基于人机工程学的投掷训练机构位姿分析与仿真

张树兴; 纪玉杰

沈阳理工大学学报 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (2) : 79 -87.

张树兴, 纪玉杰

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摘要

针对传统投掷训练器材滑轨位姿高度、角度不能调节的问题，基于人机工程学理论，提出一种可实现滑轨位姿调节的投掷训练机构，旨在提高投掷曲线与滑轨位姿的适配度。首先通过图论建模对机构运动系统化分析，然后通过试验获得人体不同身高的投掷曲线，并对离散点样本采用基于最小二乘法的曲线拟合，采用多项式回归的方法，分析人体生理学参数影响投掷效果的规律。预期设计滑轨姿态角区间为[30°,42°],根据其结构特性及几何约束条件进行逆运动学分析。采用阻尼牛顿-拉夫逊法对位置逆解进行解算，构建人-机结合的数学模型。利用多体动力学仿真软件ADAMS开展运动学仿真。仿真结果表明，姿态角变化区间为[29.09°,42.04°],与预期基本一致。