随着科技的进步和人们生活水平的提高，随着信息时代和全球制造的到来，产品的设计已日益受到人们的重视。曾经以技术为主体的产品设计，正在转向以技术为客体、面向特定顾客群的个性化设计。设计的主体是人，设计的目的是为人所用，所以现代工业设计的主导思想应以人为中心，着重研究“物”与“人”之间的协调关系，强调“用”与“美”的高度统一，“物”与“人”的完美结合。而人机工程学就是坚持以人为核心的主导思想，综合考虑人、机、环境三个要素，使系统的性能达到最佳。将人机工程设计与产品设计结合成为现代设计的热点之一。 本课题是以健身器材的设计为背景的。随着人们的生活水平的提高，健身器材的设置已不再局限在社区，许多家庭也购买了健身器材用于自己或孩子的身体锻炼。但是对于一些中小学生等(年龄在10-14岁)少年儿童的健身器材却很少，一些中学学校购买的健身器材几乎都是成年人用的。有的学生在使用这些健身器材时，甚至出现了运动损伤。因此很有必要设计适合少年儿童的健身器材，让他们的身体得到健康快乐地发展。 本文结合青少年健身器材的现状和实际情况，结合工业设计的思想，对健身器材作了人机工程分析和设计，并运用三维动画仿真，使产品设计更具有直观性。 首先分析了21世纪产品设计是以顾客为中心的趋势，介绍了人机工程学的研究和应用现状，提出产品的人机工程设计的重要性。 从人-机-环境系统中人的因素方面开始着手，对青少年进行了相关的人体测量，对获得的数据进行处理和分析；分析了青少年的生理和发育的特点，提出良好的锻炼方案。 在人机系统方面，本文重点分析了健身器的作业空间设计、显示装置的设计、色彩的设计，使之恰当地运用在健身器的设计中。 在三维动画仿真方面，本文介绍了人体建模方法，应用实体建模技术建立了人体模型、环境模型、产品模型，运用关键帧技术，模拟人在健身器上的运动。