人机工程学课程论文人机工程学论文一、对传统概念的质疑人机工程学的目的是“机宜人，人适机”，但我却想对这个目的提出质疑，首先从这个目的出现背景来看，是因为出现下面是小编为大家整理的人机工程学课程论文12篇,供大家参考。
人机工程学论文
一、对传统概念的质疑
人机工程学的目的是“机宜人，人适机”，但我却想对这个目的提出质疑，首先从这个目的出现背景来看，是因为出现了人类在操作机器时出现了问题，且问题是因为出于统计学上的工作效率低下而引起利益体的质疑从而发现出现的问题在于机器不适于人类操作。
从人机工程学的概念中我们可以很显然的看到是以人类为中心提出的，这可能与欧美的人本主义价值观有关。但是将定义的中心归结到人身上会导致对于人的看法固化，将人当成“本质”般的存在，类似于柏拉图的理念或者黑格尔的绝对精神，但都有着不可改变这一特性，所以我们在解决实际中的设计问题时，很难将人视为是会变化的个体，无论从行为角度还是心理角度，这样做会使我们的在进行设计前的预想方案总是对于人这个“绝对主体”只思考接下来一到两步的行为或心理范畴，偶尔也有会考虑到人类与产品之间的互动，比如交互设计，但我目前所见的交互设计的一些方案主要是体验，而且对于人们使用产品的过程的描述也比较片面，只集中描述某些新奇的想法，事实上所描述的行为与心理的活动还是很少，可以说仍然没有把对人类的认识从静态转向动态。
从理论层面上说，我们的问题似乎来自于对于人的看法的固化，所以我们对人，对设计的看法自然要有所改变，我在这里介绍一下我自己所设想的一些概念，在下面对问题的分析中会提及这些概念。想象式与理性式：你是否会有时不想学习？是否会有时学了一会就觉得学不下去了？会不会沉迷于网络论坛或者其它什么而无法自拔？
二、新概念的提出
我对这些现象提出来一个假设性的解释，首先让我们来看一看学习过程中在我们身上究竟发生了什么，我还要先假设两种不同的学习状态，一种是因为主体对于所学的内容有着极度强烈的好奇心，可以说是主动学习，我们称其为初始状态A，另一种是被迫学习，且主体对于所学的内容的好奇程度极低，低至不足以引发学习行为，我们称其为初始状态B。
在B状态时，我们又是个什么状况呢？因为此时我们被强迫学习不感兴趣的知识，而且这个压力大到很难反抗，那么我们会去学，但生理上是什么情况呢？我们的行为虽然是学习，但是我们的欲望却是脱离这种状态，这样又会导致怎样的结果呢？在这里我同样要区分两种状态，那就是有着强烈的虚荣心的状态b1和有虚荣心但还不会强烈至引起学习行为的状态b2，
在b1状态下，生理上虽然有着脱离这种不“舒服”状态的欲望，但生理上同样有着不想被人看扁甚至要超越其他人的欲望，因为后者比前者强烈，所以行为自然会被有这个欲望所带来的目的约束，主体会想方设法超越别人，同状态A一样，行为和经验都会被约束至实现目的的这个过程附近，我虽然不认为这样的过程是好的，但从这个角度来看，它也属于理性式的范畴。
人机工程学课程论文
本论文为《人机工程学》课程的考核环节，通过书写论文巩固课堂教学过程中所讲授的知识内容，掌握人机工程学在作业环境、操作系统等方面的应用。
二、论文选题：
论文题目为自选，应用人机工程学的知识对研究对象进行分析，确定其合理性；应用人机工程学的知识对研究对象进行设计，使其复合人机工程要求。（只选一个方面）
三、论文内容：
1、应用人机工程学的知识对研究对象进行分析，确定其合理性。研究对象可以为操作环境、操作系统、人及交互产品、日常用品等。
2、应用人机工程学的知识对研究对象进行设计，使其复合人机工程要求。研究对象可以为操作环境、操作系统、人及交互产品、日常用品等。
要求要有必要的图表说明。
四、论文要求：
论文上交日期为2011年1月10日。2．字数要求：字数不少于3000字。3．提交文件：
同时提交打印稿和电子稿件。
五、评分原则
1．考核成绩(1)平时成绩20%；(2)论文70%。2．评分原则
课程论文（设计）中，最终的论文或设计说明书并不能完全反映学生的真实水平，因此，对同学的评分，特别要注意抓两头：一头抓平时，一头抓论文。可按下述原则作原则上的评定成绩：
成绩优秀的条件：
（1）设计或书写论文过程中表现有一定的独立工作能力，能按老师的指导的内容自己独立完成论文或设计；
（2）论文或设计中没有较大错误和较多的一般性错误（允许有个别非原则性错误）；
人机工程学的应用与发展
关键词：人机工程学；汽车；机械产品；安全；应用；
摘要：随着现代化工业，特别是汽车工业的发展，人机工程学的应用越来越广泛。它的应用主要体现在改善设备、改善工作条件、设计防护设施和调节人机之间的匹配关系等几方面。通过分析机械产品虚拟设计的程序以及在各个阶段中，人机工程学的应用，初步建立了机械产品虚拟建模阶段所要进行的人机工程学分析的内容和模式，研究在人机工程学指导下如何使用不同的软件进行机械产品虚拟建模。最后，概述了人机工程学在轿车车身结构、车灯、方向盘、座椅、视野和制动稳定性等方面的应用现状，总结了提高汽车正面、侧面、后面碰撞保护能力以及车顶耐撞强度的一些方法
人机工程学把人机环境作为一个系统，充分重视作为重要元素的人、机、环境的关系极其相互作用。要求在机械制造过程中，充分考虑机器如何适应人的要求，考虑人的行为能力、技术水平与操作特点，使技术更适应于人来操作。随着现代化工业的发展和新技术的应用，人们的工作方式也发生着相应的变化。概括地说，人机工程学主要研究两方面问题，即机器怎样设计才能适合人的使用，以及人与机器怎样分工才合理。在现代大工业背景下，人机工程学愈来愈受到经营者、技术界的重视。
1、人机工程学
所谓人机工程学，亦即是应用人体测量学，人体力学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、活动范围、动作速度、动作频率、重心变化以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析认得视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的技能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响生理状态的因素以及生理因素对工作效率的影响等。
2、人机工程学对机器的要求随着科学技术的高度发展，向工厂提供那种只注重机器本身效率的机械产品现在已不合时宜了。企业希望制造提供的机械产品能综合考虑人的情绪、能力和所处的环境等因素，希望所操纵的机械不要付出过强的体力劳动，使操纵者始终保持精神饱满，能保证操作安全，并保护环境与生态。
2.1便于信息交互与处理
人机系统中人与机器的关系，实质是信息交互与处理过程的关系。机器各部件的相对位置的安排，应首先考虑便于操作、观察和调整、维护。设计原则是操作简单，操作位置、维修位置和信息源的数量尽量减少；操作不见得位置、大小、加力方向要与操作者的身材特征相适应。不同类型的操作部件要有明显区别，信号显示方式也要有所不同。司机与汽车的关系是典型的人机关系。汽车驾驶室内部布置应以驾驶员视野良好、乘坐舒适、驾驶安全为出发点。方向盘与座椅的相对位置、座垫至脚踏板以及顶棚的距离均应计及标准人体尺寸，脚踏板与方向盘的设计力求操作轻便。2.2绿色制造
2.3安全防护
安全维护有两方面内容：一方面是采取措施避免操作错误，对机器进行防护。操作错误可能是来自外界或内部的某些干扰而产生的误动作，也可能是由于操作者本身的错误行为而引起的操作错误。采取的措施有：防止超载的安全装置、自动锁紧装置、控制开关的闭锁装置等。目前，大型机电一体化设备一般具备自诊断功能。一旦发生故障，能够快捷地检测故障，判断原因，准确定位故障点。另一方面是对操作者人身安全的保护。如行走车辆为了保护驾驶员的安全，除了三点式安全带、安全气囊、ABS防抱制动系统外，还出现防翻滚驾驶台等。另外，报警系统、防护罩、挡板、绝缘外壳、噪声隔绝装置的采用，也都是切实可行的。
3、人机工程学在汽车上的应用
3.1
基于人体感官的界面设计例如，人的视觉有视角、视野、可视光波长范围、颜色分辨力、视觉灵敏度、定位错觉、运动错觉、视觉疲劳等特性，汽车的挡风玻璃、仪表板和仪表的设计就要充分考虑这些特性，使驾驶者能够得到足够的视区，能够迅速辨认各种信号，减少失误和视觉疲劳。交通标志的设计也应该采用大多数人能分辨的颜色和不易产生错觉的形状。3.2
基于人体形态的界面设计不同地区和人种、不同年龄和性别都具有不同的身体尺寸，为不同地区和群体设计的汽车就要参考特定对象的人体参数，在现代社会条件下，以一种产品规格想占有不同地区的市场是很困难的。设计一台机器首先要考虑采用什么身体形态来操纵，选定姿态后，还要考虑以最舒适的方式对人体进行支撑，并适当地布置被操作对象的位置，从而减少疲劳和误操作。
3.3
基于力特性的汽车设计人体在不同的姿态下，用力的疲劳程度不同，操纵机器所需的力量应该选择在对应姿态下不易引起疲劳的范围内。例如，转向助力器就是为了减轻操纵力而设计的。人体在不同的姿态下最大拉力、最大推力也不相同，例如，坐姿下人腿的蹬力在过臀部水平线下方20度左右较大，操纵性也较好，所以刹车踏板就安装在这个位置上。
4、人机工程学的研究方向
参考资料
1王宣；李宏光；赵航
现代汽车安全
1998
2马江彬
人机工程学及其应用
1993
3胡萍
人机工程学在工程机械设计中的综合应用
2009
4丁玉兰
人机工程学
2005
车辆人机工程学课程论文
基于人机工程学评价与仿真的人体模型建模
╳╳╳
（东北农业大学工程学院，哈尔滨，150030）
摘要：随着人机工程技术的不断完善，参数化的人体模型已不再仅是作为一种静态的视觉参考，而是在此基础上融入了人体结构、人体功能和人体力学等方面的特征，使人体模型不仅具有合理的外观、精确的尺寸，还具有合乎实际的运动形式。随着研究的不断深入，参数化的人体模型已经成为一种有效的辅助工具，直接参与到工作环境的设计与评价过程中来。尽管不同的人机问题对应着不同的设计要求，但应用在人机工程上的人体模型的设计原则是一致的，即要达到：外观合理、尺寸精确、运动逼真。参数化的人体模型的设计目前存在以下三方面的难点：
（1）从外观上看，基于简单几何体搭建的人体模型具有必要的人机工程测量基准，但模型的外形较生硬、失真度较大；基于曲面表达的人体模型外形较逼真但是缺少准确的测量基准。
（2）从尺寸的精确度上看，人体模型的尺寸都是经过简化或是估算得到的，模型的尺寸不能真实体现个体的形态。
（3）从运动情况来看，目前多数人体模型只能进行静态的尺寸测量，少数模型即使能够实现连续的动作仿真，但逼真度不高。
本文针对当前人体模型设计过程中上存在的诸多问题，开发了参数化的人体模型。首先，人体模型采用数据库管理系统进行参数化建模，同时加入各肢体段的质量数据和各个关节的活动角度范围数据。其次，在运动仿真方面，本文根据人体模型各个关节的自由度数目，用特定的函数驱动关节运动，对模型整体进行运动学和动力学仿真，从而实现人体模型的简单连续运动。关键词：人机工程学、UG二次开发、人体模型、碰撞检测、运动仿真
车辆人机工程学课程论文人体模型国内外研究现状
1.1国外发展概述
人体模型的运动控制方法有很多，选择不同的运动控制方法，实现运动的路径会有一定的差异，但是最终都能实现预定运动的目的。目前，国内对人体模型的运动控制的研究分路径研究、步态研究、灵巧关节、姿势驱动和姿势重构等几个方面进行。运动仿真方面有运动规律仿真，运动轨迹仿真等。
在人体模型的姿势重构方面，研究者的切入点也各不相同，取得的成果也很多。有研究者提出在给出所有骨骼的视觉特征的基础上，首先从候选的姿势库中找到有关的候选姿势，动态的设计候选的姿势来形成连续的姿势序列，从而创建特定姿态的人体模型的方法。在文献中提出一种新的算法，能减少着衣、图像噪音和背景等因素引起的不确定数据的影响，从多个视频图像轮廓中提取一个体积数据（立体像素）来捕捉少量标记模型的人体动作。文献中提出的一种主动形状模型(ActiveShapeModel)能主动的探测和跟踪人体动作过程中的变形情况。在CATIA中人体模型被普遍应用于自动布局，可以用摄影的方法来测量人体尺寸并用测量到的尺寸在CATIA软件中快速的创建人体模型[49]，也可以在SolidWorks中实现虚拟人姿势重构。运输设备的几何参数是影响操作者舒适度的关键因素，基于舒适度或人机评价需求的人体模型可以用来分析设备的几何参数对人体舒适性的影响，模拟和评价操作中的人体可达域和视域等。
目前，国内有很多人进行了人体模型的跑步或步行的运动控制技术及路径规划问题研究，也取得了很多成果。武汉理工大学的任静丽等分析了跑步运动的关键时刻及关键阶段，建立了沿指定路径的跑步运动模型。所研究的模型外观上未能实现手指描述，虚拟交互方面也未实现碰撞检测。西北工业大学的罗贯提出了一种16关节，39个自由度的人体模型，模型未包含手部的详细描述，通过控制上肢、下肢、躯干等关节的姿态实现步行、跑步等基本运动，运动仿真方面未能实现多刚体系统模型的碰撞检测。国防科学技术大学的彭善跃对平面五连杆描述的点接触两足机器人的跑步运动进行研究，并搭建了仿真平台并验证了控制策略的有效性。但是研究未实现三维人体建模，导致仿真结果与实际的运动状态会存在一定的差异。
从目前国内在人体模型的运动控制及仿真方面的发展现状来看，应用的运动函数不同，得到的仿真的逼真度就不同。还没有一种运动控制函数，能实现与真实人体的运动一模一样的运动，无论函数多么复杂，结果都会存在不可避免的偏差。即使从仿真需求上看，效果上已经达到了逼真要求，却未能实现精确的碰撞检测。相信随着越来越多的研究者加入到人体模型的研究队伍中来，经过不断的改进与创新，我国在虚拟人体模型领域的研究将取得更为显著的成果。
车辆人机工程学课程论文人体模型简化处理
目前，研究人机工程学问题的方法有很多，人体模型是模拟与模型试验法和系统分析评价法中的一种重要的人机工程学的研究工具。本文动态人体模型的开发过程主要包括:(1)抽象人体所包括的肢体及关节；(2)确定各个肢体及关节的几何尺寸和外形；(3)描述人体模型关节运动方式并限定其运动范围；
（4）对人体模型的各个关节的运动进行机械描述并确定各个关节的自由度；
2.1人体模型的躯体组成
(a)有向关节图
(b)EHuman肢体图
图2.1肢体组成图
其中在躯干主关节链上髋关节和腰关节之间是躯体的腹部，腰关节和胸关节之间是腰部，胸关节和颈关节之间是胸部，颈关节和头部之间是颈部。在左上肢上，左肩关节连接胸部和左上臂，左肘关节连接左上臂和左前臂，左腕关节连接左前臂和左手。在左下肢上，左髋关节和左膝之间是左大腿，左膝关节和左踝关节之间是左小腿，左踝关节连接左小腿和左脚。
在人体模型的躯体组成的表示方法中，头、胸、腰、腹及手掌和足都是用长方体进行描述的，而颈部是圆柱体，大腿、小腿、上臂、前臂、手指等是用圆台进行描述的。
2.2人体模型的各部分尺寸
简化人体各部分的尺寸也就是对人体各部分的尺寸进行估算。估算人体尺寸的方法有很多，一般常用的有回归方程估算法，比例缩放估算法、概率统计值估算法、用“加减”运算估算法、混合群体估算法及偏差系数值估算法等。利用这些方法可以推算和获取人体模型所需的人体尺寸数据。本论文直接从GB10000-1988中查取所要用到的各个尺寸值，在标准中没有列出的百分位数的人体尺寸通过百分位数法给出。
2.3关节类型及运动范围
人体是由多个关节连接起来的链式肢体段的组合。人体的关节按运动性质可分为单轴关节、双轴关节、多轴关节等。其中只允许在一个平面中活动的关节是单轴关节，例如肘关节和如图2.2中4所示的近位指关节等；允许在两个维度上作屈伸和收展运动的关节称为双轴关节，如图2.2中5所示的腕关节；多轴关节允许在三个维度上作各种运动，具有三个自由度，如肩关节。
图2.2关节的类型
根据关节类型把人体关节的运动分为滑动、摆动、旋转、环转四种基本运动形式。滑动运动一般活动量微小，本文研究中忽略滑动运动。摆动运动通常指相连两肢体的屈伸和收展，如肘关节的的伸和屈、腕关节的内收和外展。旋转运动指某一肢体段向内侧或向外侧旋转，如肩关节的旋内和旋外。环转运动是屈、展、伸、收的一次连续运动。
为了研究人体工作姿态的舒适度，首先要知道人体各个关节的最大活动范围，而且还要明确各个关节的舒适范围，舒适范围是评价中判断是否舒适的主要依据。因为本文开发的人体模型的外形描述
细化到手指的各个指关节，手指的指掌关节能实现手指的摆动运动和绕关节轴的旋转运动，近位指关节和远位指关节只能在一个方向上实现手指的伸和屈。表2-2给出手指关节的最大运动角度，同时给出各个手指的指掌关节和近位指及远位指关节的运动副描述形式和自由度数目。
表2-1手指关节活动范围
表2-3给出的是人体主要关节的坐标描述和最大运动角度及舒适活动范围。并且给出了分别绕坐标轴运动的活动状态。在表中所列的关节局部坐标系的转动轴X、Y、Z定义符合右手法则。
表2-2人体关节活动范围
2.4人体模型的自由度
通过简化人体运动的自由度，在一定程度上能降低多自由度系统运动问题求解的复杂性。因此，考虑在不影响运动逼真性的前提下，如何用最少的自由度描述人体运动问题，是简化问题的关键。
人体是由上肢、下肢和躯干五条关节链组成。每条关节链上的关节运动都是从该关节链的起始端传递而来的。因此，运动链的起始端的运动自由度对整个关节链的运动影响最大，若简化此处关节的自由度，可能会使肢体末端不能到达预定的运动位置。另外，若简化某些关节处的常规运动所需的自由度，如简化头部的左歪、右歪，则会导致头部运动僵化，不能实现头部某些常规运动。因此在人体关节的自由度简化的过程中，一定要保留运动起始端的关节自由度，尽量不要去掉一些常规运动所需
车辆人机工程学课程论文的自由度。
在上肢中，肩关节、肘关节和腕关节的联合运动实现了手臂的运动。肩关节处于人体上肢运动链的起始端，能够实现内外摆和上下摆、前后摆，并且运动范围较大，所以肩关节的3个自由度不能简化。人体模型构造过程中表现为肩关节分别绕肩关节所在局部坐标系的X、Y、Z轴作旋转运动。肘关节实现前臂相对于上臂的运动，简化为具有一个自由度的关节，人体模型中表现为绕肘关节所在坐标系的Z轴作旋转运动。腕关节实现手和前臂之间的内外摆和弯曲运动，表现为绕其所在坐标系的Y、Z轴作旋转运动，属常规运动所必需的自由度，故不能简化，如图2.3所示。
图2.3上肢关节自由度定义
在下肢中，髋关节、膝关节和踝关节实现了腿部的运动，髋关节处于人体下肢运动链的起始端，可实现大腿的前后、左右、内外摆动，保留3个自由度。反映在人体模型中即是绕着髋关节所在局部坐标系的X、Y、Z轴作旋转运动。膝关节实现小腿相对于大腿的伸屈，简化为1个自由度。踝关节简化为2个自由度，实现脚部前后摆动和左右旋转运动。
在躯干中，腰关节处于躯干运动的起始端，分别实现腰部的前后弯、左右弯、左右转，有3个自由度。反映在人体模型中是绕着腰关节所在局部坐标系的X、Y、Z轴作旋转运动。上下胸部关节各有一个自由度，实现躯干的前屈。
本文所要创建的人体模型EHuman共包含17个躯干肢体段和每只手15个手指段，共47个肢体段，46个关节，共包含72个自由度。关节自由度数目在表2-
1、表2-2中已列出。
车辆人机工程学课程论文人体模型的运动仿真
人体模型的运动是动态人体模型开发的难点和重点。人体模型的运动包括关节的调节形成的“静态运动控制”和运动仿真模块实现的“动态运动控制”。所谓的“静态运动控制”就是通过分别调节人体模型各个关节的角度，实现不同姿态展现。“动态运动控制”则是通过运动仿真模块，实现运动规律、运动轨迹的仿真，进而达到碰撞检测等评估功能的实现。
要想实现人体模型的运动仿真，首先要建立运动机构主模型，进而分析该主模型的运动规律。运动仿真模块（MotionSimulation）可以建立多种不同的解算方案，并且在不影响装配主模型的前提下独立修改每个解算方案。该模块可进行机构的干涉分析、运动轨迹分析和动力学分析等。
人体模型中肢体段抽象为连杆（刚体），关节抽象为运动副。不同的关节抽象为不同的运动副，如颈关节、腰关节、肩关节等有3个自由度的关节抽象为球面副；腕关节、踝关节等有2个自由度的关节抽象为万向节；膝关节、肘关节等有1个自由度的关节抽象为旋转副。
对于运动仿真开发的程序控制来说，首先是仿真的参数预定义部分，包括单位类型、测量类型、参考类型等；其次是创建连杆，包括连杆的名称、质量特性、初始速度的定义等；接下来是关节种类、运动极限及运动驱动类型等的定义；最后进行运动仿真的解算方案参数的定义。下面给出解算方案参数类型定义的程序框架：
Structuf_motion_solver_parameters_s{uf_motion_solver_tsolver;/*求解方案已使用，查找定义部分*/doublemax_step_size;/*解算方案的最大允许步长，想要得到更详细的结果，增大这个数值，想要更快得出结果，减小这个数值。*/doublemax_solver_error;/*解算方案的最大允许误差，想要得到更精确的结果，增大这个数值，想要更快得出结果，减小这个数值。*/Intmax_integrator_iterations;/*动力学分析的最大允许迭代次数，若解算器求解的问题具有收敛性，则增大这个数值。*/Intmax_kinematics_iterations;/*运动学分析的最大允许迭代次数，若动作模型求解的问题具有收敛性，则增大这个数值。*/Intmax_statics_iterations;/*静力学分析的最大允许迭代次数，若动作模型求解的问题具有收敛性，则增大这个数值。*/Intuse_mass_properties;/*确定是否在分析中使用质量特性，如果是“FALSE”，则表示不能进行动力学仿真，或者运动学仿真中也没有惯性数据。*/}；Typedefstructuf_motion_solver_parameters_suf_motion_solver_parameters_t;
3.1人体模型的肢体段生成连杆
连杆（Links）通过运动副的连接构成了空间机构。将人体的肢体段抽象为连杆后（即把肢体段都抽象为刚性体），人体模型的各个肢体段和关节一起组成一个机构，这个机构就是运动的人体模型。因此，进行人体模型的运动分析的第一步就是创建连杆。机构要运动，必须有一个机架，因此创建连杆的过程中必须要有一个连杆与地固连，不能移动，即人体模型的某一个肢体段应创建为固定连杆。因为本文中把人体模型的髋关节作为人体模型的根关节，故把人体模型的腹部作为固定连杆。
材料特性（Material）是计算质量和惯性矩的关键因素，UG的材料功能可以创建新材料，检索材料库中的已有材料，并将这些材料特性赋给机构中的实体。UG运动仿真模块中的材料默认密度值为7.83×10-6kg/mm3（千克每立方毫米）；可以继承装配主模型在建模模块中赋予的材料特性。
图3.1创建右上臂
3.2人体模型的关节生成运动副
运动副（Joints）的作用就是连接人体模型中相互接触的两个肢体段，并通过一定的约束条件使其产生相对的运动。另外，为了人体模型做规定的运动，必须添加约束限制各个肢体段之间的运动，保留所需的自由度和去掉多余的自由度。将关节抽象为运动副后，肢体段抽象为连杆，运动副就把各个连杆连接在一起，从而使人体模型运动。在创建关节运动副之前，人体模型中的肢体连杆没有约束，运动规律不确定。没有创建运动副的肢体连杆具有6个自由度（DOF），分别是沿坐标轴方向的移动和绕坐标轴的转动。
对于UG的运动仿真模块来说，可添加的运动副的种类很多，包括旋转副、球面副、万向节、滑动副、柱面副、平面副、螺旋副等。人体模型作为一个复杂的空间机构，严格来说，包含的运动副类型很多，但是经过前面章节的简化处理，把人体模型的关节均简化为旋转类运动副，忽略微小的移动。当关节具有一个转动自由度时，运动副简化为旋转副。当关节具有两个转动自由度时，原理上可以处理为万向节，但是在运动仿真模块中，万向节不可以加驱动并且不能限制运动极限，故把具有两个运动自由度的关节定义为“类万向节副”，使其具有两个方向上的转动自由度。球面副在仿真中也不能加驱动，不能限制旋转运动的运动极限，同理把球面副定义为一种“类球面副”，使类球面副具有三个互相垂直方向上的转动自由度。
前面已经提到，创建连杆时要包含中心点、中心线等描述性几何体，以便在创建运动副时定义运动副的方向，以肘关节的旋转副的创建为例，首先选择要创建运动副的连杆（前臂），原点为肘关节处关节球的球心坐标，因为肘关节的旋转副的旋转轴是肘关节处局部坐标的z轴，故z轴定义为指定方位，咬合连杆选择上臂，如图3.2所示。
图3.2创建旋转副
3.2.1单自由度关节生成旋转副
旋转副有一个转动自由度，是连接两个连杆的常用运动副，如图3.3(a)所示。旋转副可以在两个连杆之间添加约束，也可以对单个连杆添加约束使之与地固定，但允许绕空间一点旋转。在运动仿真模块中，旋转副旋转的正向由右手法则决定，右手的大拇指指向为正Z轴方向，手指弯曲的方向即是旋转的正向。旋转副可以定义其运动极限。人体模型的运动仿真中定义的旋转副有：肘关节、膝关节、车辆人机工程学课程论文
胸部关节及手指的近位指和远位指关节等。
3.2.2两自由度关节生成万向节
万向节有两个转动自由度，连接两个成一定角度的转动连杆，如图3.3(b)所示。因为在运动仿真中，万向节不能添加驱动，不能规定万向节的运动极限。类万向节就是把两个垂直方向上的转动转换成旋转副，把两个旋转副封装成一个运动副。人体模型运动仿真中定义的类万向节副有：踝关节、腕关节等。
3.2.3三自由度关节生成球面副
球面副连接两个连杆，有3个自由度，球面副没有方向，当创建球面副时，只需指
定连杆和球面副的原点即可，如图3.3(c)所示。因为球面副不能加驱动，不能规定球面副的运动极限，所以把球面副简化成三个相互垂直坐标中上的转动副。把这三个转动副封装成一个运动副，称为“类球面副”。对类球面副的三个转动方向上的运动可以进行运动范围的限制。人体模型运动仿真中定义的类球面副有髋关节、肩关节、颈关节等。
(a)旋转副
(b)类万向节
(c)类球面副
图3.3运动特征
3.3运动仿真中的力和运动驱动
3.3.1定义人体模型的运动驱动
在运动仿真模块中运动驱动类型包括：无驱动、运动函数、恒定驱动、简谐运动驱动、关节运动驱动等。
图3.4驱动类型
3.3.2添加运动仿真中的操纵力
在运动仿真中力主要包括标量力（ScalarForce）、矢量力（VectorForce）、重力和扭矩。简言之，标量力指只有大小不规定方向的力，在仿真分析阶段标量力的方向是不断变化的，但力的起点和终点是固定不变的。矢量力是既有大小又有方向的力，标量力的方向在某一坐标系中始终保持不变。
当定义力时，须选择第一个连杆（作用连杆ActionLink），用于定义作用力的作用点；选择第二个连杆（基础连杆BaseLink），用于定义大小相等、方向相反的反作用力的作用点。矢量力是有一定大小，以某方向作用的力，且其方向在绝对坐标系（AbsoluteCoordinateSystem）和用户自定义坐标系（UserDefinedCoordinateSystem）的其中一个坐标系中保持不变。在所有外力中，重力是比较常见的一种矢量力。重力（Gravity）在运动仿真模块运行过程中，默认的重力方向是负Z方向，大小为9806.65N。
在人体模型的运动仿真中要定义的力有由外部施加的力，该力应是人体某部位（手、脚）直接同外部控制器接触时所要施加的操纵力的反作用力。还有运动过程中身体内部肌肉产生的肌肉力。在人体模型的运动仿真中，忽略人体内部产生的肌肉力，只考虑人体工作过程中受到的外部力。在正常工作状态下，人体受到的外部力就是人体手、脚的操纵力大小。如向食指添加大小为147N的拉力，可以在新建载荷里选择矢量力，然后添加如图3.5所示的矢量力。
力矩是作用力与力臂的乘积。拿转动手臂来说，转动轴是肘关节和肩关节，手臂运动产生的转矩可以改变臂部肌肉的收缩从而可以完成推或拉的动作。同样，身体其它部位产生的力矩也可以完成各种各样的动作。扭矩可使物体产生扭转，使用时必须考虑扭矩大小和旋转轴。
扭矩的大小由两方面的因素组成，一个是扭矩的大小，更一个是扭矩的作用周期。扭矩的旋转轴有3种：现有的旋转副的旋转轴、用户自定义坐标轴、绝对坐标系中的坐标轴。扭矩分为标量扭矩和矢量扭矩两种。两类扭矩的主要区别在旋转轴的定义上：标量扭矩必须施加在旋转副上，旋转轴必须采用旋转副的轴线；矢量扭矩则是施加在连杆上，其旋转轴可以是用户自定义的矢量也可以是坐标轴。
图3.5添加矢量力
3.4人体模型的运动仿真
在UGNX的运动仿真模块中，分析类型包括运动学分析和动力学分析两大类。
通过前面章节的各种准备工作，搭建了可以进行运动仿真的环境，并且把人体模型这个复杂的机构中的各个肢体段定义为连杆，关节定义为相应的运动副。又进一步通过施加力或是约束对连杆和运动副添加了运动驱动，最后就可以对整个系统创建不同的求解方案了。运动规律仿真即是仿真机构的运动规律，如模拟运动的位移轨迹，得出速度图像、加速度图像等。在进行运动规律仿真之前，要先利用封装选项（PackagingOptions）来收集或封装特定的、感兴趣的对象信息，以便于在随后的分析过程中进行测量、跟踪、干涉等操作。封装选项包括测量（Measure）、跟踪（Trace）、干涉检查（Interference）三个功能。
测量功能用来测量人体模型的肢体对象或对象上的点与空间环境之间的距离或角度，并定义了人体模型和周围环境对象之间的安全区域（ClearanceZones），即最小允许距离，运动一个步长系统就会比较测量距离和最小允许距离的大小，如果测量结果小于这个最小距离时，系统会发出安全警告并暂停运动。
跟踪功能生成或保存人体模型肢体某一对象在每一分析步骤开始时的状态和位置。可以在绝对（Absolute）参考框架或相对（Relative）参考框架中，进行运动仿真分析或关节运动。跟踪功能可以生成人体模型肢体段上某一位置点或多个位置点的运动轨迹。
干涉检查功能是用来比较和检查人体模型的某一肢体与所在周围环境之间的干涉重叠量。干涉检查选项需要规定干涉动作，即发生干涉时系统是要高亮显示（Hilite）还是创建实体（Solid）或者是显示相交曲线（Curve）。高亮显示就是发生干涉的物体高亮；而选择创建实体选项时，干涉出现时系统会生成一个描述干涉体积的非参数化的相交实体；显示相交曲线则是发生干涉时显示干涉发生部位的相交曲线。人体模型运动过程中可能会碰撞到周围环境中的设备或控制器，通过干涉功能可以直观的检测碰撞现象。
车辆人机工程学课程论文总结
通过比较几种典型的模型构建的方法，最终用线框模型描述人体模型的骨骼，不仅精确描述了人体的肢体组成，而且精准定位了关节位置；用实体模型描述人体模型的外观，上下肢用圆台描述，而且手部描述从单个长方体块细化到用圆台描述手部五指的各个手指段。利用UGNX的运动仿真模块进行人体模型的运动仿真，把人体关节的运动形式转化为运动仿真中的运动副的运动形式。同时对人体的手、脚的操纵力进行研究，把人体对操纵设备所施加的力转化为运动仿真过程中所要输入的力和力矩信息。
本论文研究中还存在一些不足，从功能角度出发，对人体的关节自由度进行了一定程度的简化，在运动仿真逼真度上有所损失。
参考文献：
汽车座椅设计
一．舒适驾驶首要在于座椅设计
通过对汽车座椅设计中的人机因素即尺度、形态、功能、色彩四方面的具体分析，人机工程学在汽车座椅设计中的作用主要体现在以下几方面：
1、为确定汽车车空间范围提供依据。
2、为设计汽车座椅提供依据。
3、为确定感觉器官的适应能力提供依据。二．人（驾驶员）坐姿生理特性分析
1、坐姿脊柱形状
人坐着时，身体主要由脊柱、骨盆、腿和脚支承，脊柱是构成人体的中轴，位于人体背部中央。只有座椅的结构和尺寸设计使驾驶员的脊柱形态接近于正常自然状态，才会减少腰椎的负荷以及腰背部肌肉的负荷，防止驾驶疲劳发生。2.坐姿体压分布
当座椅上的人处于坐姿状态时，人的身体重量作用于座垫和靠背上的压力分布称作坐姿的体压分布。坐姿体压分布包括座垫上的体压分布和靠背上的体压分布两部分。
（1）坐垫上的体压分布
（2）靠背上的体压分布
靠背上的体压分布也以不均匀分布，压力相对集中在肩胛骨和腰椎两个部位。从这两个部位向外，压力应逐步降低。
图1坐姿时坐垫上的体压分布
图2坐姿时靠背上的体压分布
3、人体对车内震动，微气候的反应
（1）人体对震动的反应
驾驶员坐在行使中的汽车上所承受的振动属于全身振动的范畴。外界振动传入人体时所引起的增大或减弱效应与身体在振动系统中的姿势有关，一般来说，坐姿工作时，由于人腿的减振作用大大降低，抗振性要比站姿工作时差，特别是脊柱和胃部受到振动的损害，因此坐姿作业者容易产生脊柱损伤和胃病这两种职业病。
振动对驾驶员操作的影响主要表现为视觉作业效率的下降和操作动作准确性变差。另外人体在振动环境中会加速疲劳过程。当振动环境中的振动特性处于人体神经系统的敏感区域时，这种刺激频繁传入大脑皮质，引起大脑皮质细胞兴奋。当达到一定限度时，皮质细胞的工作强度将减弱，人就会感到疲劳，工作效率明显下降。
（2）环境变化对人的影响
驾驶员在驾驶状态下的舒适温度为18℃～23℃，舒适湿度为40%～60%，代谢量为1.0～2.0met。座椅对人体热环境的主要影响因素有：座椅表面的温度和湿度。座椅表面的温湿度特性将影响人体背部、臀部、下体等部位的散热性能及皮肤的呼吸功能，当其温湿度特性与人体生理机能不适应时将引起人体局部不快感，从而促使人体疲劳的形成。
三．汽车座椅的人机工程设计
汽车驾驶座椅的人机工程学分析，安全舒适的汽车驾驶座椅的设计必须满足以下要求：意识坐姿舒适性（静态舒适性）；二是振动舒适性（动态舒适性）；三是操作舒适性；四是安全性（包括主动安全性及被动安全性两个方面）。
1、座椅结构的设计:驾驶座椅结构设计的研究把注意力集中在人体生理结构特点对驾驶舒适程度的影响上，寻求最佳的座椅结构形式、尺寸、轮廓形状及材料选择。（1）座椅结构设计
①座垫设计：座垫应坚实平坦。过于松软的椅面，使臀部与大腿的肌肉受压面积增大，不仅增加了躯干的不稳定性，而且不易改变坐姿，容易产生疲劳。
②靠背设计：在座椅靠背设计时应保证有靠背两点支撑，即就是人体背部和腰部的合理支撑。。
（2）座椅材料选择
考虑2个方面：①振动舒适性以及座椅对人体热环境的主要影响。座椅材料是座椅的主要减振元件，必采用合适的座垫和靠背减振材料。②根据驾驶室的微气候环境，调整座椅表面的湿温度特性，可以适当调节人体代谢，达到减轻疲劳的目的。2.座椅舒适性设计
根据人机工程学原理，设计中应遵循以下原则：①座椅尺寸应与人体测量尺寸相适宜；②座椅应可调节，能使乘坐者变换姿势，并最大范围满足各类人体的乘坐要求；③座椅应能使乘坐者保持舒适坐姿，靠背结构和尺寸应给腰部充分的支撑，使脊柱接近于正常弯曲状态。
（2）座椅舒适度的影响因素①座椅的几何尺寸②座椅的腰托③座椅的调节特性④压力分布
建立定量模型，预测座椅的不舒适性能消除座椅不舒适性，模型有3种：利用模糊理论建立的模型、线性模型和神经网络模型。3.座椅空间位置设计
座椅空间位置设计就是为了达到操作舒适性的目标，而进行驾驶室座椅空间位置设计以确保驾驶员有良好的视野，同时对汽车转向盘、脚踏板等操作部件有恰当的操作要求距离，以达到操作舒适性的最终目的。4.座椅安全性设计
主要包括以下几个方面:座椅强度的设计、座椅结构型式的设计、靠背的设计、坐垫的设计、头枕的设计。（1）座椅强度的设计
座椅强度的设计是安全性设计的首要内容。汽车行驶中，座椅要承受复杂的载荷。汽车座椅必须有足够的强度，以确保座椅上的人所受的伤害最小；座椅的寿命应足够长，不致过早变形或损坏；受冲击载荷作用时，座椅不应发生断裂、严重变形等损坏现象。所以设计座椅时必须对汽车座椅的强度进行计算，尽量以最少的材料、最小的质量满足强度要求。（2）座椅结构型式的设计
座椅整体结构的安全性设计应考虑其对其他约束系统效能的影响及与其他约束系统之间的连接方式等。（3）靠背的设计
靠背的安全性设计应考虑靠背的强度、倾角、基本尺寸及其形状。靠背的强度设计不但应该在“追尾”等后部碰撞时给乘员提供良好的保护，而且也要考虑侧碰时对乘员的保护。而靠背倾角、基本尺寸及其形状对尾部碰撞的严重程度有很大影响。
（4）坐垫的设计
坐垫一般不会造成对乘员的直接冲击伤害，但坐垫的结构可以影响到乘员运动过程约束力加到乘员身体上的方式及外部载荷（加速度、力等）的绝对值大小。坐垫深度设计的原则是在充分利用靠背的情况下，使臀部得到合理的支撑。坐垫深度不应该超过人的大腿长度。
（5）头枕的设计
头枕是一种用以限制乘员头部相对于躯干向后移位的弹性装置，其作用是在发生碰撞时，减轻乘员颈椎可能受到的损伤。尤其是在汽车受到追尾碰撞时，可抑制乘员头部后倾，防止或减轻颈部损伤。现多采用模拟计算和试验验证相结合的研究方法。
郑州市公交车设计与改进
郑州公交车设计与改进
（一）前言
随着城市的发展和现代化水平的提高，公交车作为城市公共交通的重要组成部分，不仅担负着大众日常交通的使命，而且从一个侧面反映了该城市现代化的发展程度。公交车已经不再是简单的代步工具，人性化、智能化成为新一代公交车发展的方向。如果公交车生产厂商能够在设计之初就将人因工程的设计理念融入进去，那么，其产品定会在激烈的竞争中脱颖而出，赢得客户的认可。
（二）项目介绍
此次项目结合郑州公交车的现状，对公交车内、外环境设计进行了基于人机工程学的研究，提出科学、合理、人性化的公交车设计新方法，方便市民生活。
针对公交车部位多研究面大的特点，我们从扶手、门窗、座椅及其他地方进行了一些改进与设计。
（三）具体内容
一、扶手
目前，公交车车厢内扶手及栏杆基本上为无变化的竖直和水平布置，不能满足不同身高乘客的需要。靠近竖直栏杆的乘客相对好些，无论身材高矮都还“有杆可拉”，远离竖直栏杆的乘客就只能拉扶水平栏杆，常会出现身材较小的人够着费力甚至够不着的情况，而身材较高的乘客在抓握相对较低的栏杆时也会出现“使不上力”的情况。这就导致较高或者较矮的乘客在手握水平栏杆时都容易产生疲劳，在紧急制动状况下还可能造成腕部拉伤。
一是渐变式栏杆设计。栏杆不是统一的高度，而采用渐变式设计。将栏杆设计为凹凸形状，这样，可以尽可能地使大部分乘客抓握到。另外，还可在车内靠近通道的2排座椅椅背上端安装固定的拉手，以方便身材较矮的乘客抓握
二是可调节式拉手设计。在水平栏杆安装若干个拉手（类似于地铁拉手），拉手通过一段安全带和栏杆相联接。安全带的长度设计成可以调节的，这样就方便了不同身高乘客的需要，有效避免了因紧急制动等情况对人体的伤害。
在扶手设计时，应该做到，表面无尖角，末端圆滑，全车提供扶靠设施，防滑表面。在数据上，可以参考——直径：30-45mm水平扶栏高度175-180cm垂直栏杆间距离150cm或每隔两个座位提供。（2）卫生
（3）材料
栏杆材料：采用不锈钢复合管，这是一种新型材料，其外层采用不锈钢材料，内层采用普通碳钢材料，经特殊工艺复合而成。它既有纯不锈钢耐腐蚀、光亮等优点，又具有碳钢价格低、强度和钢度好等长处，是替代纯不锈钢的理想材料。
拉手材料：1.采用进口PC原料生产，韧性好，永不破碎，更坚固、更美观；2.连接带采用汽车安全带材料，四条纹高密度，两头无缝连接，更坚固、耐用；3.采用改进型倒挂式夹具设计，双螺栓，更牢固、更可靠；4.采用镀锌，防锈，防松螺母螺丝，更安全，更持久
（4）颜色
现在公交扶手大部分都是黄色。一般黄色有表示警示提醒之意，公交车的设计应注重人性化设计，黄色部位表示不宜接近部位，防止乘客夹伤等。以前小的客车用银色的只是起到防锈或美观作用，而现在用黄色，除了起到防锈，美观作用外，还有警示作用。(5)美观舒适
也可以装扮上可爱的图像，如下图：
这些不仅让乘客感觉而舒适，而且对商家的也是一种有效地宣传。
二、门窗
门窗是公交车最重要的地方，不仅涉及到乘客上下车及空气流通，更更重要的是在危急时刻能够顺利逃生。现在来往穿梭的空调公交车基本上都是全封闭的，只有少量的几个狭小的换气窗口，成人绝对是不可能钻出来的！而大幅面的钢化玻璃窗，在车内乘客遇险时是根本不可能砸开的！就算备有什么安全铁锤什么的，也没有用，当浓烟或火焰一下子腾起，谁能在几秒钟内取下锤子，而且还要完成一锤敲破钢化玻璃车窗的艰难任务！我想就是受过专业训练的人士也很难一锤敲出生之孔洞！何况普普通通的市民百姓呢！上面提到的安全锤其实只是一个很小的部分，但公交车的安全设备配备的问题之严重，是我们所有人都没有认真想过的。
除了从窗户逃生外，除了司机座位边上的那个门外，另两个门在出现燃烧等事故时，因为控制电路被烧坏，基本上就无法打开而成为逃生的出口。任何一个装载大量人员的车辆或建筑，首要考虑的必须是安全，安全中的一个最后的防线是人员撤离和逃生。因为当所有的安全措施都失效时，逃生就是一个最后的安全方案。但我们现在的各种公交车辆除了象征性的灭火器和敲碎玻璃的安全锤外，没有其他的了。
1、车窗全封闭，有必要改装成可推拉式车窗！
密闭式车窗要求车窗附近要配备安全锤，但安全锤失窃现象非常严重，对空调车车窗实施改造，最好将原有的固定式车窗改造为2至6个内置推拉式车窗，以适应紧急状态下乘客疏散需要。虽然窗口通过面积有所减少，但是根据我们的实验，一般情况下，成人用肘部撞击就可以打碎推拉式玻璃窗。
公交车必须有在紧急情况下，有类似于民航飞机上逃生安全门那样的设计，让乘客可以很快打开车门，在最短的时候内逃生的设计。而且很重要：这种逃生门不应该只有上下客的车门有，在车辆的另一侧也应该安排两个逃生门。公交车安全门
飞机的安全门
3、车内救生锤形同虚设，有必要按标准配齐！
按照原车辆的标准，每台车都将配齐8个消防锤。在消防锤后面加一条软钢丝，或者加一条链子，固定在车身上。长度既不影响救生时，需要砸碎相邻车窗玻璃的长度。又能防盗。若钢丝或链子长度过长，可以盘好用尼龙卡固定，既方便取用，又不影响美观。（如图）。四、一些栏杆扶手安装不恰当，应该撤除
所以说，车辆本身的安全配置，在城市公交车中是应该被认真考虑的问题，而这一点是怎么被我们的有关部门去思考的呢？乘客逃生是中国国内目前使用的所有公交车辆的一个通病。公交车在变大，核定载客人数在增加，几年前，当北京出现公交车的航母时我们曾经高兴与激动过，但安全的因素谁想过呢？希望通过这次事件，我们的公交车生产标准能把人的安全因素考虑得更多，特别是逃生装置的设计，希望有更多的逃命的保
三、座椅
公交车座椅分为驾驶员座椅和乘客座椅
1、推荐的H点位置的考虑因素是人体坐姿舒适性，考虑的因素单一。
2、推荐的H点位置是依据SAE公布的人体数据给出的，不适用于中国人体。
根据A、B两类汽车的适宜座椅位置计算公式即驾驶员H点离拇指基准点的水平距离X
其中应该注意的是：
1、A、B两类汽车是根据H点高度和方向盘的直径来划分的
2、计算公式中未体现X与方向盘尺寸的函数关系，然而汽车方向盘的大小是制约座椅设计的重要因素。
3、如果H点设计高度Z=404mm此时应该采用A类汽车的计算公式，可得出H点距拇指基准点的水平距离为X=790mm如果Z=405mm则应该采用B类汽车的计算公式，可得出H点距拇指基准点的水平距离为X=618mm，两个计算结果相差172mm，是高度差1mm的172倍。故可以说明此算法存在一定的缺陷。确定H点位置的行之有效的方法还有待进一步解决。
公交车驾驶员较小型汽车驾驶员的施力要大，受反作用力也就相对要大。如果不能保证力的有效传递，则驾驶员很易受到身体损伤。传统的座椅设计并没有考虑这个环节，如果H点的高度选取偏大，则X值较小，此时拇指基准点，膝关节点连线的延长线与座椅靠背的交点位于肩靠点之上，导致踩踏板时发挥不了肩靠的作用。
出于人机工程学的考虑，必须保证拇指基准点、膝关节点、坐椅靠背的肩靠点三点共线。乘客座椅
现有公交车乘客的座椅在腰部几乎没有设计。导致乘客在乘坐公交车时总有不舒适的感觉。应从人体坐姿舒适性入手来设计。最舒适的坐姿是臀部稍离背向前移，使上体略向后倾斜，保持体腿夹角在90°~115°之间，小腿向前伸，大腿和小腿，小腿和脚面之间也有合适的夹角，如图所示。
乘客保持坐姿时，座椅各部位的受力合理分布
另外座椅的设计还应该保证乘客有良好的体压分布，在靠背上的体压分布：靠背上的体压分布应当是腰靠部位最高。所以设计座椅靠背时应保证腰靠区能为人体提供舒适的支撑，以减轻腰部疲劳。座垫上的压力分布应当是坐骨结节处最大，由此向外逐渐减小，直至与座垫前缘接触的大腿下平面压力最小，所以设计座椅座垫时，应保证坐骨下面的座面近似水平，使人体重量的大部分集中在坐骨结节处，达到最佳体压分布，减轻臀部疲劳。乘坐舒适性是一个系统的概念，座椅只是其中的一个环节，要达到很好的乘坐舒适性，还必须依靠舒适的底盘和舒适的车内布置等。另外座椅在颜色、造型等方面应满足整体式内饰的特点，应与乘客区内其他部分同时设计以达到浑然一体的效果。
乘客座椅设计：
由于公交车底盘较低，使得车轮正上方形成较大的凸起，因此，车轮正上方的座椅可以适当加以调整，以方便乘客放脚。在宽大的车身中部，可以设置一竖排形同火车卧铺车厢座椅的可收缩座椅，面向车门，当乘客较少且有大件物品时，座椅就可以收缩起来，以方便存放物品，当乘客较多时，可将座椅放下，供乘客乘坐。而且这些地方可以照顾坐轮椅的残疾人。
四、其他方面的改进与设计
1、造型
有些造型师试图在公交车的外观造型设计上仿效高档旅游客车，过分追求流线外型，这不仅会增加制造成本，而且也是不必要的。主要原因是公交车运行速度较低“空气阻力相对较小。另外过大的前风窗后倾角不仅没有必要，还会减小车内空间。由于公交车地板高度较低”所以侧窗下沿也较低"侧窗高度较大，可以扩大乘客的视野。（侧窗上下沿高度可从满足乘客视野舒适性的要求加以确定）为了让驾驶员更好地观察站台乘客，特别是小孩情况，尽可能地消除盲区，乘客门玻璃几乎需要上下贯通。
2、外饰
3、驾驶区设计
4、乘客区设计公交车乘客区是公交车的主体，是移动着的休息室，是乘客暂时休憩的场所，内部设置应体现人、车、环境的协调，美观大方，具有时代气息。地板和车门踏步的高度要尽可能低，以满足乘客安全、方便、快捷上下车的要求。另外乘客座椅、座椅布局、横梁、玻璃窗等的设计也是保证乘客舒适性和安全性的重要一环。
5、后视镜
6、空调
7、一些小件的安放
随车的一些清扫工具如扫帚、拖把、垃圾箱在车内没有固定的存放位置，特别是垃圾箱，在车身摇晃的时候会移动。其实，可在车内使用率很低的区域如靠近后门的座椅下部（无后排乘客），根据常用工具的尺寸单独设计储物仓及垃圾箱固定装置。
（四）总结
这次的项目，我们团队进行的详细的讨论及具体的分工，并查阅和参考了很多资料，共同完成了这篇项目报告。关于公交车改进的问题，只要我们留心去观察、去思考，还会发现很多。不仅公交车，生活中的其他物体都是一样的道理。以人为本，科学设计，才能使机器更好地为我们服务，更好的方便生活。善于思考，大胆创新，学为所用，并用之于实践中去，才是我们学习的目的。
项目报告
扶手是公交车上最常用的工具之一，也是发现问题最多的。下面将从高度、卫生、材料、颜色及美观舒适等方面提出一些我们的想法，来做一些改进。（1）高度
鉴于此种情况，建议采用以下2种设计方案：
门窗是公交车最重要的地方，不仅涉及到乘客上下车及空气流通，更更重要的是在危急时刻能够顺利逃生。现在来往穿梭的空调公交车基本上都是全封闭的，只有少量的几个狭小的换气窗口，成人绝对是不可能钻出来的！而大幅面的钢化玻璃窗，在车内乘客遇险时是根本不可能砸开的！！就算备有什么安全铁锤什么的，也没有用，当浓烟或火焰一下子腾起，谁能在几秒钟内取下锤子，而且还要完成一锤敲破钢化玻璃车窗的艰难任务！我想就是受过专业训练的人士也很难一锤敲出生之孔洞！何况普普通通的市民百姓呢！上面提到的安全锤其实只是一个很小的部分，但公交车的安全设备配备的问题之严重，是我们所有人都没有认真想过的。
2、有些车门不能正常打开，有必要检查修理！
安全人机工程学
研究人、机械、环境三者之间的相互关系探讨如何使机械、环境符合人的形态学、
生理学、心理学方面的特性使人一机械一环境相经协调以求达到人的能力与作业活动要求相适应创造舒适、高效、安全的劳动条件的学科。安全人机工程学侧重于人和机的安全、减少差错、缓解疲劳等课题的研究。
人机工程学在欧洲是以劳动科学为基础发展起来的英国有欧洲开展人机学研究最早的国家于1950年成立了英国人机学研究会1957年创办会刊《Ergonomics》。美国于1957年成立人类因素工程学会同时发行了会刊。日本于1963年成立日本人间工学研究会。苏联、德国、法国、荷兰、瑞典、丹麦、芬兰、澳大利亚等国也先后开展了人机工程学的研究。1960年成立国际人机学协会。我国进入80年代以后也开始人机工程学的研究。
关于人机工程学的研究命名各国有所不同侧重点也各不相同。欧洲称作Ergonomics人机学美国称作HumanEngineering人类工程学和HumanFactorsEngineering人类因素工程学日本称为人间工学目前普遍采用的是Ergonomics我国曾译为人类工效学人机工程学、人机学等。
安全人机工程学研空的内容大体包括
1研究人机之间分工及其相互适应问题。分工要根据两者各自特征发挥各自的优势达到高效、安全、舒适、健康的目的。
2研究信息传递过程。人与机器在操作过程中要不断传递信息因此机器上各种显示器、控制器要设计得适合于人使用。
3研究作业环境创造安全的条件。生产场所有各种各样的环境条件例如高温、高湿、振动、噪声、空气中的有害物质、工作地的状况等。这些因素都会影响人的健康。安全人机工程学研究的目标是要将这些因素控制在规定的标准范围之内使环境条件符合人的生理和心理要求从而使操作者感到舒适和安全。
4研究安全装置。许多设备都有“危区”若无安全装置、屏障、隔板、外壳、将危区与人体隔开便可能对人产生伤害。因此设计可靠的安全装置是安全人机工程学的任务。
5选择合适的操作者。人的个体差异使操作者对工作的适应程度不同。在人事安排上要研究人机关系的协调性人适其职才有利于安全生产。
6研究生产过程中操作者疲劳的特点以及减轻疲劳和紧张度的措施。
7研究人机系统的可靠性保证人机系统的安全。研究事故的预防和危险情况的控制。
安全人机工程学的研究方法主要有调查法、实验法和模拟法。
人机工程学是运用生理学、心理学和医学等有关科学知识研究组成人机系统的机器和
人的相互关系以提高整个系统工效的新兴边缘科学。
人机工程学研究在设计人机系统时如何考虑人的特性和能力以及人受机器、作业和环境条件的限制。人机工程学还研究人的训练人机系统设计和开发以及同人机系统有关的生物学或医学问题。对于这些研究在北美称为人因工程学或人机工程学苏联称为工程心理学欧洲日本和其他国家称为工效学。
经验和教训提醒人们有时飞机弄错方向坠毁炸弹误中友船就是因为设计时没有考虑人的各种长处和短处。电子计算机发展的初期计算机运算速度很快输入数据、编制程序和打印结果很慢机器经常处于空闲状态也是因为没有考虑和研究人机接口系统和人机功能分配等因素引起的。
人的能力和机器的潜力很好地配合能提高管理和控制效率。随着机械化、自动化和电子化的高度发展人的因素在生产中的影响越来越大人机协调问题也就越来越显得重要人机工程学就是在这样的背景下创立和发展起来的。
在人机系统中操纵人员被看作系统中的一个元件。操作人员通过感觉器官（视、听、触、嗅、味）接收来自机器的信息了解其意义并予以解释或先进行计算再把结果与过去的经验和策略进行比较然后作出决策。
作出决策后人通过控制器官（手、脚等）去操纵机器的操纵器如开关、按钮、操纵杆、操纵盘、光笔或呼口令等来改变机器的运转情况。机器随即发出新的信息如此重复不断。人机系统不是孤立存在的而是存在于某种环境之中。环境特性影响人的效率和行为。环境因素包括温度、湿度、噪声、照明、加速、振动、污染和失重等。
设计人机系统时要把人和机器作为一个整体来考虑合理地或最优地分配人和机器的功能保证系统在环境变动下达到要求的目标。有些人机系统能用定量的系统分析和系统综合的方法进行设计。一个简单系统如一位操纵人员和一台机器构成的单参数跟踪系统操纵人员被看作是系统中一个元件可用定量方法即用传递函数或其他数学方法近似表达操纵人员的动态特性建立操纵人员的准线性数学模型用控制理论方法对操纵人员的传递函数和机器的传递函数进行综合便可得到调节品质合乎要求的稳定的人机跟踪系统。
建立人机系统必须考虑以下五个方面人员选择训练（包括训练设备）、设备设计、操作程序和环境。建立复杂的人机系统除了这五个方面外还要考虑人机系统的系统性能、人和机器的特性等采用系统科学或信息科学的方法来设计和分析然后进行系统试验检查系统性能和操纵人员操纵的难易程度。
一般说来人机系统要反复试验和使用才能逐渐完善。人机系统中操纵人员是人机系统中的主体设计和运用人机系统时应当充分发挥人在人机系统中的能动和主导作用。设计人员要和操纵人员密切配合使人机系统达到要求的性能和指标同时保证操纵人员操纵简
便。安全舒适和提高系统工效。
人机工程学是一门年轻的科学。人机系统中人的特性、能力和限制已经有大量测试数据可查。从系统分析角度研究人机系统在原有设备基本不变的情况下由于考虑了人的动态特性而进行系统分析再适当改动设备就能显著提高工效。如手动控制系统即操纵人员直接参与的用手连续控制的系统在飞机、火炮、雷达、汽车、舰船和航天飞机等方面已广泛应用在工业生产中也得到广泛应用。
人机接口系统即人和计算机之间相互作用的系统已是电子计算机发展的必不可少的重要组成部分。人机接口系统不仅在硬件上而且在软件上也取得了进展-特别是在人机对话（或人机通信）方面已研究出许多高级语言正在研究采用自然语言进行人机对话加快人机对话的速度提高通信效果发挥计算机的潜力。
人机接口系统中人承担越来越多的功能操纵人员执行许多操作进行人机对话处理大量信息作出各种决策。指挥控制通信系统是一种多操纵人员、多台机器的复杂的人机系统。即使是一个非常简单的设备在操纵人员的问题上也会产生常规工程实践无法解决的问题。因此人机工程学具有重要的应用价值。
万向节有两个转动自由度，连接两个成一定角度的转动连杆，如图〖〗3.3(b)所示。因为在运动仿真中，万向节不能添加驱动，不能规定万向节的运动极限。类万向节就是把两个垂直方向上的转动转换成旋转副，把两个旋转副封装成一个运动副。人体模型运动仿真中定义的类万向节副有：踝关节、腕关节等。