研究基础上,借鉴人机工程设计理论和依托计算机辅助设计技术,开发座椅的设计系统。
2.现在较多的生产厂家通常需要制作模型来进行校核与检验,直接的增长了设计周期。
本课题提出基于计算机虚拟设计人机设计和三维空间模拟的方法虚拟主体的最佳使用范围,达到缩短产品设计周期,减少产品设计费用,提高企业设计开发竞争力。
二、文献综述(综述中引用的文献应按文中标注出现的顺序附后)
本课题的国内外研究现状、发展动态:
从现有的资料来看,针对座椅的研究成果有很多,另外,有许多研究人员在汽车座椅、轮椅等方面也进行了大量的研究,由于同样涉及到人体坐姿生理特性,其原理、思想和方法与座椅舒适性是相通的。
这也为办公座椅提供了一定的借鉴经验。
舒适性座椅设计是人机工程学的一个重要研究内容,人们经过长期的研究,形成了满足座椅静态舒适性的一些设计原则,如座椅尺寸应与就坐者人体尺寸相适宜,并应使就坐者保持舒适坐姿,靠背结构和尺寸应给予腰部充分的支撑,使脊柱接近于正常自然弯曲状态,座椅应能支持就坐者的体位并保持其稳定,座椅应能使就坐者变换坐姿,灵活平稳地进行体态调节。
瑞典整形医生Bne.gt从ebrolm最早用人体解剖学的观点研究座椅舒适性,于1948年发表了相关著作《站和坐的姿势》,并于1954年完绘制了完成了著名的Akebrofm座椅靠背曲线图。
1968年国际人机工程学会在瑞士召开了以“座椅”为主题的国际学术讨论会。
MihcginastateUniv用美国的人体数据和SAE三维H-点人体模型研究了适合美国人座椅靠背的合理形状。
日本MazdaMotor研究了一种用AM50静态人体背部曲线模型来评价背部舒适性的方法。
TOYOAT公司等都对适合本国人体特征数据的座椅的静态舒适性进行了分析和研究[1]。
在国内,上海交通大学研究人员进行了轿车驾驶座椅的静态舒适性研究[2],设计了座椅舒适性能抽样实验的分层抽样方案。
湖南大学研究者对大客车乘客座椅靠背舒适性进行了研究[3],确定靠背舒适性曲线的试验。
这些研究的结果,为研制满足中国人群坐姿舒适性要求的座椅提供了有益的设计参数。
另外,国内外研究人员都在人机工程设计方面进行了大量的研究。
其中:
浙江大学现代工业设计研究所研制了计算机辅助人机工程设计分析与评价系统[4][5],建立了虚拟人体和产品的计算模型,结合人体生理特征,模拟人机作业时的各种动作,实现了人机相互作用的动态可视化,对产品开发过程中的人机因素进行量化分析并加以评价,从而为设计人员提供反馈修改建议,在产品创新方面提供有力的支持。
在座椅人机评价研究方面,以人为中心,从物理角度进行人机分析,包括低背受力、疲劳、舒适度和静态受力等多方面进行分析。
西北工业大学工业设计研究所开发了面向产品设计的“中华设计”软件[6],该软件以Solidworks参数化实体造型为平台,运用VC++二次开发工具,建立了4个模块:
形态设计模块、色彩设计模块、人机设计模块和评价模块。
可以实现产品尺寸的人体数据驱动设计,大大简化了设计过程。
参考文献:
[1].申俊.基于人机工程学的老年人轮椅舒适性及其轻量化研究[D].硕士学位论文,大连交通大学.2006
[2].唐建.中国用轿车驾驶座椅静态舒适性研究[D].硕士学位论文,上海交通大学.1999
[3].王剑.大客车乘客座椅靠背舒适性研究[D].硕士学位论文,湖南大学.1991
[4].孙守迁.计算机辅助人机工程设计在家具设计中的应用[J]浙江大学
[5].罗仕迁,孙守迁,唐明晰,潘云鹤.计算机辅助人机工程设计研究[J]浙江大学
[6].刘肖健,梁艳霞,陆长德.基于Solidworks的人机工程学CAD二次开发[J]西北工业大学
三、研究内容
1.学术思想、主要研究内容及拟解决的关键技术
研究内容:
1).根据办公座椅的实际分析,运用人机工程学理论,提出了防范颈椎病、脊柱病发生的机理。
2).从工业设计和人机工程学角度,探讨办公座椅设计原则,研究其舒适范围,分析得出虚拟设计的参数,在此基础上建立虚拟设计系统。
3).对办公座椅的相关功能参数进行了设计分析,并利用计算机辅助设计软件UG对其中有代表的款式进行建模。
4).利用计算机辅助设计工具UG进行系统研发。
拟解决的关键技术:
1).分析整理人体模型数据。
2).分析整理办公座椅设计数据。
3).如何在计算机辅助设计软件UG下进行建模,减少颈椎病、脊柱病发生概率。
5).在UG二次开发,开成独立的可执行文件系统。
2.拟采取的研究方法、技术路线、实施方案及可行性分析
研究方法:
计算机数值仿真
实施方案及可行性分析:
1).分析人体模型数据,建立其数据明细表。
2).选择建模造型方法,确立设计参数,应用计算机辅助虚拟设计技术和计算机虚拟人机技术相结合,进行建模。
3).在UG软件下进行二次开发,用二次开发工具VB语言编制开发系统。
3.预期目标
1).在UG软件下利用二次开发工具VB及Grip语言编制设计系统。
2).实现在UG二次开发后,在虚拟环境中进行快速设计、更改座椅的参数。
4.创新点
1).把VB.net与UG软件结合,选择建模造型方法,确立设计参数,应用计算机辅助虚拟设计技术和计算机虚拟人机技术相结合的“虚拟设计开发系统”。
2).可以根据用户需要,快速获得合理的参数,设计出理想的座椅产品。
四、研究基础
1.所需实验手段和研究条件
实验手段:
研究条件:
2.所需经费(包含经费来源、开支预算)
五、工作计划
序号
阶段及内容
工作量估计
(天数)
起讫日期
阶段成果形式
1
2
3
4
5
6
①确定研究内容;
②查阅相关资料;
①整体方案设计;
②开题报告的撰写;
1研读基础理论包括:
人机工程学,设计美学,UG开发等;
②学习并熟悉所要用到软件;
①产品研究论文的撰写;
②进行产品的设计;
③以论文形式发表阶段性成果。
整理学位论文
准备答辩
20
35
75
240
90
30
2010.9.1~2010.9.20
2010.9.21~2010.10.21
2010.10.22~2011.1.1
2011.1.2~2011.9.30
2011.10.1~2011.12.31
2012.1.1~
2012.3.15
确定研究方向
学位论文开题
了解相关学科的最新进展和发展方向
总结理论成果,设计出最佳解决方案,并发表阶段性成果论文
学位论文定稿
论文答辩
合计
硕士研究生学位论文选题报告评分表
评审项目
权重
评分标准
得分
(百分制)
一、选题依据(A)
30%
80~100分
选题有较强的理论意义、实用价值,有深刻的学术研究内涵。
60~80分
选题有一定的理论意义、实用价值,有一定的学术研究内涵。
60分以下
选题缺乏理论意义和实用价值。
二、理论基础和专门知识(B)
20%
80~100分
较好掌握宽广的理论基础和系统专业知识
60~80分
基本掌握宽广的理论基础和系统专业知识
60分以下
未能掌握宽广的理论基础和系统知识。
三、选题难度及先进性(C)
30%
80~100分
研究课题属本学科的发展方向并居前沿位置,具有自己独特的学术思考,并具有较强的先进性。
60~80分
研究课题属本学科的发展方向,并具有先进性。
60分以下
研究课题与本学科的发展方向先进性不明显,难度欠佳。
四、文字表达(D)
10%
80~100分
条理清晰,分析严谨,文笔流畅。
60~80分
条理较好,层次分明,文笔较流畅。
60分以下
写作能力较差。
五、口头报告(E)
10%
80~100分
论述严密、逻辑性强、表达清楚。
60~80分
基本概念清晰、层次分明,表达较清楚。
60分以下
表达较差。
总分
总分=0.3A+0.2B+0.3C+0.1D+0.1E
备注:
评审专家只对五项指标每一项的最后一栏内打分(百分制),不必计算总分。
评审小组组成:
组成
姓名
职称
单位
签字
组长
成员
注:
此评分表作为硕士研究生课程成绩单必备的材料之一年月日
六、评审意见
导师(或导师组)对本课题的评价
导师签名
年月日
评审小组的审查结论(论文选题的意义、论文的难度与工作量是否适当、研究方案的可行性、是否同意论文开题报告)
组长秘书
组员组员组员组员组员
年月日
学院意见
负责人签名
年月日
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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