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1、CATIA V5人机培训与应用Ergonomics Design & AnalysisHuman BuilderHuman Measurement EditorHuman Posture AnalysisHuman Activity Analysis1. Human Builder（人体模型建立）人体模型的建立是基于最佳人体模型分类系统的。人体模型能够非常精确地模拟人体以及人如何与产品互动，这样确保能够像真人一样在工作间自然地操作并完成各种作业。“人体模型建立”模块侧重于建立一个用于互动分析的数字化人体模型。此模块包含一些高级工具来创建、操作、分析一个人体模型（基于5th、50th、95th的
2、人体百分比）是如何与产品发生互动的。人体模型用来评估人与产品关于外形、相配、功能的适应性。人体模型可以直观地创建和操作并结合DMU来检查诸如伸及范围、视野等特征。简便易学的互动可以通过一个非人类学家来操作人体上面的各类参数。工具栏中包括人体模型的生成、性别、百分位、正/反运动学操作、动画生成、单眼/双眼视野仿真以及视野圆锥。1.1. Human Builder Menu Bar1.1.1. Standard Manikin Creation点击Manikin Creation图标 ，出现New Manikin对话框： 1.1.1.1. Manikin Tab：Father Product：人体
3、模型必须附加在左边树形图的一个Product内，这个Product可以是任何级别的，但不可以是其他任何人体模型。Manikin name: 在这里为新建的人体模型命名，如：驾驶员、乘客、机械工等。多个人体模型可以有同一个名字，如果将这栏空白，系统默认命名为Manikin1 (2, 3, etc.)，并且保存为Manikin1.CATProduct。Gender: 在这里选择人体模型的性别。Percentile: 可以选择从1%至99%的人体百分位。1.1.1.2. Optional TabPopulation:这里选择人体模型的国籍，系统默认有：美国、加拿大、法国、日本、韩国。Model: 这
4、里选择希望得到的人体模型的类别，系统提供三种：全身、只有左臂、只有右臂。Referential:这里选择人体模型上面的参考点，有：眼点、H点（默认）、左脚、右脚、脚底、胯部。Set Referential to Compass Location:如果这个参数是激活的，就可以使用罗盘指定人体模型的初始位置，如：一个平整的地板。如果这个参数没有被激活，人体模型就会被放置在系统默认的位置中（坐标原点）。1.1.2. Changing Manikin Display Attributes点击Display Attributes图标 ，里面包含：1.1.2.1. Manikin这个栏是空的直到鼠标选择了
5、一个人体模型，选择后，人体模型的名字就会显示在这里。在这个命令打开后，可以不断地选择其他人体模型，但是选择了新的模型后，前一个就被新的模型替代掉了，并更新相应的名字。1.1.2.2. 显示方式：segments, ellipses, and surfaces。三种显示方式同时选择至少一种。1.1.2.3. Center of gravity 这里的重心是不可以被做任何操作的。重心会随着人体各部分的变化而变化，1.1.2.4. Line of sight视线是用来方便处理人体模型的视野的，这条蓝色的线像其他部分一样可以被点选。例如，它可以在Forward Kinematics 命令中被操作。1.
6、1.2.5. Resolution辨析率表示每一个绘制表征人体模型的曲面的椭圆上面的点的数量。系统默认值为32，它的变化范围是4到128。1.1.3. Inverse Kinematics Behaviors1.1.4. Assigning Descriptions (Memos)点选备忘录图标 ，选择要写备忘录的人体模型，备忘录窗口就会出现。写下需要备注的内容后，点击OK。如果要找回备忘录，重新点击备忘录图标。备忘录还可以用于视野、人体测量学、人体模型的姿势等。选择树形图上适当的节点（人体模型、人体测量、视野或身体），相应的备忘录就会显示出来。1.1.5. Using the Vision
7、Function选择视野图标 ，或双击树形图上的视野，点击人体模型后就会出现一个新的视野窗口。在这个窗口中单击右键会出现视野菜单：Export As输出作为一个图像文件Edit 使用视野对话框编辑视野Close 关闭此窗口视野对话框：1.1.5.1. Type Field就像真人一样，人体模型也可以看到它所在的环境。它同样可以使用双眼或单只眼睛。Type选项单允许使用者选择五种视野的表达方式。当每一种方式选择后，视野窗口会做出相应的变化。Binocular 双眼视野（左/右单眼视野的交集）Ambinocular 总视野（左/右单眼视野的并集）Right monocular 右眼视野Left m
8、onocular 左眼视野Stereo 立体视野（同时显示左/右眼视野）1.1.5.2. Vision TabA. Vision Window：Hide title 隐藏/显示视野窗口上边的台头。Peripheral contour 此选项显示/隐藏窗口中的视野边界区域。Central spot 视点是视线的末端点，此选项显示/隐藏视点。Blind spot 盲点只表示在单眼的视野中，系统默认盲点为不显示状态。Rendering. 点击此选项，出现系统观察模式菜单，通过菜单可以改变所有窗口的观察模式。 Scale 使用比例尺可以对窗口在原始大小至3倍大小之间进行缩放。B. Display： L
9、ine of sight 视线可以被显示/隐藏，视线就像一个末端为控制点的片断，末端的控制点可以依靠IK操作视野。三种视线：左/右眼视野中的左/右视线，双眼视野/总视野中的中心线。Blind cone 盲锥是用3D图形表示眼睛盲点边界，它只出现在单眼视野中。系统默认盲锥为不显示状态。Peripheral cone 锥形边界是用3D图形表示视野的边界，系统默认的锥形边界是不显示状态，它依赖于视线是否激活。Flat display:（平滑） Spherical display:（球面） Boundings display:（跳跃） Bounded cone display:（有界） 1.1.5.3
10、. Field of View TabHorizontal monocular:定义单眼模式下水平（XY平面）的视野范围，默认的角度范围是100度。Horizontal ambinocular:定义总视野模式下水平（XY平面）的视野范围，默认的角度范围是120度。Vertical top:定义所有视野模式中视点以上的垂直范围，默认的角度范围是35度。Vertical bottom:定义所有视野模式中视点以下的垂直范围，默认的角度范围是35度。Central:定义中心视野范围（视网膜中心凹）的范围。因为这个中心视野是圆形的，所以它的特点是上下左右的范围是相同的一个值。系统默认的值是6度，最大20
11、度，最小0.5度。1.1.5.4. Distance TabPonctum proximum：这个参数定义眼睛适应性调节距离范围的最小值，这个值等于距眼睛最近的能够被看清的点与眼睛的距离，默认值为100mm。Focus distance：焦点距离与激活的视线的长度相等，默认值为300mm。Ponctum remotum：这个参数定义眼睛适应性调节距离范围的最大值，5m至无穷远，系统定义为无穷远。1.1.6. Using the Reach Envelope手伸及界面是一个表征人体模型仅仅使用大臂和前臂能够触及到的范围的空间曲面。整个运动的中心是肩轴点。可以创建两个伸及界面：左手和右手。手伸及界
12、面包括在干涉分析中。点击手伸及界面图标 ，并且选择人体模型的左手或右手： 手伸及界面可以转移到与人体模型绑定的物体上面。 使用Posture Editor（姿态编辑）改变人体模型的姿态，手伸及界面也会发生变化。如果要删除生成的手伸及界面，右键点击此界面在扩展菜单Left/Right Reach Envelop Object中选择Destroy。1.1.7. Attaching an Object to a Manikin Segment连接功能可以在人体模型片断与单一或多个物体之间创建一个单向关联。连接的物体从属于人体模型，一旦被连接，物体随着人体发生位移。但是要注意的是，这种单向关联意味着只
13、能物体随人体运动。在进行连接后如果物体发生位移，人体任何部分都不会随物体的位移而变化。1.1.7.1. Attaching an object to a manikin segmentExample： 将人体模型与要连接的物体摆放到合适的位置，点击连接/分离图标 ，点选要连接的物体，再选择人体模型上面要与物体连接的肢体片断（此例中的右手），此时，连接/分离对话框弹出，点击OK，完成连接。1.1.7.2. Checking existing attaches on a specific manikin进入人体模型的属性菜单，点击Manikin tab标签，选择Attach tab察看连接管理信息
14、。下面列出连接的清单。一个物体同时只可与一个人体模型片断连接，而多个物体可同时与一个人体模型片断连接。1.1.7.3. Detaching an object from a manikin segment有两种方法断开已经做好的连接：在属性连接管理列表中点选要断开的连接，然后点击列表下面的Detach按键；或使用Attach/Detach命令。使用Attach/Detach命令：点击命令，然后点选要断开连接的物体，在弹出的对话框中选择Detach Object。1.2. Manikin Posture Toolbar1.2.1. Using the Posture Editor姿态编辑是用来调节人体模型各个部分的正向运动的，人体片断或自由度（DOF）的运动是分步骤进行的，这里可以精确地给出具体的数值。人体模型由68个铰接点组成，每个点的运动受邻近的点的位置的影响。点击Posture Editor图标 ，再选择人体模型，弹出姿态编辑对话框：Segments：列表中为人体模型与人体各个部分一致的名称，点击激活。Part：这里选择身体各不同的部分，共有3个选项：Hand：编辑手的片断。Spine：编辑脊柱。Other：编辑其他所有除了手合脊柱的身体片断。 Side： 选择左右，比如左/右臂，左侧为系统
