Jack-人体仿真及建模软件.doc

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1、人机功效评价解决方案Jack人体仿真及建模系统Jack是一个人体建模与仿真软件解决方案，帮助各行业的组织提高产品设计的工效学因素和改进车间的任务。jack最初是由宾夕法尼亚大学的人类模型和模拟中心(CenterforHumanModelingandSimulationattheUniversityofPennsylvania)开发，目前是西门子PLM旗下的一员。使用Jack可以：1、建立一个虚拟的环境2、创建一个虚拟人3、定义人体大小和形状4、把人放在环境中5、给人指派任务6、分析人体如何执行任务从jack获得的信息可以帮助您设计更安全、更符合

2、人体工程学的产品、工作场所和更快的流程和使用更低的成本。 第1步：建立一个虚拟的环境除了人体建模之外，jack还是是一个功能强大的互动性、实时视景仿真解决方案。您可以导入CAD数据或从草图开始建立模型，在周围的环境中移动物体，交互式地改变相机的视图和创建特殊效果，以提高您“现场”的真实性。导入CAD模型-jack可以导入基于VRML，IGES，立体(STL)的和inventor(iv)文件格式的3D图形数据。此外，软件提供了减小CAD数据的功能来优化模型，用于实时仿真。OpenGLOptimizer的使用可以在不损害视频保真度的情况下相当程度的

3、减少模型的棱角。在jack中创建几何图形-jack允许您从草图开始建立模型，用于概念设计。您可以创建简单的几何图形，如立方体、球、圆柱、圆锥和圆环。熟练操作后，您可以合并这些简单的图形成为更加复杂的部件，如机械工具和车辆。jack还提供了一套基本的工具（锤子，钳子，梯子，棘轮，锯，螺丝刀和扳手）。给您的环境一个真实的外观-jack的视图，纹理映射和照明功能，帮助您赋予您的虚拟环境更有说服力的外观。在jack中可以很容易地改变视图，通过鼠标按钮可以基于一个参考点，水平或垂直或放大“相机”。此外，您也可以将视图参考点定位到指定的对象上，为某些对象加

4、上相机，如人的眼睛，并建立剖视图。使用纹理映射，基础的图像文件，如云彩、公路、工厂内部或机器的控制面板可用于增加视觉细节场景，而不会增加额外的几何形状。jack的经典照明能力，可以帮助您突出环境中的区域和加强场景的真实感。第2步：创建一个虚拟的人体jack提供业界最准确的人体生物力学模型。基于1988年美国军方人体调查(ANSUR88)的三维人体测量技术,jack的人体模型：1、有69个部分，68节，17段脊柱，16段的手，加上肩/锁骨关节和135度的自由度。2、遵照来自NASA研究的共同限制(人体测量资料书，第二卷。人体测量数据手册，NASA

5、RP-1024技术报告)3、可描绘成数字、线框、阴影、高解析度或透明模式。选择不同类型的人-jack可以让您建立不同类型的人。您可以从菜单中选择下列预定义的人物：1、大、中、小的人体-基于SAE的建议的人的物理尺寸(SAEJ833)；2、矮小和高大的男人和女人-基于ANSUR88的人体极限数字；3、大、中、小的日本人-基于已承认的日本人体型数据；4、高清晰度的男人和女人-代表第50百分位的男性和女性，基于ANSUR88。第3步：定义人体大小和形状人体模拟软件，为了可靠地确定某个设计是否可以适应不同的人体尺寸，它必须采用正确的方法来构建人体范围。

6、jack使用三种方法来构建人体范围。您可以：1、从一套包含77个人体的人体类型中选择，它们代表了一系列大小不同的11个人体测量数据，这是基于ANSUR88数据库的；2、通过给出一个指定的宽放来构造人体，如肩宽度，坐高，等等;然后由一种算法自动给出其余的尺寸；3、给出身高和重量;其余尺寸由基于ANSUR88数据库的统计模型自动生成。第4步：把人体放置于环境中jack允许让你操纵人体的个别部分与遵照基于NASA研究的角度限制的关节连接。当您在一个jack虚拟人体中移动身体的一部分的时候，软件使用实时逆运动学确定关联部分和关节的位置。例如，当您移动一

7、个人体的手，上下臂部分及相关关节就会像真实的人体一样移动。设置您的虚拟人体的姿态-jack允许你通过直接操纵关节或从一个包含30个预定义态势的库中选择来描述你虚拟人体的姿态。您可以操纵虚拟人体，通过移动虚拟人的头部、眼睛、肩膀、躯干、质心、骨盆、四肢、脚或其整个身体。指定jack的行为参数-jack允许您指定虚拟人是如何动作的，当其运动被控制的时候，不是直接的操作，而是由外部力量驱动。jack人体会将根据您定义的参数自动移动。例如，如果jack正在将一个物体举过头顶，你把物体放在地面上，“行为控制”决定jack是否会弯腰、前行一步以保持其平衡，

8、使他的眼睛注视对象等。jack允许您定义：1、使工厂尽早上线2、优化手工流程3、改善工人的安全4、较低的工人赔偿费用5、减少停机时间和再培训的费用在产