基于UG二次开发的办公座椅人机研究

论文摘要

办公座椅是人们在日常办公中使用频率最高和使用时间最长的工具之一，目前已成为座椅中极为重要的一类产品。人性化的办公座椅设计是厂家展示自身研发实力和拓展产品市场的基础。如何改进已有的设计方法，设计出符合不同个体的办公座椅是尤为重要的问题。在办公座椅生产厂家调研中发现，厂家在进行办公座椅设计时缺少个性化的设计，没有充分考虑使用者的生理曲线特征，仅凭设计师的经验反复的修改试模，这样存在产品不匹配的情况，从而导致使用者不同程度的脊椎劳损问题。本课题应用三维造型方法对办公座椅进行了再设计，通过引入参数化技术，实现了不同个体脊椎曲线模型的快速生成，利用脊椎曲线模型对办公座椅进行了再设计，可以提高办公座椅的合体性，满足不同个体的个性化需求。因此，本课题基于参数化特征造型技术，结合再设计平台特点和设计要求，开展参数化办公座椅再设计平台的研究。本课题主要从以下几方面进行了研究：（1）办公座椅设计特点分析研究。通过对座椅设计师的访谈和座椅人机工程学的学习，总结出办公座椅的设计指标。（2）人体脊椎曲线的参数提取与参数化建模。分析人体脊椎的特点，提取反映人体脊椎曲线特征参数。利用特征参数点的坐标值和办公座椅指标参数值建立约束模型，并进行参数化表示。采用参数样条曲线拟合人体脊椎曲线，建立人体脊椎曲线模型。（3）基于UG二次开发的再设计平台的实现。应用UG二次开发工具UG/OpenAPI的技术，建立了办公座椅再设计平台系统界面；利用VC++语言按照由点到线的方式实现参数化人体脊椎曲线模型，最终实现了办公座椅的再设计平台。本论文的创新点：（1）构建了办公座椅模型数据库。（2）建立了参数化人体脊椎曲线模型。（3）提出了基于人体的办公座椅再设计方法。（4）实现了办公座椅再设计平台。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 二次开发的研究现状
• 1.2.2 办公座椅人机设计研究现状
• 1.2.3 数字化人体模型研究现状
• 1.3 研究目的和意义
• 1.4 研究内容和技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 技术路线
• 1.5 研究方法
• 1.6 论文结构安排
• 2 课题研究的相关理论
• 2.1 办公座椅设计的人机工程学理论
• 2.1.1 人机工程学概念
• 2.1.2 办公座椅设计人机系统
• 2.1.3 办公座椅设计的坐姿生理要素
• 2.1.4 办公座椅设计的坐姿人体尺寸
• 2.2 人体曲线及曲面造型
• 2.2.1 曲线的定义
• 2.2.2 曲线造型方法
• 2.2.3 B 样条曲线和参数化样条曲线
• 2.2.4 曲面的定义
• 2.2.5 曲面造型方法
• 2.3 参数化造型理论
• 2.3.1 参数化技术
• 2.3.2 约束的概念与类型
• 2.3.3 参数化特征造型技术
• 2.4 建立参数化脊椎曲线平台的基本方法
• 2.5 本章小节
• 3 人体脊椎曲线建模
• 3.1 人体测量实验
• 3.1.1 测量的对象
• 3.1.2 测量的样本量
• 3.1.3 测量的方法
• 3.1.4 测量项目的确定
• 3.2 数据分析
• 3.2.1 箱型图分析
• 3.2.2 均值法处理
• 3.3 人体脊椎曲线参数化建模
• 3.3.1 脊椎曲线参数化特征模型
• 3.3.2 特征点坐标的参数化表示
• 3.3.3 脊椎曲线的参数化构建
• 3.4 本章小节
• 4 办公座椅建模
• 4.1 办公座椅分类
• 4.2 办公座椅设计要点
• 4.3 办公座椅建模的构架
• 4.3.1 办公座椅建模的构件
• 4.3.2 办公座椅建模的结构形式
• 4.3.3 结构形式的人机工程学分析
• 4.4 办公座椅建模指标的确定
• 4.5 办公座椅建模的实现
• 4.6 本章小节
• 5 办公座椅再设计模块的实现
• 5.1 UG 软件概述
• 5.1.1 UG 软件的特点
• 5.1.2 UG 主要功能模块
• 5.1.3 二次开发的工具简介
• 5.2 应用 UG/ OPENAPI 建立再设计平台
• 5.2.1 UG /OPENAPI简介
• 5.2.2 UG二次开发环境搭建
• 5.2.3 UG二次开发环境的设置
• 5.2.4 菜单项设计
• 5.3 办公座椅建模及脊椎曲线模型的实现
• 5.3.1 办公座椅建模的实现
• 5.3.2 脊椎曲线模型的实现
• 5.4 本章小节
• 6 结论与展望
• 6.1 论文主要研究成果
• 6.2 论文创新点
• 6.3 后续研究建议与展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间研修成果
• 致谢