1.实验原理

本实验基于人体科学、人体测量学，以产品设计专业所涉及的人体构造、测量、环境参数测量与调节、成果展示与分析、数据采集为实验教学的主要内容，兼顾具有专业特色的人体实测数据库的建立与持续开源更新。“人-机（物）-环境”系统，指人在一定环境条件下，利用一些外用工具完成某项工作或任务。在这个系统中，人、机、环境的关系是相互作用、相互配合和相互制约的。人起主导作用，机（物）、环境通过人去调节和操控，同时影响人的行为和感受。因此，为了使整个系统安全、高效、舒适、操作方便，就必须充分考虑人、机（物）、环境的特征和功能，相互协调配合，构成有机整体，达到生产、生活的最佳效果。

①严谨的人体测量知识，是了解和表现人体结构、尺度、比例以及人机关系的基础

艺用人体测量是以人体骨骼和肌肉作为对象，研究人体外部形态和结构，以及人体运动和姿态规律的一门学科实验。产品设计专业的学生，设计活动离不开对人体的深刻理解和把握。人体本身集中了自然界诸多美的形式因素，具有科学而精密的构造、比例、秩序。学习艺用人体测量知识，对培养学生的专业素养具有重要的作用，是产品设计专业化培养的必由之路。

②产品设计人机工程学研究对象多样，测量学基本知识具有共性

此系统中，设计对象多样复杂，本实验项目依循序渐进原则，设计对象由座椅家具向室内外设施装置递进，与人关系密切。系统在根据数据建立仿真人体形态、人与物的适度关系、产品模型的虚拟展示等实验要求和基本知识面上，具有共性。  

③针对不同实验对象的实验目的、要求、考核点具有明显的特征、规律和差异

在学习人体结构动态变化、生理特点基本规律的基础上，实验对象由座椅家具到室内外设施装置循序推进，在目标、要求等方面是有差异的。主要表现在客观条件不同所呈现的人体测量部位、测量数据要求等。运用软件，选择人群类型，根据实验目标选择不同测点，填充测量数据；或根据测体数据、调用数据库数据建立仿真的人体形态，做关键点标记，并展示测量数据；或对设计物模型进行尺度修改调节，依据正确人体数据评价模型物的合理性。

④人体数据采集和共享功能

本实验项目由课堂讲授、虚拟教学、实际操作几部分组成，学生将在教师指导下进行实际测量，将数据分类整理，导入软件系统成为人体尺寸数据库，形成可视化图表，持续服务于本虚拟仿真实验教学，并广泛应用于相关专业设计活动，为后续专业设计提供可靠的数据支撑。

 

图4 知识点结构图

知识点：共15 个

1. 人机工程学概论

2. 人体结构及尺寸特征

3. 人体结构与运动特征及动态分析

4. 人体尺寸与产品设计

5. 人体基本结构与比例尺度关键指标

6. 男女老幼形体特征与差异

7. 头部五官骨骼肌肉的结构穿插关系与交互学习

8. 躯干骨骼肌肉的结构穿插关系与交互学习

9. 上下肢骨骼肌肉的结构关系与交互学习

10. 人体功能尺寸数据填充与调节

11. 躯干四肢在家具空间中受力承载的变化与交互学习

12. 人体测点及测量原理和方法

13. 座椅家具设计的尺度调节与交互学习

14. 室内外空间中“人-机-环境”的结构布局、设备设施情况的合理性交互设置——以红色主题公园/展厅为例

15. 人体测量数据采集分类整理及数据库建立更新

（2）核心要素仿真设计（对系统或对象的仿真模型体现的客观结构、功能及其运动规律的实验场景进行如实描述，限500字以内）

①人体模型4个：

青年男人体、青年女人体、老人65-70岁、小孩6-8岁

②分解模型（骨骼+肌肉+皮肤结构精准）：

青年男人体的头部、躯干、四肢

③角色类型：

大学生、中学生、小学生、退休老人、十余岁小孩、婴幼儿各3名、着装人体、南方地区身高的男生、女生各10名。

④产品模型：

座椅家具、公园健身器械、卧室家具等，均可调节（单位mm）

座椅：座高（380-480），座面深（400-500），扶手高度（180-300），座面倾角（0-30度），靠背高度（220-600）

卧室家具：床，梳妆台，梳妆椅，衣柜

室外健身器械类型：单人漫步机、肩关节康复器、四合一训练器、太极揉推器等

⑤测量工具：

人体测高仪、直角规、弯脚规、三角平行规、量足仪、坐高仪等，为正常尺度。

⑥室内外空间中人体舒适间距：

500-900mm

⑦室内外空间中人与家具最短适度距离：

500-700mm

⑧室内空间模型（单位mm）：

室内门（入户门1000×2100,房门900×2050,厕所门700×2050），室内窗户（1200×1500,1500×1800,180000×2100）

⑨模拟人群行动：

模拟自由行走，坐、卧、转身、躺等行为