[摘 要]本文为《工业产品再设计》课程设计了一套基于人机工程学原理的产品改良设计实验方案。实验原理是运用人体生理结构反形与目标产品形态进行合成，得出新的产品造型。实验运用逆向工程技术与Morphing设计方法得出产品形态设计结果。本实验已应用于教学实践中，教学反馈证明学生容易掌握实验方法，且结论与设计效果良好。
[关键词]逆向工程；人机工程学；改良设计；实验
1 实验1
本实验运用手掌持握反形（有手指凹陷）与目标车把合成新的车把造型，目的在于改良和优化现有车把与手掌生理结构的吻合度。使用带有手指凹陷构造的手掌持握反形，可以得出持握稳定的车把设计结果。
（1）利用油泥手工制作手掌持握反形（有手指凹陷），并利用数字化三维扫描仪和Stereo 3D获取其三维数据（图1）。
（2）利用数字化三维扫描仪获取目标车把（图2）三维数据。
（3）分别抽离等量的手掌持握反形（有手指凹陷）与目标车把的截面轮廓线。
（4）将两组截面轮廓线置于同一坐标系，并缩放调整位置与尺度。
（5）将两组轮廓线进行混合运算，并采取不同的Morphing比例，选择最佳混合迁变结果，其加权比例为3∶7；图4左侧为目标车把局部截面轮廓线，右侧为油泥手掌持握反形（有手指凹陷）局部截面轮廓线，红色为所选最佳结果。
（6）以步骤
（5）中的结果，创建新曲面，生成最终形态（图3）。
（7）制作改良车把设计效果图（图略）。
2 实验2
本实验运用手掌持握反形（无手指凹陷）与目标车把合成新的车把造型，目的在于改良和优化现有车把与手掌生理结构的吻合度并且保留一定的手掌自由度。使用不带有手指凹陷构造的手掌持握反形，可以得出持握稳定性稍差，稍有些手掌活动自由度的车把设计结果。
（1）利用油泥手工制作手掌持握反形（无手指凹陷），并利用数字化三维扫描仪和Stereo 3D获取其三维数据（图5）
（2）利用数字化三维扫描仪获取目标车把（图2）三维数据
（3）分别抽离等量的手掌持握反形（无手指凹陷）与目标车把的截面轮廓线
（4）将两组截面轮廓线置于同一坐标系，并缩放调整位置与尺度
（5）将两组轮廓线进行混合运算，并采取不同的MORPHING比例，选择最佳混合迁变结果，其加权比例为5∶6；图7左侧为目标车把局部截面轮廓线，右侧为油泥手掌持握反形（无手指凹陷）局部截面轮廓线，红色为所选最佳结果
（6）以步骤
（5）中的结果，创建新曲面，生成最终形态（图6）
（7）制作改良车把设计效果图（图略）
3 结 论
本课程实验使学生掌握了基于人机工程学的产品改良设计方法，激发了学习兴趣，培养了专业技能，提高了学生对工业设计专业的认知度。
