汽车人机工程学13.doc

《汽车人机工程学》教学大纲

一、课程性质与任务
1．课程性质：本课程是车辆工程专业的专业选修课。
2．课程任务：本课程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；研究人和汽车及环境的相互作用；研究在汽车设计、行驶过程中统一考虑工作效率，人的健康、安全和舒适等问题的学科。使学生了解解决设计中人与汽车的关系为主的产品造型设计十分重要。
二、课程教学基本要求
本课程要求学生了解人机工程的研究内容、基本原则、基本原理以及在汽车造型设计中的意义；全面了解与汽车设计相关的人的因素，包括结构特征（人体解剖、人体测量）、功能特征（信息感知、处理与执行）、心理特征、环境适应性等；掌握显示与控制设计、作业域设计，座椅与手握工具设计等典型汽车人机设计问题。了解人机系统功能和类型，人机系统的分配，人机系统中人的失误产生的原因，车辆碰撞事故中车内乘员的人体保护技术，车辆行驶中车内乘员的乘坐舒适性，车辆驾驶员的驾驶适宜性，车辆噪声控制的必要性和如何保持车厢内的小气候环境。通过课程的学习培养学生以人为本的设计观以及在以感性为主的形态设计过程中理性地分析问题解决问题的能力。
成绩考核形式：末考成绩（闭卷考试）（70%）＋平时成绩（平时测验、作业、课堂提问、课堂讨论等）（30％）。成绩评定采用百分制，60分为及格。
三、课程教学内容
第一章 概述
1.教学基本要求
让学生了解人机工程学的发展、人机工程学的研究领域、人机工程学的相关学科、人机工程学的研究方法。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能
通过本章教学使学生了解人机工程学的发展阶段、人机工程学的研究领域、人机工程学的相关学科、人机工程学的研究方法。
3.教学重点和难点
教学重点是人机工程学的发展阶段、人机工程学的研究方法。教学难点是人机工程学的研究方法。
4.教学内容
第一节 人机工程学的发展
1.经验人机工程学阶段
2.科学人机工程学阶段
3.现代人机工程学阶段
第二节 人机工程学的研究领域
第三节 人机工程学的相关学科
第四节 人机工程学的研究方法
1.机具
2.作业研究
3.环境
4.研究模型
第五节 汽车人机工程问题——汽车人机工程学
1.汽车人机工程设计的主要工作任务
2.汽车人机工程设计所涉及的研究范围
第二章 汽车人机工程学中的人体因素
1.教学基本要求
让学生了解汽车人机工程学中的人体因素。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能
通过本章教学使学生了解人的特性的运动系统组成、人体运动系统功能、人体的力学特征；人体测量基本术语、人体测量的分类、人体测量的方法、人体测量数据的统计处理；人体结构尺寸、人体功能尺寸、人体主要参数计算；二维人体模板、三维人体模型。
3.教学重点和难点
教学重点是人体计测量、人体尺寸、人体模型。教学难点是人体模型。
4.教学内容
第一节 人的特性
1.人体运动系统组成
2.人体运动系统功能
3.人体的力学特征

第二节 人体计测量
1.人体测量基本术语
2.人体测量的分类
3.人体测量的方法
4.人体测量数据的统计处理

第三节 人体尺寸
1.人体结构尺寸
2.人体功能尺寸
3.人体主要参数计算

第四节 人体模型
1.二维人体模板
2.三维人体模型
第三章 汽车人机工程布置设计与车室尺寸设计
1.教学基本要求
让学生了解汽车人机工程布置设计与车室尺寸设计。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能
通过本章教学使学生了解汽车布置设计的组成、汽车布置设计的影响因素；汽车人机工程布置设计室内布置设计基准H点及确定、室内布置设计用包络线；车身室内空间尺寸设计；座椅布置设计；安全带固定点位置。
3.教学重点和难点
教学重点是汽车人机工程布置设计、车室尺寸设计。教学难点是汽车人机工程布置设计概述。
4.教学内容
第一节 汽车车身布置设计
1.汽车布置设计的组成
2.汽车布置设计的影响因素
第二节 汽车人机工程布置设计概述
1.室内布置设计基准H点及确定
2.室内布置设计用包络线
3.环境
第三节 车身室内空间尺寸设计
第四节 座椅布置设计
1.轿车桌椅布置设计及头部空间尺寸
2.客车桌椅布置设计
3.货车桌椅布置设计
4.桌椅调节量设计
第五节 安全带固定点位置
第四章 汽车视野设计
1.教学基本要求
让学生了解汽车视野设计。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能
通过本章教学使学生了解驾驶员眼椭圆相关概念、汽车前后视野及要求、人眼视区、眼椭圆应用、汽车动态视觉及其设计应用中观察点的光流分布、驾驶员眼睛转动角速度、等角速曲线、角速度阀、风窗玻璃下沿高度。
3.教学重点和难点
教学重点是驾驶员眼椭圆相关概念、汽车前后视野及要求、人眼视区、眼椭圆应用。教学难点是眼椭圆应用。
4.教学内容
第一节 驾驶员眼椭圆
1.眼椭圆的数据测定
2.眼椭圆定义来源及理论解释
3.眼椭圆样板的制取
4.眼椭圆样板在车身图上的定位

第二节 汽车前后视野及要求
1.基本概念
2.汽车驾驶员前方视野要求
3.A立柱形成的双眼盲区的求作

第三节 人眼视区
1.眼睛的运动
2.眼睛和头部不转动时的视区
3.眼睛和头部的转动角
4.头部转动角的求法
5.驾驶员的视区和盲区

第四节 眼椭圆应用之一
第五节 眼椭圆应用之二
第六节 眼椭圆应用之三
第七节 眼椭圆应用之四
1.A立柱盲区的求作
2.通过车内后视镜观察时的间接视区的求作
3.B立柱和C立柱的间接盲区求作
第八节 眼椭圆应用之五
1.由转向盘轮缘形成的盲区的求作法
2.由转向盘轮毂和轮辐形成的盲区
第九节 汽车动态视觉及其设计应用
1.观察点的光流分布
2.驾驶员眼睛转动角速度
3.等角速曲线
4.角速度阀
5.风窗玻璃下沿高度
第五章 汽车显示与操作装置设计
1.教学基本要求
让学生了解汽车显示与操作装置设计。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能
通过本章教学使学生了解汽车人机界面、汽车显示装置设计、操作装置设计中足蹬力及手操作力、主要操纵装置设计、操纵装置和显示装置的布置设计。
3.教学重点和难点
教学重点是汽车显示装置设计、主要操纵装置设计、操纵装置和显示装置的布置设计。教学难点是操作装置设计中足蹬力及手操作力。
4.教学内容
第一节 汽车人机界面概述
第二节 汽车显示装置设计
1.显示符号的图形设计
2.显示仪表设计
3.风窗玻璃映像显示
4.汽车照明显示装置
第三节 操作装置设计
1.足蹬力及手操作力
2.主要操纵装置设计
第四节 操纵装置和显示装置的布置设计
1.驾驶员手伸及范围的分区
2.手操纵装置的合理位置
3.对信号显示装置的观察要求
4.驾驶员对显示装置的观察
5.方向盘在仪表板上形成的盲区检验问题
6.驾驶员手伸及界面及操纵钮件的布置设计
第六章 乘坐舒适性设计
1.教学基本要求
让学生了解汽车乘坐舒适性设计。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能
通过本章教学使学生了解人体对乘坐振动的反应、人体承受全身振动的评价、驾乘人员的隔振防护、座椅设计中桌椅设计原则、驾驶员的舒适坐姿、驾驶员座椅设计、乘员座椅的设计、电动座椅简介。
3.教学重点和难点
教学重点是人体承受全身振动的评价、驾乘人员的隔振防护、座椅设计。教学难点是座椅设计。
4.教学内容
第一节 人体对乘坐振动的反应
1.人体的振动特性
2.乘坐振动的生理效应
3.乘坐振动的病理效应
4.乘坐振动的心理效应
第二节 人体承受全身振动的评价
1.人体承受全身振动的评价标准
2.人体承受全身振动的评价方法
第三节 驾乘人员的隔振防护
1.隔振方式
2.座椅的隔振性能
3.桌椅悬置系统的调节
第四节 座椅设计
1.桌椅设计原则
2.驾驶员的舒适坐姿
3.驾驶员座椅设计
4.乘员座椅的设计
5.电动座椅简介
第七章 汽车车室环境评价与分析
1.教学基本要求
让学生了解汽车车室环境评价与分析。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能
通过本章教学使学生了解汽车车室热环境中影响汽车车室热舒适性的参数、汽车车室热舒适性的特点、汽车车室热舒适性的评价；汽车车室声环境评价噪声中对人的影响、噪声的物理量度、噪声的主观评价、车内噪声的测量和评价、汽车噪声控制。
3.教学重点和难点
教学重点是汽车车室热环境、汽车车室声环境评价。教学难点是汽车车室热环境。
4.教学内容
第一节 汽车车室热环境
1.汽车车室热舒适性
2.影响汽车车室热舒适性的参数
3.汽车车室热舒适性的特点
4.汽车车室热舒适性的评价
5.汽车车室热环境计算机流体力学仿真技术简介
第二节 汽车车室声环境评价
1.噪声对人的影响
2.噪声的物理量度
3.噪声的主观评价
4.车内噪声的测量和评价
5.汽车噪声控制
第八章 计算机辅助汽车人机工程设计技术
1.教学基本要求
让学生了解计算机辅助汽车人机工程设计技术。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能
通过本章教学使学生了解计算机辅助汽车人机工程设计技术与发展、常见数字化人体模型应用举例、RAMSIS软件简介、RAMSIS的特点与优、RAMSIS软件的系统构成、RAMSIS软件的系统主要功、RAMSIS软件的系统使用步骤。
3.教学重点和难点
教学重点是计算机辅助汽车人机工程设计技术与发展、常见数字化人体模型应用举例。教学难点是RAMSIS软件的应用。
4.教学内容
第一节 计算机辅助汽车人机工程设计技术与发展
1.数字化人体模型技术
2.数字化人体模型技术的发展过程
3.数字化人体模型的特点
第二节 常见数字化人体模型应用举例
1.FMVSS一致性检查
2.目标用户群体的车室适应性分析
3.数字化人体模型的特点
第三节 RAMSIS软件简介
1.RAMSIS的特点与优势
2.RAMSIS软件的系统构成
3.RAMSIS软件的系统主要功能
4.RAMSIS软件的系统使用步骤
5.RAMSIS软件应用简介
四、学时分配
章 序
内容
课时
备注
一
概述
2

二
汽车人机工程学中的人体因素
3

三
汽车人机工程布置设计与车室尺寸设计
3

四
汽车视野设计
6

五
汽车显示与操作装置设计
4

六
乘坐舒适性设计
4

七
汽车车室环境评价与分析
2

八
计算机辅助汽车人机工程设计技术
4

合计

28

五、教材及参考书
教材：
《汽车人机工程学》主编：杜子学 出版社： 机械工业出版社 出版时间：2011年。
参考书：
1. 《车辆人机工程学（第二版）》主编：毛恩荣 张红 宋正河 出版社：机械工业出版社 出版时间：2007年。
2. 《车辆人机工程学》主编：周一鸣 出版社：北京理工大学出版社 出版时间：1999年。
3. 《人机工程学（第三版）》主编：丁玉兰 出版社：北京理工大学出版社 出版时间：2005年。