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第1章 单兵装备人机工程学概论 1

1.1 人机工程学概述 1

1.1.1 人机工程学的概念和应用 1

1.1.2 人机工程学常用方法 4

1.1.3 典型人机系统——单兵装备系统 7

1.1.4 单兵装备人机工程学的内容和意义 16

1.2 士兵系统发展及其人机工程研究 20

1.2.1 士兵系统的发展背景 20

1.2.2 士兵系统的人机界面分析 22

1.2.3 士兵系统人机工程研究状况 24

1.3 单兵装备人机工程建模、仿真与评价相关领域 32

1.3.1 单兵人体三维测量与建模 33

1.3.2 单兵装备数字化设计 33

1.3.3 单兵装备人机工程数字化仿真与评价 33

1.3.4 单兵装备人机工程半实物仿真与评价 34

1.3.5 单兵装备人机工程实物评价 34

1.3.6 单兵负荷运动生物力学建模与应用 35

1.4 本章小结 35

第2章 单兵人体三维测量与建模 36

2.1 概述 36

2.1.1 人体测量与标准化 36

2.1.2 人体建模的概念和分类 37

2.1.3 三维人体数据库、模型库的建立 38

2.2 三维人体测量及数据预处理 39

2.2.1 三维人体测量技术 40

2.2.2 三维人体扫描设备及其挑战 42

2.2.3 三维人体数据预处理 43

2.3 单兵人体建模与号型系统 54

2.3.1 概述 54

2.3.2 三维头面部建模与号型系统 57

2.3.3 三维手部建模与号型系统 97

2.3.4 躯干建模与号型系统 104

2.3.5 三维足部建模与号型系统 111

2.4 人体模型验证 117

2.4.1 Jack软件中的人体模型验证 118

2.4.2 基于标准头面型的军盔盔形验证 122

2.4.3 携行具背架与人体背部的虚拟装配 124

2.4.4 裤子号型系统的虚拟试穿 125

2.5 本章小结 126

第3章 单兵装备数字化设计 127

3.1 概述 127

3.1.1 单兵装备数字化设计的发展背景 127

3.1.2 单兵装备数字化设计的作用与意义 128

3.2 数字化设计概念 129

3.2.1 数字化设计的发展历程 130

3.2.2 数字化设计的核心技术 130

3.2.3 常用数字化设计软件 132

3.3 产品数字化造型技术 134

3.3.1 几何模型的基本概念 135

3.3.2 传统几何实体造型方法 135

3.3.3 参数化与变量化几何实体造型方法 142

3.3.4 基于特征造型的几何实体造型方法 148

3.4 单兵装备数字化设计 149

3.4.1 简单造型类单兵装备数字化设计 150

3.4.2 复杂造型类单兵装备数字化设计 151

3.4.3 柔性造型类单兵装备数字化设计 165

3.4.4 集成系统类单兵装备数字化设计 174

3.5 单兵装备数字化设计案例：军用头盔数字化设计 177

3.5.1 头盔石膏造型参数的提取 179

3.5.2 头盔数字化模型的构建 179

3.5.3 基于小波分析的步兵盔曲面快速修改方法 180

3.5.4 参数化造型工具设计 194

3.5.5 头盔附件数字化造型 195

3.5.6 头盔数字化设计应用实例 196

3.6 本章小结 198

第4章 单兵装备人机工程数字化仿真与评价 199

4.1 概述 199

4.1.1 人机工程数字化仿真评价概述 199

4.1.2 人机工程仿真软件简介 205

4.1.3 单兵装备人机工程数字化仿真评价的作用与功能 209

4.2 仿真环境与几何建模 211

4.2.1 仿真环境的搭建 211

4.2.2 士兵人体参数化建模 214

4.2.3 单兵装备的几何建模与加载 224

4.3 士兵姿势控制与运动仿真 228

4.3.1 关节活动范围控制 228

4.3.2 姿势加载、编辑与保存 229

4.3.3 动态仿真方法 231

4.3.4 动态仿真实例 233

4.4 单兵装备人机工程数字化评价 245

4.4.1 概述 245

4.4.2 可视性分析 247

4.4.3 可达性分析 252

4.4.4 姿势舒适性分析 268

4.4.5 质心分布计算 272

4.4.6 辅助分析计算 274

4.5 数据库搭建与管理 274

4.5.1 数据库结构 275

4.5.2 数据库典型设计 276

4.6 Jack二次开发过程和实例 279

4.6.1 Jack的结构 279

4.6.2 仿真平台方案设计 280

4.6.3 二次开发过程 280

4.6.4 调用开发的动作库进行仿真 281

4.7 本章小结 282

参考文献 284