在竞技体育项目中,射箭一直是我国的传统体育项目,在我国有着辉煌的射箭历史传统。射箭经过了从古代的狩猎工具到战争年代的作战武器的转变,在当今的和平年代,射箭又演变成为一项国际竞技体育项目和强身健体的娱乐项目,它引领新时代健康的主题,越来越受到各国家和普通民众的喜爱和关注。作为我国未来的潜优势体育竞技项目,同时作为普通大众娱乐健身的体育器材,有必要且需要从各方面对射箭项目及反曲弓系统进行研究与探讨。在射箭项目中,弓和箭是反曲弓系统中必不可少的两件主要器材。在运动员拉弓的作用力下,弓片受拉力产生形变,从而将人体肌肉收缩产生的化学能量变成弓片的弹性势能存储起来,再转换成箭的动能。反曲弓系统实际上是一个将人的生物能量转换成箭的机械能量的转换器。本文结合弓片的功能结构特点,使用三坐标测量机通过接触法测得被测弓片主要轮廓曲线的点云数据,用Pro/E软件对弓片的实际形状进行三维逆向建模,得到与实际弓片的几何形状基本一致的三维实体模型。再根据弓片静力学特性和运动特点的分析,将模型导入Ansys软件进行分析,得到拉满弓时刻弓片的位移变形情况,以及弓片上应力分布均匀变化的情况,验证了弓片形状的特殊结构设计符合人体力学、材料力学、工程力学及人机工程学的力学要求,并为下一步力学测试实验提供可靠的理论依据。综合生物力学理论分析的相关研究资料,根据运动解剖学的相关知识,本文分析了射箭运动中,人体肌肉群的运动状态与反曲弓系统机械做功的能量转换关系,以及肌肉群在不同的射箭动作部分的激活状态,为优化反曲弓系统中的力学系统,做到用最小的力做最多的功,及减少人体肌肉疲劳提供理论参考。初步运用人机工程学知识对反曲弓系统进行了分析,由于反曲弓是个封闭的运动系统,因此本文采用人机工程学的系统分析评价法,从人体科学,即生理学、心理学、人体力学等方面出发,对人体的射箭姿态、直线力原则及人体的感官瞄准系统对射箭的精准性的影响做了分析,只有人与弓相互配合,遵循射箭动作的直线力原则,充分发挥人的敏锐的感官瞄准系统,做到人与弓协调一致,才能充分发挥反曲弓系统作为整体运动系统的最大效能,通过优化交互协作才能取得运动系统整体效率的提高。在静力学分析、生物力学分析和人机工程学分析内容的基础上,又对反曲系统进行静力学测试分析,采用基于LabVIEW开发的特定的虚拟式试验系统,对本论文自行设计的反曲弓试验系统进行了静力学测试试验,通过数据采集系统采集数据并记录数据,根据采集到的数据及曲线图进行总结与分析。本文通过采用现代先进的测量设备采集弓片数据,运用逆向工程建模,并使用有限元分析,验证了反曲弓系统结构设计符合人体力学及人机工程学。运用人机工程学对射箭项目进行分析与研究是本文的首次尝试,进而达到初步的反曲弓系统优化交互的目的。