武器的性能评价依赖于对其进行的一系列考核试验,其中极为重要的试验项目之一就是武器的射击精度试验。在传统射击精度试验中,需要真人射手握持武器进行射击,这会导致安全保障、环境限制等方面的问题。更为重要的是,这一过程中必然会引入射手本身的主观因素,无法客观反映武器本身的射击精度,导致对武器的性能评价产生偏差。因此,设计一种仿人射击枪架代替真人射手进行射击试验具有极其重要的意义。本文以立姿握持射击的人枪系统作为研究对象,研究了射击过程中人枪系统的运动规律、相互作用力及动力学特性,基于研究成果设计了进行单发和三连发射击试验的仿人射击枪架。本文所做的主要工作和研究成果如下:(1)通过分析研究获得了射击过程中人枪系统的运动特点,并基于此建立了人枪系统的五自由度动力学模型。采用第二类Lagrange方程方法推导了该模型的动力学方程,为人枪系统运动规律、相互作用力及动力学特性的分析提供了理论基础。(2)提出了一种射击过程中人枪系统相互作用力的非破坏测量方法。利用所提方法进行了射击试验,首次获得了射击过程中人手与武器间的相互作用力。通过经验模态分解(EMD)方法和Hilbert-Huang变换(HHT)方法对测得的相互作用力信号进行分析,提取获得了人手对武器的作用力分量。(3)提出了基于正交化经验模态分解(OEMD)方法的人体系统动力学特性参数辨识方法。基于射击试验获得的人枪系统相互作用力和运动规律,利用所提方法首次获得了人体系统等效刚度和等效阻尼的时变参数,证明了射击过程中人体系统等效参数具有时变特性。(4)基于国家标准和射击过程中人枪系统运动特点,设计了能够等效代替真人射手进行单发和三连发射击试验的仿人射击枪架。利用ADAMS仿真软件和ANSYS分析软件,建立了所设计枪架的刚柔耦合模型。通过仿真计算结果与试验测试结果的对比调试,获得了仿人射击枪架中弹簧阻尼系统的设计参数,从理论上保证了仿人射击枪架与真人射手的射效一致性。(5)通过射击过程中人体肌肉表面肌电信号测量实验,验证了本文所提方法和结果的正确性和合理性。研制了仿人射击枪架的原理样机,并进行了射击实验。通过实验结果考核证明了所设计的仿人射击枪架与真人射手的射效一致性,可用于代替射手进行射击试验。本文的研究成果为武器设计、性能测试和人体生物力学分析等方面提供了新的参考方法和理论依据,为进一步的相关研究奠定了基础。