在理论设计与实际性能之间架起桥梁，实验室复制系统的主要功能是在受控环境中物理模拟用户的实际运动。这使得开发人员能够在人员执行特定工业任务（如头顶作业或重物搬运）时，捕获精确的机械和生物力学数据。
实验室复制系统是连接设计蓝图与工厂生产线的桥梁。通过将人体运动转化为可量化数据，它为工程设计既有效又符合人体工程学的可穿戴产品提供了必要的科学基础。
量化人机交互
模拟复杂的工业任务
这些系统复制了工业环境中特有的特定工人运动，例如伸手、蹲伏或重复搬运。 通过在受控的实验室环境中执行这些任务，开发人员可以分离出特定变量，而不会受到现场工作场所的干扰和不可预测性。
捕获高保真生物力学数据
在模拟过程中，传感器和运动捕捉技术会记录人体对物理压力和运动的反应。 开发人员专注于捕获机械和生物力学指标，例如关节角度、肌肉激活模式以及跨骨骼肌系统的力分布。
为工程流程提供信息
定义结构设计要求
通过复制系统收集的数据直接决定了产品的结构架构。 例如，如果数据显示在执行某项任务时腰椎承受高应力，则外骨骼框架将专门设计用于重新分配该载荷。
优化力支撑参数
确定设备应提供多少辅助是一个需要精确数据的微妙平衡。 实验室模拟有助于工程师设置力支撑参数，这些参数提供的辅助足以减轻疲劳，同时又不影响用户自然的运动范围。
理解权衡
精度与实际变异性
虽然实验室系统提供了无与伦比的精度，但它们在无菌环境中运行，可能无法考虑热量、灰尘或不平坦地形等环境因素。 对特定实验室模拟任务的过度优化有时会导致产品在工人执行“非脚本化”动作时感觉受限。
数据深度与开发速度
实施完整的实验室复制阶段会显著增加开发周期的时间和成本。 然而，跳过此阶段通常会导致代价高昂的设计失败或在产品部署给员工后才发现的伤害。
将模拟集成到您的开发生命周期中
为了最大限度地发挥实验室复制系统的效用，请将您的数据收集与您的特定产品目标保持一致。
- 如果您的主要重点是预防工伤：使用该系统识别峰值肌肉骨骼应力点，并验证您的产品力支撑是否有效减轻了这些特定区域的压力。
- 如果您的主要重点是提高性能：优先捕获运动效率数据，以确保可穿戴设备在不增加不必要重量或代谢成本的情况下为用户提供帮助。
通过将您的设计建立在人体生物力学的客观现实之上，您可以确保您的可穿戴产品在工业工作场所提供可衡量的价值。
摘要表：
| 关键功能 | 描述 | 核心优势 |
|---|---|---|
| 任务模拟 | 复制搬运或伸手等工业运动 | 在受控环境中分离变量 |
| 数据捕获 | 记录关节角度和肌肉激活 | 提供高保真生物力学指标 |
| 设计定义 | 为结构架构和载荷分布提供信息 | 确保符合人体工程学且工程设计合理 |
| 力调节 | 设置精确的支撑和辅助参数 | 在用户疲劳与运动范围之间取得平衡 |
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参考文献
- Jérémy Lefint, António Moniz. Assessment of Exoskeletons for Work Activities: The Dilemma behind the Product. DOI: 10.3390/app14167108
本文还参考了以下技术资料 3515 知识库 .
