Pro/E环境下座椅人机设计工具的研究与开发

论文摘要

座椅与人们的生活息息相关,无论工作、学习、出门旅行或在家休息都离不开座椅,座椅设计的合理与否,直接关系到就坐者的舒适和健康。设计符合人们要求的座椅,必须充分考虑座椅的人机工程学。在传统的座椅设计中,设计人员往往只能通过查阅手册、相关参考文献或咨询人机工程专家才能获得足够的资料。这种方式严重影响了设计效率和设计质量的提高。针对座椅设计现状,采用广泛使用的Pro/E系统为支撑环境,开发座椅主体构架的人机工程尺寸生成模块,具有一定的应用研究意义和实用价值。在Pro/E环境下采用Pro/Toolkit二次开发工具,利用基于布局的自顶向下的设计方法,根据人机尺寸关系对座椅的主要尺寸进行参数化控制驱动,实现了座椅框架的自动生成方法,提高了设计师的工作效率并保证了座椅的主要结构参数符合人机关系要求。基于Pro/E的座椅主要构架生成工具具备了通过所选择不同的就座对象或自定义输入尺寸的参数化驱动座椅生成的功能效果,操作方便,界面具有良好的人机交互性。工业设计师可以在座椅主要构架的基础上对座椅进行造型设计,结构工程师还可以进一步进行结构设计。由于后续的设计是在符合人机关系的构架上进行的,因而最后所得的座椅完全符合人机工程学要求。本文对座椅设计中的靠背曲线在Pro/E中的生成方法进行了探索,所采用曲线的数据都是建立在一些已知假设的前提下,对后续的靠背形态设计具有一定参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 人机设计理论及实践的发展
• 1.1.2 人机CAD 设计工具的研究开发
• 1.1.3 国内外人机设计工具研究现状
• 1.2 课题的提出及主要内容
• 1.2.1 课题的提出
• 1.2.2 Pro/E 平台上座椅人机设计工具开发的必要性及意义
• 1.2.3 课题的主要内容
• 第二章 座椅设计基础
• 2.1 座姿人体工程学
• 2.1.1 理想坐椅
• 2.1.2 设计原则
• 2.2 座椅的特性及分类
• 2.2.1 座椅的特性
• 2.2.2 座椅的分类
• 2.3 座椅设计细则
• 2.3.1 座高
• 2.3.2 座宽
• 2.3.3 座深
• 2.3.4 座面倾角
• 2.3.5 靠背
• 2.3.5.1 靠背尺寸
• 2.3.5.2 靠背倾角
• 2.3.5.3 靠背曲线
• 2.3.6 扶手
• 2.4 座椅设计注意点
• 2.5 典型座椅人机分析
• 2.5.1 工作椅
• 2.5.2 休息椅
• 2.5.3 长途客车座椅
• 2.5.4 电脑椅
• 2.5.5 沙发
• 第三章 人体尺寸的运用
• 3.1 人体尺寸
• 3.1.1 人体尺寸分类
• 3.1.2 人体尺寸分布状况的描述
• 3.1.3 人体百分位的选择
• 3.1.4 产品设计中人体尺寸数据的应用方法
• 3.2 人机尺寸关系的确立
• 3.3 人机尺寸数据库的建立
• 第四章 自顶向下的座椅设计方法
• 4.1 自顶向下（TOP-DOWN）设计模式
• 4.2 PRO/E 支持的自顶向下技术
• 4.3 基于布局的座椅自顶向下设计
• 4.3.1 座椅自顶向下设计流程
• 4.3.2 自顶向下设计模式的开发
• 4.3.2.1 布局（layout）的创建
• 4.3.2.2 初始装配模型的建立
• 4.3.2.3 布局的声明及参数对应关系的确定
• 第五章 座椅人机设计模块的开发及使用
• 5.1 开发环境与开发工具介绍
• 5.1.1 Pro/E Wildfire
• 5.1.2 Pro/Toolkit
• 5.1.3 Visual C++ 6.0
• 5.1.4 Access 2003
• 5.2 座椅人机设计模块的总体设计
• 5.2.1 总体框架设计
• 5.2.2 模块设计
• 5.3 座椅人机设计模块的开发
• 5.3.1 开发步骤
• 5.3.2 实现方法
• 5.3.2.1 VC 环境开发Pro/Toolkit 应用程序的基本流程
• 5.3.2.2 座椅人机设计模块对话框的创建与调用
• 5.3.2.3 座椅原型三维模型的建立
• 5.3.2.4 Access 数据库的访问
• 5.3.2.5 布局的调入及其尺寸的更新
• 5.3.2.6 座椅原型和设计模块的连接
• 5.3.2.7 曲线自动装配的实现
• 5.4 座椅人机设计模块的使用
• 5.4.1 座椅人机设计模块在Pro/E 中的运行
• 5.4.2 座椅人机设计模块的使用
• 5.4.2.1 座椅原型的选择
• 5.4.2.2 座椅布局的查看
• 5.4.2.3 参数的选择及输入
• 5.4.2.4 人机尺寸参数的查询及更新
• 5.4.2.5 设计结果的3D 输出
• 5.4.2.6 靠背曲线的自动生成并装配
• 5.5 座椅人机设计模块的应用
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 论文的创新点
• 6.3 问题与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文