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针对汽车人机操控界面设计的匹配分析需要，构建了一种用于人机操控界面设计分析的5自由度人体上肢运动模型，来模拟人体上肢运动并计算掌心的位姿．以人体上肢动作位姿舒适为优化目标，建立了人体上肢舒适操作的优化模型，通过求解能够获得人体上肢舒适操作的最优位姿．仿真结果表明，优化模型合理、实用，以汽车驾驶舱中换档杆布局设计为应用实例，通过优化模型求得了相应的舒适位姿和舒适度曲线图．研究结果可为汽车人机操控界面设计的合理匹配提供优化分析．