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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