人体工程学分析精选(九篇)

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第1篇：人体工程学分析范文

关键词：合作学习；小组成员；任务分工

在中小学体育教学中，合作学习小组中的每一个成员都应分工明确，各尽其责。一个分工合理的合作学习小组有两方面的功能：一方面可以使这个小组内所有的成员和谐相处，整个合作学习小组可以有序、高效的运作；另一方面，在面对一个个具体的学习内容时，合作学习小组内部可以调动具有不同能力、不同特长的小组成员承担起各自的责任，相互配合，为合作学习小组内每一个成员的成功而努力。因此，合作学习小组要想顺利地完成体育教学目标，需要给小组成员分配相应的任务，使小组内每一个成员都必须承担一定的责任，而且小组的成功也依靠组内的每一个成员。

在中小学体育教学合作学习中，体育教师需要根据体育教学目标、教学内容和学生特点等因素来确定小组任务分工。体育教师的任务是：在确定了体育教学内容和教学目标的基础上，要设计或者帮助合作学习的小组设计教学情境；进行学习指导；参与小组讨论，指导小组开展活动；要求小组长反馈情况；特别关注、指导、鼓励体育能力水平较低的学生；对课堂上所有的活动进行全面地组织协调，做好组织者、帮助者、监控者、指导者和参与者；及时给予学生科学的评估，使他们体验到成功与快乐。合作学习小组长的任务是：按要求组织本组的讨论和学习活动；检查学习情况，向教师反馈本组完成学习任务的情况；帮助体育能力水平低的同学。合作学习小组成员的任务是：互相合作，互相帮助，为本组出谋划策，共同完成学习内容，达到教学目标。

如，在我们对小学五年级《跨越式跳高》的教学中，运用的跨越式跳高器材设计很巧妙，塑料材质的栏架颜色鲜艳而多种。一套栏架是由形状各异的组合板构成的，在使用前需要学生自行组合拼装，学生可以进行多种颜色、多种形式的创意组合，提高了学生的动手能力，激发了学生的练习热情。这样好的器材不太可能也没有必要给每名学生分发一套，因此需要把学生分成若干合作学习的小组，每个小组发给1～3套栏架。这就要求学生要合作共享器材。

体育教师是这样要求合作学习小组在30秒内组装完成两套跨越式跳高栏架的：

体育教师：接下来，我要考考各学习小组的能力了，看到老师的器材没有？你们小组能用你们手中的器材拼出像老师这样的栏架吗？

学生：能！

体育老师：好，大家试一试。首先请各学习小组长带领组员快速就位，然后用你们小组的集体智慧在30秒内拼出两套栏架，比一比哪个小组最先完成，好吗？

学生：好！

体育教师：预备——开始！

体育教师一边巡视各小组拼装器材的进度，一边启发大家：可以两个同时做，能更快一点。二组马上就要完成了，三组、四组也快好了，其他组加油啊（图1）！

通过对学生拼装跨越式跳高栏架过程的观察，通常对于单个学生或在小组分工不明确的情况下是无法在30秒内完成拼装两套跨越式跳高栏架任务的。因此，要想在规定时间内完成体育教师布置的较为复杂的任务，合作学习的小组长就必须快速分配小组成员的任务，明确责任，分工协作，以便同时进行并快速完成程序相同的两套跨越式跳高栏架拼装的任务。

在《爬墙倒立与障碍跑》教学中，考虑到教学内容中有倒立的动作，体育教师要求每个合作学习小组要有两名学生进行保护与帮助（图2）。

体育教师要求：“斜坡提高了，我们一定要做好保护与帮助的工作。我们请一位同学与我共同保护与帮助一个同学进行练习。在她（指正在做练习的学生）上去的时候，保护与帮助的同学左手在她的腰后面挡一下，右手在脚腕处扶一下，边上的同学谁保护谁提示。”

在《健身拳》教学中，体育老师要求学生两两配对，一名同学做动作，另一名同学给予错误动作纠正；或者是俩人进行对练，一名同学做进攻的动作，另一名同学做防守的动作。

通过对中小学体育教学中合作学习小组任务分工的观察，我们认为，为了节省时间，体育老师在合作学习小组任务分工前，对全体学生应给予适当的指导，使学生真正理解小组合作的目的和用意，要给学生留出小组内讨论、制定分工方案的时间，使学生对小组合作完成任务有一定的思想准备。

在合作学习小组中，有时候学生既要认真完成自己现任角色的任务工作，又需要轮流担当多种角色，完成不同的任务分工。

在小学四年级的《跳高》课中，每个小组有12名同学，每个小组内需要6位同学撑起3根橡皮筋，作为“跳高架”，然后依次排开，供小组内其他成员练习跨跃式跳高技术动作，每位同学连续跳过3条橡皮筋，然后排队等候下一轮的练习，跳完3轮后，与撑橡皮筋的同学进行轮换（图3）。

在《爬墙倒立与障碍跑》教学中，每个合作学习小组内有4名同学，其中2名是保护与帮助的同学。当前2名同学做完动作后和保护与帮助的同学互换，2名保护与帮助的同学再进行支撑倒立练习。

在中小体育教学中，我们发现合作学习小组内角色的轮换不能太过于频繁，特别是体育水平较低的年级、对合作学习还不熟悉的学生，如果一项体育运动技术还未练习充分和较好地掌握，就开始担任下一项任务，学生很难能很好地完成每一项任务。因此，为使小组内成员都能有相同的练习机会，参与合作学习的学生一般可以在小组内连续担当一个角色几次后，再换成另一个角色，这样既可以熟悉一项任务的工作流程，又可以尝试不同的任务。

中小学体育教学中合作学习小组成员任务分工后，还要解决的一个问题就是，最好让小组成员产生任务依赖，即合作小组内各成员完成的任务、所做的工作相互关联、彼此依赖。国内有学者指出，实现任务依赖最好的办法，就是给每个学生分派特异性的任务。特异性的任务使得每个学生在小组合作过程中都不可替代，必须彼此相互配合，达到相互促进的目的。但要实现任务依赖，取得好的效果，教师还要给学生解释他们应该完成的任务要求，使他们清楚围绕合作目标自己需要做什么。此外，教师还应在合作学习正式开始前对学习内容作基本介绍，使学生先掌握一些背景知识，只有每个人都掌握了完成任务的基本技能，合作学习才能一步一步地进行下去。

例如：在初二年级《游戏-障碍跑》课中，体育教师在障碍跑中增加了难度，他是这样安排的：

体育老师：好，接下来我们练习游戏-障碍跑，首先全班同学平均分成8个小组，每个组对应一块场地，场地设有栏架、凳子做成的路障，同学们可以以任意不同的方式跳过或绕过这些障碍物，看哪个组最快。另外，每个组还各有7块体操垫，要求每一次只能有一个人搬运一块体操垫，运到对面合理摆放、叠加起来，以便于后面的同学进一步叠加体操垫。请同学们开动脑筋，用任何形式或方法进行叠加，看那个组的同学可以叠加到最高。

老师说完，同学们开始讨论，然后进行比赛。穿越障碍比较简单，携带体操垫也不算太困难，难的是后面体操垫的堆垒方法。要想把垫子垒叠到最高就需要把垫子立起来放，同时还要保证垫子不能倒。这就要求小组内的成员之间要在出发前制定好垒叠垫子的方案，制定小组成员出发的先后顺序以达到携带体操垫迅速到达对面的目的地，并且按照事先制定的方案进行摆放叠加。小组内每个成员的成功都是建立在前一位同学的基础上，彼此之间环环相扣，互相依赖（图4、图5）。

一般来说，合作学习的长处在于集中团队的力量达到仅凭个人的能力无法实现的目标。例如，完成一个复杂的综合团体运动项目，或在短时间里要完成大量的工作任务。中小学体育教学中，合作学习适用于学习时间长的、复杂的、开放性大的、难度较大的体育教学内容。因此，当体育教学目标或体育教学内容中含有：互动、互助、协同、整合、求新、辨析、评判、表现（或展示）等教学要求时，我们都可以尝试采用合作学习来进行体育教学活动。

参考文献：

[1]王勇.体育教学中运用合作学习方式的三种误区[J].体育教学，2013（1）.

第2篇：人体工程学分析范文

【关键词】人机工程学 高速动车组 椅面倾角 座椅深度 模拟仿真

1 引言

随着社会的发展以及科技的不断进步，人的生活方式也在发生着变化，人们会不断地产生新的需求，这一理论同样适用于高速动车组，以人为本的设计贯穿于整个动车组的设计始终，随着人们需求的变化动车组的人性化设计也是一个不断进化的过程。在提高行车速度和保证旅客安全的基础上，改善旅客乘坐环境和舒适度是一个以人为本的设计体现。座椅是乘客直接接触的车内设备，对乘坐舒适度有直接关系，因此对座椅的人机工程学研究具有重大意义。

2 座椅各部分尺寸人机工程学设计

2.1 放腿空间

按GB-10000《中国成年人体尺寸》，坐姿状态下膝盖高度为532mm，加上鞋子高度修正为550mm。坐姿的臀膝距为595mm。根据UIC660-2002《保证高速列车技术兼容性的措施》中座椅放腿空间应大于770mm的要求，距离地板550mm高度空间距离为770mm。从人机工程学角度考虑，在平面布局中座椅间距不能小于890mm。

2.2 座椅高度

按GB-10000《中国成年人体尺寸》，取成年男性95百分位为依据，坐姿小腿加足高为448mm，如图1，加上鞋子高度及小腿自然伸直稍向前倾的修正值为450mm。取成年男性50百分位为依据，坐姿小腿加足高为413mm，加上鞋子高度及小腿自然伸直稍向前倾的修正值为415mm。由于座椅坐垫为发泡面料结构，承重后椅面高度会稍向下移动，综合分析座椅椅面高度定为430±10mm。

2.3 座椅深度

按GB-10000《中国成年人w尺寸》，取成年男性95百分位为依据，坐深为494mm，取成年男性50百分位为依据，坐深为457mm 。综合分析座深定为470±10mm。

2.4 乘客的进出空间

按GB-10000《中国成年人体尺寸》，取成年男性95百分位为依据，立姿状态下肘高为1096mm，加上鞋子高度修正为1198mm，取成年男性50百分位为依据，立姿状态下肘高为1024mm，加上鞋子高度修正为1025。后排坐垫和前排靠背之间最小间距应在人体立姿的胸部偏下位置。按《中国成年人体尺寸》成年男性95百分位胸厚为245mm。在没有扶手等支撑物的情况下，后排坐垫和前排靠背之间最小间距为245mm，才能保证乘客自然、顺利的站起、坐下以及行走。在保证座椅排布间距及乘客进出空间的前提下，座椅倾角应小于103°。

2.5 座椅边扶手尺寸

根据GB1000-1988成年男性95百分位坐姿肘高298mm，成年男性50百分位坐姿肘高263mm，根据GB/T12985-91姿势修正量座高减44mm，座面到扶手上表面的距离可取230mm左右。根据在坐姿状态下手臂平放，前臂贴近扶手椅面的宽度确定边扶手宽度为70mm，中间扶手宽度为50mm。扶手长度为370mm。

2.6 座椅椅背外形曲线及靠背角度设计

对坐于各种不同靠背角度的座椅的人体，靠背与水平成110°左右时，可获得良好的背部支撑。根据不同乘客的需要，靠背应设置一定的调节范围，调节范围在98°至120°为宜。根据GB1000-1988成年男性95百分位坐姿眼高847mm，坐姿颈椎高701mm，成年男性50百分位坐姿眼高798mm，坐姿颈椎高657mm，头靠中心应设计在距椅面710mm高度，90mm范围内上下可调整且在任意位置可定位的样式，头枕长度设计为300mm左右，宽度设计为190mm左右。

2.7 靠背尺寸

根据GB1000-1988成年男性95百分位最大肩宽469mm，成年男性50百分位最大肩宽431mm，靠背宽以480mm为宜。根据GB1000-1988成年男性95百分位坐姿肩高641mm，成年男性50百分位坐姿肩高598mm，靠背高尺寸应设计为600mm。

2.8 座椅宽度尺寸

由于女性臀宽一般都大于男性，按GB-10000《中国成年人体尺寸》，取成年女性95百分位为依据，坐姿臀宽为382mm，加上衣服厚度修正为400mm。考虑变换姿势时所需要的活动空间及空间压抑产生的心理修正量，双人座椅座宽可取460mm。

2.9 椅面倾角

椅面倾角一般可取5°～10°为宜。

3 座椅的人机分析

人机模拟分析。根据座椅各组成部分关键尺寸建立产品模型，将人体模型放在一个环境中，通过对人体模型中腿部、手臂、腰部、颈部、头部几部分的活动区域的活动范围模拟分析，文中座椅各部分的数据均能保证人体的最佳舒适度，符合人机工程学原理。

4 结语

本文以GB-10000《中国成年人体尺寸》规定的人体尺寸为依据，针对大部分人群给出的座椅人机工程学设计尺寸，主要从座椅布置的前后距离，与人体接触的座椅本身的尺寸及外形曲面造型方面给出的经验数值从人机工程分析上得出座椅设计的合理性尺寸，为以后动车组或其它车型的座椅的设计提供了参考依据。

参考文献：

[1]陆剑雄，张福昌，申利民.坐姿与座椅设计的人机工程学探讨[J].人类工效学，2005（4）.

[2]夏岚，李文琳，刘文金.基于人机工程学的客车椅设计方法研究[J].中南林业科技大学学报，2010（5）.

[3]李杨芳.高速列车座椅人机工程学分析及造型设计研究[D].东南大学，2010.

[4]夏国伟.人机工程学在动车组中的应用[D].南昌大学，2009.

第3篇：人体工程学分析范文

关键词：人体工程学；机械设计；机械制造；必然性

前言

随着社会进步，科学技术处于不断创新的阶段，很多只是向企业提供的机器本身工作效率的机械产品和市场需求出现了矛盾，企业工人的需求开始朝向人机工程学在机械上运用的实际状况，分析机械设计是否可以满足工人的情绪需求、能力需求和操作习惯等。工人希望其操作的机械设备不需要付出太多的体力劳动，且确保操作者可以保持持续性且饱满的精神。

1 人机工程学概述

就工程学发展的角度分析，人机工程学实际上是一门交叉性质的学科内容，其整个学科的范围已经涵盖了工程学范围、心理学范围和力学范围等，建立在人体工程学基础上的深入分析，由此确保实现人、机和外部环境三者之间的良好协调和分配。就机械设计的角度来看，整个设计过程实际上是系统性的工程，就设计者的角度分析，整个设计过程中需要针对不同的设计元素进行充分考虑分析，例如，分析工作环境、分析机械设备自身和实际的工作强度等因素。随着智能化技术的不断创新，当前机械设计的诸多项目中，人本设计的理念得到了良好的推广和应用。就实用性的角度分析，机械设计的实际目的是为了有效提升项目作业的实际效率，由此可见，设计者需要关注人机工程学发展的有关理论内容，注重理论应用于实践的适应性。

2 机械设计制造中需要考虑到的人体机能系统

就机械设计制造的过程分析，需要考虑的因素很多，例如，需要分析使用者的神经系统、感觉系统和运动系统等，以上也都是人机工程学发展的重要影响因素。

2.1 人体神经系统

人体中的大脑中枢功能运转主要表现在对不同种类信息的获取和整合，做好信息的处理，中枢功能表现为对获取的各类信息进行整合与处理，由此能够及时的应对外部环境的刺激，基于以上分析，研究人员针对机械设备设计的时候，需要避免产品实际反映速度太快，避免人脑的反应比不上机械反应速度的情况，除了以上考虑，研究人员还需针对人脑的记忆功能进行合理分析和利用，由此来有效提升研发产品的实际工作效率。

2.2 人体感觉系统

就生理学研究的角度分析，人体内涵盖了很多的感觉神经，诸多的感觉通道都各自对应了不同的场合，例如，视觉通道主要是为了向外部传达信息；听觉通道的作用主要是为了获取外部的信息。就机械设计的研究人员来看，产品实际O计的过程中需要关注人体的实际感觉，注重使用者的感受，针对人的视力范围和听力范围进行思考，确保产品设计的科学性和合理性。

2.3 人体运动系统

运动系统的主要职能是为了确保不同动作和劳动的完成，机械设计需要考虑到骨关节和肌肉强度，例如，肢体运动过程中需要分析肢体的运动范围和出力强度，分析运动的速度等。

3 人机工程学在机械设计、制造中应用的必然性

3.1 便于操作、观察与维护

工厂操作中，需要实现人-机-环境协调，如果处理不好人机关系，会显著影响到员工的工作效率，例如，机具太低的话，工人工作要弯腰，不仅很容易疲劳且会给员工带来不好的身体影响，导致驼背。如果照明不好，影响员工视力和工作效率。因此应用人机工程学有助于将部件合理安排和摆放，有助于员工的日常操作、观察和维护。应用的原则是为了更加简便，减少操作位置和修理位置的数量，需要保障操作部件的位置、大小和力度方向和一般人身材基本特征的适应性。不同类型的部件操作需要显著区分开，信号显示的形式也要有差异。驾驶员与汽车之间是十分典型的人机关系。汽车驾驶室的内部布置需要符合驾驶员的视野范围，确保乘坐舒适和安全，方向盘和座椅的位置、坐垫到脚踏板之间的距离都需要符合人机工程学标准。

3.2 创造舒适的工作环境

如果工人的工作环境比较舒适，其身体可能不会发生很大的疲劳，精神可能也会保持十分愉悦的状态，间接的影响到工作效率。由此可见，人机工程学十分关注实际环境对于个人工作效率和身体健康的影响，例如，噪声污染问题。就实际的生产生活来看，人们经常受到噪声的实际苦恼，很多噪声可能声音不太大，但是也能给人带来很多的烦躁。温度和湿度对于人的影响也是很大的，高温很容易使人分散注意力，操作准确性降低，协调能力变弱。根据调查研究显示，夏季温度控制在18℃～24℃，冬季温度控制在17℃～22℃，这样员工的工作效率较高。

3.3 提供安全防护

安全防护的内容包含两点，第一，采取针对性措施避免操作失误的产生，良好防护机器运行。操作的失误可能来自于外部因素或者内部因素，由此产生很多误动作，也可能是因为操作者自身的因素发生了失误。可以采取的措施包含设置避免超载的安全装置，自动锁紧装置、控制开关等。第二，针对操作者自身实施的安全防护措施，例如，行走的车辆为了保障驾驶员的人身安全，已经设置出防翻滚驾驶台、防震座椅等。人身防护关系到的安全技术很多，例如，构件可靠性技术、有限损坏技术等；除此之外，报警系统、防护罩、挡板等设备的应用效果都不错。

3.4 提升人机功能分配的协调性

人机功能分配的协调性是机械设计制造过程中需要关注的重要内容，不能只是简单的考虑到技术能力、经济能力、材料的性能，避免设计出来的机械产品只注重性能，忽视了设备和人之间的协调性，降低了人们的购买率和使用率。经过分析，笔者认为，人机功能协调性的主要影响因素包含以下两点，第一，机械制造和设计的过程中片面的将机械作为主体，忽视了人的因素，由此产生了机械设备十分先进但是人协调性很差的情况。第二，随着科学技术的进步，人们更多的关注自己的生理情况，机械设计需要满足人们的生理需求。就未来机械设计制造的发展前景来看，设计人员可能不仅要分析机械设计知识，还需不断学习相关的物理学知识、生理学知识和人体工程学等知识，综合全面的分析人和机器工作效率的各方面因素，良好的模拟很多预况，良好的选择人和机器工作效率之间的一个最佳点，提升人的高效率，同时保障机器运行的高效率。将工作项目和机械的实际功能良好的分配到人和机器上，实现人机的合理分配，提升机械运行效率。例如，对机械设计制造的过程中需要考虑到不同人的行为和操作习惯，分析身体弯弓时产生的实际推力，提重物的时候人们的身体重心会显著下降，机器控制上还需考虑到人体实际的反应时间，确保机械运行的安全性。

4 结束语

不管科学技术未来的发展怎么样，时代都将是随着科学技术不断变迁的，机械制造设计的全程目标都为了良好的服务人们，因此机械设计和制造的过程中不能只是一味的思考机械运行的效率，需要关注机电一体化的发展趋势，将人机工程学的理念运用在设计中，实现人机结合的最终目标。人机工程学理论融合机械设计和制造过程中，肯定会给机械行业带来新的竞争环境，提升行业竞争力，由此良好实现机械设计的功能，促进科学技术和经济的良好发展。

参考文献

[1]卢小菊，刘英林.浅谈人机工程学在机械设计中的应用[J].机械工程与自动化，2013，03：165-166.

[2]刘世豪，杜彦斌，郭志忠.基于人机工程学的数控机床耦合仿生优化设计方法研究进展[J].河北科技大学学报，2015，03：232-239.

[3]刘涛，陈明.基于人机工程学的数控机床设计与分析[J].组合机床与自动化加工技术，2014，11：49-52.

第4篇：人体工程学分析范文

【关键词】人机工程学；教学实践；教学方法

一、教学过程

《人机工程学》是一门大学二年级的专业基础课，一学期之内教授完毕，学分设置为2-4个，主要面向艺术类学生，要求学生具备设计学等基础课程的学习。在课程之初向学生梳理课程进行的流程，让学生在课程开始的初期就对自己的作业有一个大致的规划和方向。把课程流程告知学生后，在整个学期前半部分，加强对学生的理论指导，让学生具备独立操作的能力，之后再及时设置分段式步骤分数比赛机制，增强课程的趣味性，引导学生将新学习的理论知识转化为实践作品，在每个阶段对学生的作品进行分数评比，组织学生之间的交流，培养学生的自学自纠能力，及时对学生的作品作出反馈，帮助学生做出修改，及时修正设计的方向，让设计尽量保持在一定水准之上，增强学生的学习成就感，激发学生对实际操作的兴趣与激情。通过以柜体设计的教学个案来分析教学过程中真景实做的过程以及教学成效，归纳教师在课前需要做的理论准备，以及在实际教学过程中需要注意的问题，合理设置引导学生循序渐进学习的环节，总结如下：1.1了解柜体设计的基本原理和基本构造在课程的一开始必须先向同学们介绍一下人机工程学的概念，大部分学生之前对人体工程学没有任何概念，需要在前期先把概念及应用范围先教授给学生。在教室里通过多媒体教学和实物演示让学生明白什么是人机工程学、人机工程学与测量之间的关系，以及人机工程学的未来发展、研究对象等。通过举一些生活中的人机工程学设计例子，让学生感受人机工程学的实际应用，以此来激发学生对人机工程学的学习热情。通过理论讲解，学生明白了什么是人机工程学，了解了它的应用范畴和心理范畴，树立了自己的学习目标。1.1.1人机工程学概述人体工程学强调以人为本，运用各种手段和方法，系统地研究人体结构功能、心理、力学等方面与空间环境之间的合理关系，主要是研究人、机、环境三要素之间的关系，综合平衡地使用人的机能，解决人的健康安全、机器的工作效率和环境的保护问题，以达到人体在物质、精神、文化层面的要求。1.1.2人机工程学的定义人体工程学是一门研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素，研究人—机器—环境的互相作用；研究生活中的效率、健康、安全和舒适等问题的科学。人机工程学是设计工作的基础，在设计产品中，要充分体现人机工程学的理论，在每个设计阶段，都要做好人机工程学设计，保障产品功能能够最大程度地发挥出来。1.2案例引导1.以玄关柜柜设计为案例进行前期铺垫，分析玄关柜的实用功能，以及人机工程学在设计过程中需要考虑的方面，为接下来的衣柜设计打下基础。2.让同学们模拟业主并结合书本知识进行情景模拟，分析总结玄关柜的用户需求，把握设计方向，考虑人机工程学的具体实践，把书本知识真正运用到实际案例中去。3.同学们对目前玄关柜设计所存在的问题进行讨论，如使用感、高矮、舒适度等角度，分析当前设计产品的设计缺陷和成因，根据实际使用情况来调整整改方向。4.对目前市面上玄关柜设计进行问题挖掘，除了现有的问题，还要激发学生进行头脑风暴，挖掘产品存在的隐性问题，充分考虑到使用者实际应用中可能出现的问题，多方面、多角度立体地去思考人—机之间存在的隐性问题。通过对上述玄关柜设计环节的分析，结合生活实际应用情况，逐步引入到课本内容，将实践与理论结合起来，重点讲解人机工程设计的原则。1.3学生在教室内测量并设计衣柜的基本步骤（教师在一旁指导）本节课程选择把机房空间改造为室内衣柜设计，衣柜设计贴近生活，是每个人每天都需要接触到到东西，从而学生也更能够有代入感，通过自身实际使用感受来对人机工程学有一个感性认识，对本课程也更容易理解上手，降低第一次实践的难度。本课程不能脱离学生的动手实践，而学生在老师指导下正确的测量尺寸是最为关键的，也是室内设计的空间测量学习最关键的一步。大多数学生经过理论的学习，对于测量尺寸有了一点概念，但是如何从理论转化为实践还是不能很好的掌握，必须通过自己动手，才能将理论知识转化成为实际的动手能力,及时改正自己的错误，因此，指导教师要做好指导工作，细心耐心地观察每一个学生的测量步骤，及时发现问题，并指导改正，让学生意识到测量环节准确的重要性。1.4真景实做----室内教室空间改造衣柜设计在每一位同学都掌握了测量的基本操作、能够独立完成测量工作之后，接下来我们就进入最关键的部分-----测量机房空间并进行衣柜改造设计。1.学生分小组进行测量。2.把测量结果用手绘的形式绘制成图纸，结合用户需求进行产品设计。3.分组进行方案深化，对不合理的部分进行讨论并商讨出修改方案。4.教师进行分段式打分点评、指导修改。

二、教学条件与保障

2.1师资条件

第一，本课程需要由多名室内设计专业教师共同组成教师团队。通过对课程进行集体备课，制定课程计划，实施指导等教研环节，细化了课程的每个环节，对课程中的教学难点进行集中讨论，统一课程方案，同时对每个班级不同程度的学生进行区别化教学，以达到因材施教的目的。第二，教师要具备全面专业的知识架构体系。随着社会的进步和科技的发展，人机工程学的发展热点也在不断改变创新，因此，教师要及时更新自己的知识储备，不断总结教学经验、参与科研活动，跟踪了解当前的研究热点和发展趋势。第三，教师要有良好的教学能力。教师要提前了解学生的知识背景，了解学生的心理和学习特点。在互动性教学过程中注意观察学生的学习能力，因材施教，观察学生的学习过程，及时发现问题，改善自己的教学方案，调整教学内容、方法和进度。

2.2教学保障

学校为学生提供了相应的测量工具、机房以及相应软件支持，以保证学生在上课期间能够充分利用学校资源进行实践。同时，还要做好相应的应急措施，在学生实践过程出现意外时，指导教师能够及时作出应急对策，以免发生意外。

三、柜体设计的实施及成果整理

学生通过模拟真实场景进行实训，记录自己实训的数据，实训结束后把测量数据在电脑上用CAD软件进行绘制，完成对学校机房的测量及柜体设计。在课后反思总结自己的实训操作过程中的错漏，结合理论知识与老师同学进行讨论，看当前设计产品是否还存在应用问题、是否有更好的改进方案。由此经过一系列的练习，学生就完成了人机工程学中柜体设计的理论学习和实际操作，以下展示的是本课程的部分学生作品。

四、结束语

在教学过程中，通过分段式分数评比机制，增强趣味性，充分的调动了学生学习的积极性，使课堂翻转，使学生对于人机工程学这么课程产生了极大的兴趣，在分组实践中能够身体力行的对人机尺寸、使用感进行深入对讨论与推敲，增强产品实际应用感。上课过程中学生之间也会对同一设计的不同看法进行讨论，拓展学生思维，丰富课堂内容，使得整个课程更加具体化与立体化，极大的改变了“老师教，学生学”的传统学习方式，翻转课堂，让学生成为课堂的主人，充分发挥主观能动性，增强教学效果。同时在教学过程中也发现了存在着的一些问题。如：同样的教学过程可能会产生完全不同的教学成果。有些学生上课比较认真，操作时积极主动，并且完成自己的任务后主动帮忙指导其他比较薄弱的同学，有些同学则比较被动，人云亦云、浑水摸鱼。其次，由于测量环节的工具受到限制，没有办法满足学生各个小组同时进行操作，只能轮流操作，造成教学时间浪费，导致一些学生监管有些困难。同时也由于学生对测量尺寸的不敏感，测量数据不准确，在教学效果上有所影响。最后，在教学上教师也要及时地发现问题、分析问题、改正问题，加大控堂力度，调动学生的积极性，最大程度的去调动学生的学习思考兴趣。

参考文献

[1]刘力夫,李玮.课程思政在《人机工程学》课程中的应用研究[J].工业设计,2020(12):36-37.

[2]刘畅,李晓娜.金课背景下的《人机工程学》课程教学改革研究[J].工业设计,2020(12):30-31.

[3]黄伟.项目教学法在《人机工程学》课程教学中的应用研究[J].文艺生活·中旬刊,2017(12):206-207.

[4]周敏.以设计实践为主导的《人机工程学》课程教学改革与实践[J].包装世界,2019(6):105-106.

[5]夏敏燕.以应用为本的工业设计专业《人机工程学》课程建设[J].设计,2016(21):88-89.

第5篇：人体工程学分析范文

关键词： 人类工效学；设计；SolidWorks；CATIA

中图分类号：TP399 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）06-0119-01

0 引言

随着计算机技术的发展，在概念设计阶段使用三维数字化人机工程设计是现代工业设计的必然要求。以人体参数为基础建立的数字人体模型是描述人体形态和力学特征的有效手段，是研究、分析、设计和评价人机系统不可缺少的测量和模拟工具。目前可进行人机工学分析的软件较多，本文尝试以SolidWorks和CATIA这两种三维软件为例来探讨计算机辅助技术在人类工效学方面的应用。

1 建立模型的思路

由于SolidWorks软件基于具体的尺寸绘制草图完成建模，然后通过在装配体文件中添加几何关系组成完整的人体模型。所以在创建之前需要计算出各个人体百分位所针对的主要部位尺寸。笔者首先进行了油田作业工人的人体测量工作，由于人体测量中所得到的测量值，都是离散的值随机变量，大多数都符合正态分布(高斯分布)规律，因而可根据概率论与数理统计理论对测量数据进行统计分析，从而获得所需群体尺寸的统计规律和特征参数[1]。

通过实际测量，利用上述方法可以计算出对应人体尺寸百分位5%、10%、50%、90%、95%共5组模型尺寸。由于所有部位零件都使用了SolidWorks的配置功能，所得到的最终模型通过选择不同配置就可以改变各部位的尺寸比例。

CATIA与SolidWorks不同，它具有专门的人机分析模块，还提供了美国、加拿大、韩国、日本和法国的人体模型数据库，遗憾的是没有中国的人体模型。这里笔者依据韩国人人体模型的各部位比例和测量参数，通过修改模型库中韩国人的相关参数[2]，还可以建立针对目标人群的文件来实现，如图1所示，当定义完人体模型相关数据后导入CATIA的人体模型库，然后再确定要建立的人体模型的父系产品、人体模型名、性别、百分数，就能生成中国地区的虚拟人体模型[3]。

2 人机优化方法的不同

使用SolidWorks笔者建立了一个操作平台,这里对于操控域设置为站姿操作方式来进行设计。以空间分析为例，根据人机工学对站姿操作评估的需求，作业面高度同作业姿势有关。一般在站姿作业时，身体向前或向后倾斜以不超过10°～15°为宜，工作台高度一般为操作者身高的60％左右。当台面高度为900mm～1100mm时，台面处于最佳作业区内[4]。以此为依据，可以参考导入的人体模型对平台进行优化，将作业人员所处的作业空间尺寸设定为1100mm*900mm的空间，满足作业岗位中横向活动间距大于1000mm的要求，参考建立的人体模型还可以近一步设定操控台面的最低线距离操作站立面的距离为1135mm，由于操控台平面为坡面，最高处与最低处的高度差为111mm，则可以算得操控平面中线距离作业站立面的高度为1191mm，在身高60%的比例高度稍微偏高处，在软件中完全适合我们所测得的平均身高为1753mm的华北地区作业人员使用。操控台宽度为540mm，与虚拟人体模型肩宽接近，两侧各多出83mm。这样作业者作业时手臂减少横向的施力，可以降低肌肉疲劳。依据以上人机工学评价标准，我们最终完成的操控域的优化设计工作。

这里我们将修井机的操控域设计为室内坐姿作业方式。CATIA也具有独立建模的能力，首先对操控域进行建模，然后导入建立好的人体模型。在对现场作业姿势有了充分了解后，可以利用约束工具进行身体部位与其它虚拟物体的定位，利用干涉检查和终止干涉来避免虚拟人体模型的身体和虚拟物体的重合，使人体模型姿势符合作业姿势。

由于CATIA具有人体模型姿态分析（HPA）模块，所以我们可以直接针对这一坐姿，利用CATIA的姿态评估大腿与小腿夹角的舒适度为92.6%。同理对其他模型部位进行评估。以这一坐姿为依据，我们可以调整操控域的座椅以及作业台的具体尺寸，使得操控域满足作业人机舒适性的要求。

3 结论

在对操作平台操控域两种不同方案的人机优化过程当中我们可以得到以下结论：SolidWorks和CATIA虽然都能进行三维建模，但是在建模方面SolidWorks采用参数化驱动模型，用数值参数和几何约束来控制三维几何体建模过程要更加简便易行，当发现不符合人机工学要求的尺寸时可以及时修改。其不足之处是当人体模型建立完成之后没有一个专门的人机分析模块对方案进行智能化分析，需要借助工程图和零件图依据人机工程学的人机评价标准来人工调整。而CATIA虽然在所建立模型的编辑和调整上不如SolidWorks便捷，但是它拥有专门的人体模型构造（HBR）模块和人体模型姿态分析（HPA）模块，可以很快地对所需作业姿势进行优化评价。评价结果以分数来显示清晰明了。

通过以上比较我们可以总结出这样的一个设计思路，如果结合两个软件各自的优势，利用SolidWorks对操作平台进行建模工作，然后使用CATIA软件确定最佳的作业姿势，最终以这一姿势所需要的具体人机尺寸来修改SolidWorks中建立的操控域模型，这样整个设计过程会更加便捷有效。

参考文献：

[1]载敏．基于人机工程的动态人体模型研究和应用．四川大学研究生学位论文．2004（5）：12-13.

[2]郝增涛．80型轮式装载机驾驶室人机工程学设计.吉林大学，2008：62-63．

第6篇：人体工程学分析范文

关键词：有限元法；手部；建模；生物力学

1 有限元法的发展历史及在人体生物力学中的运用

1.1有限元法的发展历史 有限元法（finite elementsmethods，FEM）即有限元素法[1]，是一种在工程科学技术中广泛应用的数学物理方法，用于模拟并解决各种工程力学、热学、电磁学、生物力学等问题。其基本思想是把一个由无限个质点和有无限个自由度构成的连续体划分为有限个小单元体组成的集合体，用离散化的有限单元模型代替原有物体。通过对每个单元的力学分析，获得整个连续体的力学性质。有限元法最早可上溯到20世纪40年代。现代有限法的第一个成功的尝试是在 1956年，Turner、Clough等人在分析飞机结构时成功应用有限元法求解。1960年，Clough第一次提出了"有限元法"概念，使人们认识到它的功效。我国河海大学教授徐芝纶院士首次将有限元法引入我国，对它的应用起了很大的推动作用。

1.2有限元法运用于人体生物力学研究 1972年，Brekelmans[2]等首次报道将有限元分析方法应用于生物力学方面研究。80年代后，应用范围逐步扩展到颅面骨、颌骨、股骨、牙齿、关节、颈椎、腰椎及其附属结构等生物力学研究中。随着计算机技术的发展、分析工具的完善以及实践的增多，有限元方法显示了极大的优越性并已逐渐成为研究人体生物力学的重要手段。人体力学行为研究基本无法采用传统的力学实验方式来进行，因而有限元建模愈来愈成为深化人体认识的有效措施。基于有限元软件日益完善的建模功能及兼融其它计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）软件特性，真实再现三维人体骨骼、肌肉、血管、器官等组织成为可能，并在虚拟现实实验中，通过材料赋值、几何约束、固定载荷等过程，对挤压、拉伸、弯曲、扭转、三点弯、抗疲劳等力学实验进行模拟，能求解获得给定实验条件下模型任意部位变形、内部能量变化、应力/应变分布、极限破坏等数据[3]。

1.3有限元法在人体生物力学研究中的建模思路 有限元建模即建立为数值计算提供原始数据的计算模型，需要通过建立几何模型、材料赋值、网格划分、施加约束与载荷，最后进行求解等步骤实现，是有限元法仿真试验最关键环节。摸型的几何相拟性直接影响计算的结果，医学有限元模型的建立首先需要获得人体特定部位的几何数据，数据可以从几何参数设定、激光扫描、标本切片和磨片以及医学影像图像获得。其中医学影像法最为以无创的方式提供了高精度的人体解剖结构形态，基于医学影像技术建模是目前人体有限元建模的主要手段，可以实现人体解剖结构的可视化乃至生物力学仿真的有限元模型。包括X射线、超声、CT、MRI等途径，其中CT扫描是主流方式，CT结合MRI是新亮点。

通过X射线照片方式建模是指利用不同方位的多幅X射线照片获得几何数据重建三维模型，是一种经济、可行的方式。但因信息获取不完整，建模过程复杂，对研究者经验要求较高，现行医学有限元建模中应用较少。还有研究者基于超声影像技术建模，如赵婷婷[4]等基于超声建立了乳腺有限元模型；张桂敏[5]等在研究二尖瓣狭窄患者二尖瓣下游湍流剪应力变化方面，运用超声影像图像建立了二维有限元模型，为心瓣流体力学研究探索新的方法学途径。目前基于超声的有限元分析研究多集中在机械制造、土木工程等领域，并多采用二维有限元法分析，还没有注意到与医学相关的基本超声影像技术的三维有限元研究相关报道。这或许是因为基于超声影像技术的力学研究本就较少，三维、四维超声的概念提出较晚，与重点应用在工程技术方面的有限元法结合运用更是鲜有。相较X线与超声而言，CT/MRI图像法在医学有限元建模中应用更为普遍。MRI技术具有很高的组织对比分辨率、解析高以及无离子化辐射等特点，能清晰显示人体结构的组织学差异和生化变化。基于MRI图像能获得细致的几何模型。但MRI偏向于对肌腱、韧带等软组织的分辨，对骨的分辨不如CT清晰。此外，目前国内常用的核磁共振机扫描层厚和扫描间距一般都在2mm以上，无法获得更详细的几何数据，影响到重建图像的清晰度精确性。基于CT扫描获得几何数据的建模的方法目前应用最为广泛。CT根据密度不同来确定信号的强弱，可以通过调节扫描条件，使任何复杂形态和各种密度的组织都有较高的分辨率，适用于任何复杂形态和各种密度的三维结构。可清晰显示骨与软组织的边界，通过医学成像系统能获得骨骼比较准确的几何数据，其不足之处在于对软组织的分辨率相对较低，无法从医学成像系统获得准确的肌肉、韧带、腔等组织几何数据，须参考相关解剖资料。CT/MRI数据重建的三维模型，能够真实的再现被扫描对象的表面特征及内部结构，CT的空间分辨率高于MRI，CT对骨组织与软组织边界显示更为清晰，而MRI的对比分辨率高于CT，特别是软组织对比明显优于CT。通过CT结合MRI法将能融合二者优势，但对研究者图像处理技术有更高的要求。通过文献检索发现，目前CT提取骨组织结合MRI提取软组织方法的研究报道较少。徐志才[6]等基于CT影像数据构建了包含股骨、胫骨和腓骨的实体模型，并基于MRI影像数据构建了包含股骨软骨、胫骨软骨、内外侧半月板和内外侧副韧带的三维实体模型。将CT和MRI影像数据进行配准融合，获得包含骨性和非骨性结构的膝关节三维实体模型。

2 有限元建模的常用软件

人体生物力学有限元模型的精确性对有限元分析结果的合理性有直接影响。三维重建技术与有限元方法及其他虚拟现实技术的结合是未来发展的方向，这有赖于这些集成强大图像处理功能的有限元软件的发展。常用的建模辅助软件有：MIMlCS、MATLAB、CAD、Geomagic Studio等软件。其中最常用的是MIMlCS软件，它的FEA模块可以将扫描输入的数据进行快速处理建立3D模型，然后对表面进行网格划分以应用在有限元分析中。它还可基于扫描数据的亨氏单位对体网格进行材质分配。MIMICS的网格重划功能能方便地将不规则三角片转化成趋近于等边的三角片，显著提高STL模型的质量和处理速度，对输入数据进行最大限度的优化，目前版本已发展到MIMICS17.0。现常用有限元软件有：Ansys、ABAQUS、NASTRAN、COSMOS等。其中最常用的是Ansys软件，目前版本已发展到Ansys15.0。

3 手部三维有限元的运用进展

手部因其解剖结构复杂、运动灵活精细、力学分析困难的周围组织对手部力学因素有重要影响等方面原因，研究较人体其它部位明显偏少。在工程领域方面，杨德伟[7]等基于CT扫描数据结合ABAQUS软件建立了手抓握模型。几何模型通过人手CT扫描后简化处理得到，建立的手模型简化为以皮肤、肌肉、神经、血管等软组织为整体的软组织模型和手部骨骼模型两部分，手部复杂的组织结构未曾细化。抓握功能通过参数约束、程序运动规划控制下实现，而并非基于神经肌电活动模拟，也非通过骨、肌肉施加荷载得到，本模型在工程领域有一定实用价值，但远不能满足医学研究的需要；陈志翔[8]等在研究机器人虚拟手过程中，通过参考手部解剖结构，建立手部肌肉模型，并以程序设计约束指间运动关系，通过控制肌肉收缩量来实现手指运动，较好的拟真了手指运动机理。但模型基于数学方程人为控制，而非通过人手实际解剖结构获得。在医学领域方面，Carrigan等[9]通过CT扫描，最先建立了包括韧带、软骨、8块骨骼在内的手腕关节复合模型；国外的Ko等和国内的郭欣等[10]都建立了腕管的三维有限元模型，为进一步探讨腕部结构的力学行为提供了一个可操作的平台；Anderson等[11]最早通过腕关节三维有限元模型模拟了创伤性关节炎病理改变；Bajuri MN[12]等通过CT扫描，参照诊断标准，建立了首例类风湿性关节炎患者腕关节三维有限元模型。国内其它学者也以解决临床问题为出发点，对手的部分结构三维有限元模型的建立进行了积极的探索，如孟立民[13]建立了第一、二掌骨和大多角骨三维有限元模型，并模拟Bennett骨折和微型外固定器外固定及克氏针内固定治疗情形，研究两种治疗方法优劣问题；董谢平等[14]以中国力学可视人原始资料为依据，构建带软组织的正常手腕和佩带腕保护器手腕的三维有限元模型，验证了腕保护器防护腕部骨折的有效性；颜冰珊等[15]建立了正常下尺桡关节三维有限元模型研究了前臂桡骨骨折的临床问题；张浩[16]等基于现有个人电脑平台，建立了腕关节有限元模型，进一步证明利用医学图像处理软件和三维重建软件准确、快捷地构建腕关节的三维有限元模型有可行性。

4 小结

手部建模是虚拟现实领域研究的热点之一，在工程领域主要是机器人手的拟真研究，尤重抓握功能，在医学领域更多涉及腕关节这一部分结构，囊括手部骨骼、关节、肌肉、韧带、筋膜、血管、神经、皮肤等组织结构较完整的手部有限元模型尚未见诸报道。手部的骨骼、关节数目较多、相互关联较复杂，是一个复合性的机械结构，在建模时要同时考虑到骨骼、关节面、韧带、肌腱及其它周围组织在生物力学中的作用。目前，手部有限元建模研究较人体其它部位少，还没有形成较完整、成熟的模型，更没有统一的建模标准。如何将三维可视化手建成物理手的有限元模型是现阶段研究难点，也是实现虚拟生理手模型建立的必然阶段，相信随着计算机技术的进步及多学科更好的融合，手部有限元模型研究将有更为广阔的前景。

参考文献：

[1]江见鲸，何放龙.有限元法及其应用[M].北京：机械工业出版社，2006：1.

[2]Brekelmans Wam，Rybicki EF，Burdeaux BD.A new method to analyze the mechanical behavior of skeletal parts[J].ACTa Ortho Scand，1972，43：301-305.

[3]Ibarz E， Herrera A，Mas Y， et al.Development and kinematic verification of a finite element model for the lumbar Spine：application to disc degeneration[J].Biomed Res Int，2013，7（5）：185.

[4]赵婷婷，严碧歌.有限元仿真分析超声弹性成像[J].生物医学工程学杂志，2011，28（1）：138-141.

[5]张桂敏，石应康.与多谱勒相结合的人体二尖瓣狭窄下游湍流剪应力二维有限元分析[J].医用生物力学，2001，16（4）：203-209.

[6]徐志才，胡广洪.胫骨模型对膝关节有限元分析结果影响的探讨[J].数字医学研究与应用，2014，4（9）：69-72.

[7]杨德伟.基于ABAQUS的三维有限元抓握手模型的建立与研究[J].机械设计与制造工程，2013，42（11）：18-21.

[8]陈志翔.虚拟人食指肌肉控制及运动约束研究[J].计算机科学与探索，2013，11：1040-1047.

[9]Carrigan SD， Whiteside RA.Development of a three-dimensional finite element model for carpal load transmission in a static neutral posture[J].Ann Biomed Eng，2003，31（6）：718-725.

[10]郭欣，樊瑜波，李宗明.掌向拉伸力作用下腕管的三维有限元分析[J].中国生物医学工程学报，2007，26（4）：561-566.

[11]Anderson DD，Deshpande BR，Daniel TE，et al.A three-dimensional finite element model of the radiocarpal joint：distal radius fraCTure step-off and stress transfer[J].Iowa Orthop J，2005，25：108-117.

[12]Bajuri MN，Kadir MR，Amin IM，Ochsner A. Biomechanical analysis of rheumatoid arthritis of the wrist joint [J].Proc Inst Mech Eng H，2012，226（7）：510-20.

[13]孟立民，苏啸天，张银光.微型外固定支架和克氏针治疗Bennett骨折的三维有限元分析[J].中国组织工程研究，2012，16（9）：1626-1630.

[14]董谢平，王冬梅，何剑颖.腕保护器抗冲击载荷的有限元分析[J].中国组织工程研究与临床康复，2011，15（30）：5531-5534.

第7篇：人体工程学分析范文

关键词：1级倒立摆SimMechanics 人体平衡 PID

中图分类号：TH112.1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）09-0065-01

1、引言

目前关于人体平衡的研究很多，切入的角度有能量观点，小波分析，SD法（stabilogram-diffusion）等来分析，但对于仿真人体平衡过程的研究却不是很多。本研究的目的是建立一个PID平衡控制模型，对人体平衡过程进行动力学仿真，通过仿真更加直观的表现出人类恢复平衡的过程，从而有利于研究的进一步深入。

2、人体平衡动力学分析

人体踝关节力矩对人体站立平衡有明显影响，踝关节力矩会影响恢复平衡姿势的响应时间，而人体的中枢神经系统会根据偏离平衡位置的角度来调节踝关节输出的力矩，从而恢复平衡状态。

在重力作用下，人体保持垂直站立与一级倒立摆模型或者多级倒立摆模型，其控制策略具有相似性。在小角度非平衡条件下，可将身体近似成整个刚体结构，骨盆、脖颈及手臂等关节的活动对于平衡的恢复影响微乎其微，近似为零。这样将人体近似为一级倒立摆模型。由于θ非常小，sinθ≈θ则Δ=h*sinθ≈h*θ。而人体中枢神经系统仿真可以由PID控制实现，由PID控制输出相应的扭矩作用于脚踝，实现对身体的控制。从而使人体平衡整个模型大为简化。

3、平衡过程动力学建模

3.1 SimMechanics简介

SimMechanics是一个以Simulink为基础，用于对刚体系统进行运动学和动力学建模仿真的工具。SimMechanics利用模块框图的建模环境来对刚体机构运动进行设计和仿真，可以设定构件的各种特性，如可能的运动，运动约束，坐标系统，还可以初始化和测量机构系统的运动。

3.2 模型搭建

使用SimMechanics 工具箱对人体刚体建立仿真物理模型，并设置模块参数、机械环境、仿真参数，SimMechanics 。

4、动力学仿真

4.1 仿真参数设置

编写m文件，设置身高（H）、体重（M）、重心（G）、转动惯量（T）以及偏移的角度（n）等参数，其中G=0.53*H； 人体平均半径通过密度公式计算的出为 r=sqrt（M/（pi*h*1000））；

T=diag（[（3*r^2+H^2）/12，（3*r^2+H^2）/12，H^2/2]）*M； n一般取±5°以内。

仿真时打开m文件及模型文件，根据不同的测试者，在文件中只需改动身高（H）、体重（M）及角度（n）参数即可。PID控制器的参数设置中小波分析的结论，正常人体调节时间为3-5s，得出最接近的pid参数分别为Kp=40，Ki=0.0001，Kd=2.5。

4.2 仿真结果

4.3 结果分析

根据不同的人体参数，其恢复平衡的响应曲线也不同（图1），个高体重（b）的人在恢复平衡的调节时间要比个低体轻（a）的人的调节时间长，其超调相应的也大；初始偏移平衡位置角度大的（e）恢复平衡相应与（a）较慢；但所有曲线在恢复平衡的过程上是一致的。

5、结语

运用基于SimMechanics方法，从人体控制平衡机理出发，对神经系统和运动系统都进行了仿真，可以根据小幅度改变偏移角度来演示人体重心波动情况。另一方面，该模型参数可根据实际人体的体重、身高进行方便调整。通过与实际人体重心波动数据的比较，证明了该方法的可行性与合理性。

参考文献

第8篇：人体工程学分析范文

关键词：工程机械 人机工程学 实验

一、工程机械定义与分类

机械工业出版社出版的《工程机械》一书对“工程机械”的定义是：工程机械是为城乡建设、铁路、公路、港口码头、农田水利、电力、冶金、矿山等各项基本建设工程施工服务的机械；凡是土方工程、石方工程、混凝土工程及各种建筑安装工程在综合机械化施工中，所必需的作业机械设备，统称为工程机械。

按主要用途分类，工程机械可以大致分为九个类别。

二、国内外研究现状及研究意义：

国际工程机械驾驶室，主流市场和制造商主要分布在欧洲、北美和亚洲三大地域。由于文化背景和的地域环境差异，不同地域的驾驶室具有独特的地域特点和鲜明的技术特征。目前欧洲顶级的工程机械驾驶室代表了当今世界最高的设计水平。其应用了世界上最先进的技术，追求舒适性和安全性，模块化和系列化设计程度高。

如果能有效改善工程机械操作者工作条件恶劣的情况，增强其工作的舒适度，减少劳动者的疲劳损伤，减少机械的人为故障，保证操作者长时间集中注意力，降低安全事故发生率，提高工作效率。国外新型工程机械不但达到了人机布置的科学性，还普遍采用全封闭式驾驶室，而且十分注意调节驾驶室内的温度、湿度和气流速度，不论在什么样的气候条件下作业，驾驶员在驾驶室内始终感到舒适。美国工程机械研究推荐的驾驶室内舒适的微气候参数为：空气相对湿度为30%～70%，驾驶室温度为18～24℃，空气流速为0.1～0.3m/s，通风量为0.37～0.57m3/min。

因此，选择该课题有以下目的和意义：

1 可以提高工程机械驾驶室人机工程学应用水平，扩展人机工程学的应用领域；

2 可以将人机工程学的实验方法引用到工程机械的驾驶室设计中，提高国内工程机械驾驶室人机设计水平；

3 可以提高工程机械的驾驶舒适度，降低操作人员的疲劳度；

4 进一步提高设计的工作效率，设计适合中国人体形的机械设备，改进常规的落后设计手段。

总之，对于国内学术而言，许多工程机械设计缺乏人机工程的相关理论，在人机工程学方面的研究也不多（有的相关研究还停留在经验人机工程学的基础上），所以在该课题上进行研究，就是只对其中一个人机项目（如操作舒适区域）进行研究就可以取得比较有意义的成果。

由于工程机械的范围很广，笔者无法对每种机械的驾驶室进行细致的实验研究。在经过大量调查分析发现，在工程机械中，挖掘机是使用范围最广并且操作具有一定代表性，所以在本文中笔者仅以挖掘机为主要研究对象进行研究。在挖掘机驾驶室中，座椅的人机工程学方面可以借鉴汽车座椅，而且国内学者也进行了一些研究，但对操作方面的人机工程学研究还比较少。挖掘机的操作主要依靠位于座椅两侧的操作杆来实现的，所以这个操作杆是人机工程学参数，直接影响操作人员的舒适度以及工作效率等。所以笔者将在本文中通过人机工程学实验对挖掘机的操作杆进行细致的人机工程学分析。利用美国BIOPACMP150生理多导仪，进行实验分析，得出结论，为以后的研究人员提供一种更有说服力的研究方法，使对工程机械驾驶室的人机工程学研究不仅仅停留在经验的基础上。

三 实验概述

通过美国BIOPAC MP150生理多导仪，对被试者使用挖掘机操纵杆完成规定任务时的生理参数（主要是肌电图，前臂与手腕的弯曲等）以及被试者的主观评价，经过分析得出最符合人机工程学的挖掘机操作杆的外观。

实验测评指标及影响各指标的因子

1 舒适度

（1）握杆的直径

（2）握杆的弯曲度

（3）握杆的长度

（4）握杆的高度

（5）握杆的材质

（6）握杆的摩擦力

2 疲劳度：连续工作而致使肌体能量消耗的生理疲劳程度。

（1）握杆的摆放位置

（2）握杆的操作范围

3 工作效率

（1）完成同一任务时的工作时间

（2）单位时间能完成的工作任务

4 安全性能

完成工作过程中的误操作率

5 心理感受（主观评价）：操作过程中对被试者心理的影响。

（1）舒适程度

（2）简单程度

（3）美观程度

（4）轻巧程度

肌电图（electromyography），应用电子学仪器记录肌肉静止或收缩时的电活动，及应用电刺激检查神经、肌肉兴奋及传导功能的方法。英文简称EMG。通过此检查可以确定周围神经、神经元、神经肌肉接头及肌肉本身的功能状态。实验将采集实验过程中被试者有效的肌电图、弯曲角度并通过统计学软件进行统计分析，得出哪种操纵杆更符合人机工程学。

实验设备：

美国BIOPAC公司MP150系统

这套系统可以用普通个人电脑工作，可将生理信号存入计算机，无需连续纸记录仪，系统维护简便。可以在办公室或家中用个人电脑装入ACK软件分析实验室内MP150系统记录的生理信号。

用来放大常规的和骨骼的肌电活动。EMG100C可以用来监测单个纤维的、运动部位的和外周神经的电活动，因为它可以快速反应和定时。AcqKnowledge软件可以执行实时EMG测量。可以匹配所有的2mm电极插头，包括用于高灵敏测量带屏蔽的电极插头。

TSD109C三轴角加速度换能器

TSD109C与HLT100C相连提供三个输出，同时测量XYZ三个轴线方向的加速度。TSD109C可以用于身体上的各个部位。TSD109C适于测量慢速动作，例如走动。TSD109C适于测量快速动作，例如打网球时摆臂。

挖掘机模拟软件 一套

挖掘机模拟器 一套

被试者：经调查99%以上的挖掘机驾驶员为男性，且年龄在20岁以上，所以被试者选择为8名健康男性，年龄22岁以上。

当工程机械驾驶人员在利用操纵杆完成工作的时候，其三角肌、肱二头肌、前臂屈肌群会在大脑的支配下做出动作，最容易疲劳的也正是这些肌肉，所以肌电图的采集将主要集中在这三组肌肉上。操作时手腕需要经常转动，所以将三轴角加速度换能器安装在被试者的手腕部，用以采集工作时手腕弯曲程度，从而分析其疲劳状况。肌电采集点如上图所示：

实验前期准备工作：

1 安装调试实验设备。将操作杆固定在仿真座椅两侧，模拟真实挖掘机驾驶环境，打开电脑中的模拟软件；

2 将BIOPAC MP150生理多导仪主机与放大器按照使用说明安装好，打开数据采集软件，进行调试，连接电极采集线；

3 对被试者进行简单讲解，使其了解在实验过程中，被试者应该完成的工作。但对实验要采集的数据与结果要对被试者保密，以免在实验过程中，被试者的主观意识影响实验数据的准确性；

4 根据事先选好的采集点，在被试者身上安装贴片电极，并将生理多导仪的电极线与其连接；

5 实验人员将计时秒表归零。

实验过程：

1 被试者按实验要求利用操纵杆控制模拟软件中的挖掘机，从地点A移动至地点B，并在地点B处，用挖掘机的铲斗将右侧土堆的土移动至左侧（需要重复5次操作）。同时实验人员进行计时，记录每个被试者完成同样操作所利用的时间。

2 更换形状的操作杆进行同一实验，为避免被试者由于多次反复操作，对操作的熟练程度而影响实验结果，操作杆的使用排序采用随机排列。

3 操作完成后，秒表计时完毕，实验人员进行数据记录，将设备采集出来的肌电图等进行存储。

4 让被试者填写主观评价表

5 整理实验设备

实验后期：

对采集的实验数据进行分析，通过统计学软件SPSS分析得到实验结果，这样就可以真实有效的利用数据结果评测那种操纵杆更符合人机工程学要求。

总结

第9篇：人体工程学分析范文

2011年5月21日，中华医学会数字医学分会在第三军医大学举办隆重的成立大会。该学会的成立，标志着在钟世镇院士倡导下，以解剖学为基础的“虚拟人”发展到“数字医学”，数字医学成为生命科学、工程学与计算机科学交叉的新兴学科。

中华医学会、重庆市政府、总后卫生部、第三军医大学等单位的领导，以及来自全国医疗行业的专家教授200余人出会。大会选举张绍祥教授为中华医学会数字医学分会第一届委员会主任委员。

张绍祥教授认为：数字医学是指现代医学和数字技术相结合，包括医学、计算机科学、数学、电子学、机械工程等多学科的一门新兴的交叉学科。数字医学具有强大的生命力，它不仅突破了传统的学科架构，而且渗透到医学的各个方面，带来医学的革命性变化，现已成为当今世界最为活跃的前沿学科之一。数字医学涉及许多方面，目前在外科手术导航、影像立体重建、人体器官个性化制造等方面有所建树和突破，为临床医学带来全新的手段。

在医学界，钟世镇院士被誉为中国现代临床解剖学的奠基人、中国数字人和数字医学研究的倡导者。2001年，钟世镇院士在第174次“香山科学会议”上首次研讨了“中国数字化虚拟人体的科技问题”。中国人体数据库初步建成后，钟世镇院士开始担任“中国数字人研究联络组组长”。

钟院士介绍，数字医学由“虚拟人”发展而来，而“虚拟人”研究分为四个发展阶段：第一阶段是数字可视人；第二阶段是数字物理人，拥有人体的物理性能，可以模拟肌肉的运动；第三阶段是数字生理人，可模拟人的生理功能，到达第四个阶段的数字智能人则将具备一定的思维能力。

目前，中国对“虚拟人”的研究已经达到第三个阶段――数字生理人。数字人课题组已构建了八套男女全身数据集，数十套人体器官数据集，以及数十套用于了解人体结构的数字化解剖软件。

“虚拟人”技术一经推出便吸引了各个领域的目光。除医学领域，在汽车碰撞实验、航天技术、服装设计业、影视等方面，“虚拟人”技术也充分得到运用。在“神六”返回舱设计和着陆过程中，“虚拟人”数据集同样功不可没。

然而，令钟世镇更为关心的是，如何能让“虚拟人”技术在医学领域推陈出新，将解剖学这一古老的学科变为真正的“朝阳学科”。“要解决‘治病救人’的问题，现在我们更应该倡导‘数字医学’，转向临床当中的实际运用问题。”钟院士说。

为了使“数字医学”这门新兴的学科更好的发展，在钟世镇、戴戎、王正国等院士和傅征教授的联名提议下，经中华医学会、中国科协、国家民政部批准，中华医学会数字医学分会于2011年5月正式成立。

“虚拟人”研究

人体是由一百多万亿个细胞组成的复杂整体，仅人的神经系统就约有1000亿个神经元，而且由细胞构成的组织器官间的相互作用，人体与外界环境的冲突与和谐，这些极为复杂的变化对于人类自身至今还是一个充满未知的神秘世界。

1895年德国科学家伦琴在一次实验中偶然看到了射线下妻子的手骨，这是人类有史以来第一次透过皮肤看到自身内部，由此揭开了人类利用以X线为代表的透视工具探索人体内部奥秘的序幕。

今天科学家们掌握的透视工具越来越多，但是仍然无法满足人类更为全面了解自身的渴望。科学家们为此所做的全部努力都在指向同一个问题，究竟利用什么样的手段能重建可以真实的反应人类生理机能活动的虚拟人体。

1989年美国人在这个领域率先跨出了关键性的一步，他们设想：能否将人体标本通过计算机技术转换成人体数据集，能够让使用者象检索图书资料那样方便的查询、获取人体信息。这个项目由美国国立医学图书馆发起，计划的名字通俗易懂而且充满想象力，它被正式命名为：虚拟人类计划。这个大胆的设想在当时一度引起医学界的怀疑。要采集这些数据必须先将人体标本切成薄片，并用数码相机和扫描仪对切面进行拍照、扫描，之后将数据在计算机里合成三维的立体模型，其中的精心程度与庞大的工作量可想而知。1991年和1994年研究小组分别选择了男女各一具尸体作为标本获取了完整的人体数据，这些数据称为V.H.P.数据集。在1989年到1994年的五年里，美国人把虚拟人类的构想推进到了试验阶段，这意味着美国“虚拟人”技术已经达到了可视程度。

虚拟人类自己这显然是一个大胆的设想，而当人们通过理性分析发现“虚拟人”绝不是另外一种克隆时，“虚拟人”研究就必然成为一项激动人心的重大科研项目。

1996年在美国国防部非致命武器委员会的积极支持下，橡树岭国家实验室牵头酝酿“虚拟人”创新计划。在他们的构想中，“虚拟人”应该能够模拟人体在外界物理刺激下的反应，他会象真人一样骨头会断、血管会出血，有专家称之为：虚拟物理人。如果说虚拟可视人还仅仅是一个可供人们观看的人体模型，虚拟物理人则使得这个模型有史以来第一次对外界刺激有了反应。在科学家的计划中它不再是一个静止的标本，人类将在计算机建造的虚拟世界中看到另一个自己在呼吸、走动，更会通过模拟各种环境的变化，探测人体极限。这个计划的目标已经非常接近科学家一直梦想的虚拟人类。

由于构成“虚拟人”的数据来源于自然人，因而“虚拟人”具有民族、区域等特征，东方人的特点明显的与欧美人不同，因此中国建立具有自已国家人种特征的数字化人体模型成为填补空白的问题。

美国“虚拟人”研究小组在2000年就已经建立了人体主要器官的三维模型，中国的“虚拟人”计划要在技术上占领哪个制高点？人体内的血管系统可以分为四级，数量达到上千万条，手术时医生往往需要更为完整、微观的血管地图，以制定安全的手术方案。长期以来尽管医学专家尝试了很多办法，但是这些大大小小错综复杂的血管网络的具体形态分布仍然充满未知，因此怎样将人体血管系统通过不同颜色准确区分出来，成为一项具有挑战性的课题。

从1996年开始，美国“虚拟人”研究小组就面向全球征集建立血管模型的解决方案，但是其中的关键问题一直没有获得解决，而钟世镇院士独有的血管铸型技术为中国人在这个领域有所突破提供了可能。由此中国“虚拟人”项目的关键技术被正式确定为攻克血管模型。2001年11月举行的第174次香山科学会议被认为是中国数字“虚拟人”研究的开篇。中科院李华博士、第一军医大学钟世镇院士、首都医科大学罗述谦教授等人向国家提出了研究中国“虚拟人”的设想，很快“虚拟人”技术研究被列入国家863项目。

2002年12月，广西一名19岁的女孩因不慎误食毒蘑菇引起食物中毒死于广州，家属同意捐献其遗体。经过科学家们仔细检查与评估，最终决定以她作为人体标本采集数据。中国第一例“虚拟人”――虚拟人女一号数据开始采集。中国第一例“虚拟人”数据采集，每片标本的切削间距为0.2mm，对每片标本进行拍摄平均需要3分钟，为保证切削连续性，工作人员要在低温环境下昼夜轮换持续工作，整个切削过程持续了一个月。2003年2月16日虚拟人女一号完成图像采集。中国第一例虚拟人体数据采集共获得8556张断层图片，每片间距0.2mm，总数据量149.7GB，切片数据被存成计算机可以识别的数字信息，进行数据处理。罗述谦教授领导着一个研究小组，海量数据汇集到这里，他们面对的问题就是将近万张二维图片在计算机里合成，并将其数字化变为三维立体人。要完成这个工作，首先要解决的是数据的精确配准问题，所谓配准就是把这8556层对齐，因为切削加工时间比较长，前后有一个多月的时间，由于机械加工的一些晃动，数码相机的移动，以及照明的不一致性，因此就造成一些断层图像有相对左右位移和上下位移，如果不能有效地校正这些位移的话，重建出来的这个人体周围就是虚的。将8556张图片中大大小小上千个器官组织一一对准，是一个要付出极大耐心的工作。尽管可以利用专门的软件作为工具，要完成这样的任务对于负责模型重建的工作人员仍然是一项极大的挑战。

大脑是人体最为重要的生命器官，人体许多疾病的发生、发展与大脑深度的核团密切相关，长期以来大脑核团的具体形态与结构一直是一个谜。研究人员希望通过“虚拟人”技术将这些大脑核团准确标识出来，为临床医学家提供更为精确的三维图谱。

人体三维模型建立的精确与否直接关系到“虚拟人”数据集的应用价值。血管模型的精确重建为将来临床上的进一步应用奠定了基础。同时李华博士的小组还进行了另一项具有挑战性的工作，他们尝试对人体最为复杂的神经组织进行重建。从2003年虚拟人女一号数据集采集完成以来，经过近一年多的努力，基本完成了人体标本大部分器官组织的重建工作。

数字医学研究取得重要进展

“虚拟人”能做什么？究竟有什么用？成为大家日益关心的问题。

近百年来尽管人类医疗手段在不断更新，但是针对人体重要器官的手术风险依然严重威胁着患者的健康与生命。医生一直致力于建立更为有效地模拟手术平台，训练临床医生便捷的获得手术经验。“虚拟人”技术的出现有助于这个梦想成为现实。它给全球的医学工作者在改变现有手术训练模式方面提供了极大的想象空间。

眼睛是人身上最为脆弱的器官之一，长期以来眼科手术的复杂性以及高危险性，一直是令临床医生头疼的问题。一名眼科医生在走上手术台之前至少要经过50次手术训练。医学上一直在探索一种能够低成本、耗时短、有效的手术培训方式。

针对眼科医生在手术训练方面遇到的困难，厦门大学计算机系王博亮教授尝试建立人体眼球单个器官的模型。在他的实验中，眼球的切削精度达到了20μm的细胞级别。为了使自己的研究成果能够紧密结合临床，王博亮找到了眼科手术专家吴医师作为合作伙伴，共同研究虚拟眼球在临床上应用的可能性。他们的目标是建造一只能模拟人类眼睛的各种生理机能的虚拟眼球。它不仅能够帮助眼科医生进行手术训练，还帮助眼科专家揭示人类眼科疾病的发生机理。

今天已经有越来越多的科学家从自己的专业角度出发加入“虚拟人”技术研究领域。他们纷纷从人体单元器官的重建入手，尝试对人体主要组织器官进行更为细致、精确的重建。他们设想在不远的将来可以通过复杂技术将这些分散的器官整合为一个三维的立体人体模型。这个模型的建立将把人类对自身的认知提高到一个前所未有的水平。尽管目前还处于研究的初级阶段，但是科学家们坚信：他们目前所做的种种努力正在为将来激动人心的各种可能性铺平道路。

在完成可视化人体模型的基础上，科学家们还希望“虚拟人”还能像真实的人类那样具有各种物理、生化反应。在以往的科学实验中，大量的采用动物甚至是真人来得到实验数据，在成本居高不下的同时，实验结果还存在各种不确定性。“虚拟人”技术的成熟有助于改变这种现状。在“虚拟人”身上加载人体物理反应模型之后，能够很方便的获取各种反应数据，从而让“虚拟人”代替人类在不可想象的严酷环境中完成人类不可能完成的任务。

今天“虚拟人”技术的应用设想还在不断延伸，更多领域专家的介入使得我们看到“虚拟人”应用的更多可能，在交通、体育、服装、航空、航天等领域，“虚拟人”将如何改变我们的生活，这个充满诱惑的问题正在不断激发着人类的想象力。毫无疑问“虚拟人”技术的发展为人类生活的改变展现了广阔的前景，与民众对此表现出的极大热情相对应，科学家们对于这种预测表现出更为谨慎的态度。

以“虚拟人”技术为基础的数字医学是新兴的学科，在我国已经有了积极的探索和长足的发展，在服务临床方面进行了积极有益的探索。

第三军医大学交通医学研究所尹志勇等人采用计算机仿真技术开展模拟颅脑、胸部撞击伤的研究，深化了对损伤机制的认识，事故再现的分析研究，协助交通管理部门更准确地判断事故的发生情况和肇事者的责任，受到有关部门的高度评价。第三军医大学野战外科研究所陈青等利用计算机图像重建技术，采用三维图像对外周神经再生规律进行可视化研究。类似的研究工作在全国多家研究机构已经大量开展。

2007年，“怪头娃”刘京在厦门市第一医院手术成功。这是我国完成的首例颅腔重建全颅再造手术，也是国内首例在临床上成功运用计算机三维仿真技术设计全颅再造。厦门大学计算机系王博亮教授带领团队应邀参加设计了颅骨切割和重建的计算机模拟手术过程，精确测算了刘京大脑的容积与颅腔的容积，为手术的成功奠定了基础。

张绍祥教授主持的“中国人体三维结构数据库建立”、“中国数字化可视人体数据获取关键技术研究”、“中国数字化可视人体分割数据集的建立”等6项国家自然科学基金课题获重要研究成果。

北京天坛医院开展的“颅内肿瘤虚拟仿真研究”；昆明军区总医院开展的“数字技术在脊柱侧弯手术治疗中的应用”；广东省自然科学基金支持的“数字医学技术在肝胆胰外科疾病诊断和治疗的应用研究”；南方医科大学珠江医院开展的“数字医学技术在肝血管瘤切除术中的应用研究”、数字医学技术在V、VI段肝癌切除术中的应用”等研究对推动我国数字医学研究的发展做出了重要的贡献。

数字化医学内植物技术研究工程化

植入物在医学领域的应用已非常普遍，仅以在骨科的应用为例， 2002年世界骨科植入物的销售额已达到140亿美元，随着人口的老龄化和严重创伤疾病等的增加，这一数字还以每年20％的速度增长。近年来，随着数字化高新技术和生物科学技术的发展，借助计算机辅助设计与制造技术（CAD/CAM技术）、快速原型技术、计算机图像处理与三维建模等手段，上海交大以人工关节为切入点，研发人工关节设计、制造及临床应用中的数字医学关键技术，同时借助已开发的系列细胞学和分子生物学的手段，增强植入物的生物学功能，促进与人体组织的整合。

1. 个体化人工关节的快速化制作技术和应用

在国家863项目基金支持下，为了进一步克服影响个体化人工关节临床应用与推广的主要障碍，缩短假体的生产周期、降低成本，上海交大基于大批量定制理念开展了有关个体化人工关节的快速化制作技术的研发。依靠CAD/CAE/CAM/PDM技术、参数化变量化设计技术、虚拟制造技术、成组技术等新技术，对各关节假体的个性化需求进行分类，找出尽量多的共性元素，除关节优先区外，在不影响人工关节的力学性能和功能条件下，通过改变肩、肘、髋、膝、踝关节的设计，增加人工关节的共用组件，并减少共用组件的规格品种；统一原材料探伤、表面喷涂、焊接、杀菌、包装的工艺装备。对手术辅助器械设计和工艺流程采用同样的原则，生产用模具、夹具设计尽可能采用互换件，使制造技术合理化，优质、高效、快速地制造出满足用户个体化需求的假体。

2. 人体化人工关节的结构仿生和生物学优化

个体化人工关节多数以形态仿生为主。手术以恢复病损部位的大体形态和基本的生理功能为目的，甚至仅为了保肢，远未达到功能仿生的要求。为了进一步提高个体化人工关节对毁损关节功能替代的质量，上海交大开展了人工关节结构仿生优化研究：包括运动学仿生和稳定性仿生，研发符合正常肩、膝、髋、肘、踝关节的三维共轭活动模式以及重建大节段骨切除和软组织切除患者的关节稳定性，研发出具有自主知识产权的新型个体化假体。同时为了提高人工关节的生物相容性，上海交大开展了假体材料的优化研究，如在β型钛合金中加入生物相容性良好的铌和锆，使钛合金在保持其抗腐蚀性和力学强度的同时，进一步提高生物相容性、降低弹性模量，从而有效降低假体的应力遮挡效应；又如对假体表面真空等离子喷涂生物活性钛（Ti）、氧化钛（TiO2）涂层，使其具有优良的力学性能，加强涂层与合金基体的结合以及假体-骨整合，并实现个体化加工。

数字医学研究机构

全国各地纷纷成立数字医学研究机构，第三军医大学、上海交大、复旦大学分别成立了数字医学研究院和研究中心，国内至今已经构建了8个高精密度的中国人体数据集。

重庆市数字医学研究所（重庆市数字化人体工程研究中心）由第三军医大学建立，开展数字化可视人体的相关研究。第三军医大学于2002年正式成立“计算医学研究室”，并建立了首套中国数字化可视人体数据集，使中国成为继美国之后世界上第二个拥有完整可视人体自主知识产权的国家；2003年5月成立“重庆市数字医学研究所”；2007年成立“重庆市数字化人体工程研究中心”。目前建立了基于数字解剖学和数字医学研究的开放性实验室。研究成果包括2002年完成中国男性数字化可视人体数据集的建立和三维可视化；2003年完成女性数字化可视人体数据集等。中国数字化可视人体数据集荣获2007年国家科技进步二等奖；手部创伤修复解剖学研究及临床应用荣获2001年国家科技进步二等奖。