發(fā)布時間：2021-08-31 16:32

　　隨著載人航天技術(shù)和深空探測技術(shù)的發(fā)展,未來航天員在月球、火星等地外星體表面開展資源勘探、基地建設(shè)和科學(xué)實驗等出艙活動將是載人空間探測的重要組成部分。充壓航天服為航天員出艙活動提供生命安全保障的同時,由于關(guān)節(jié)阻力矩的存在,將增加航天員的工作負(fù)荷、降低其工作效率。因此,航天服活動性是航天服設(shè)計時需要考慮的重要因素之一。前期航天服設(shè)計中主要針對航天服上肢關(guān)節(jié)系統(tǒng)的活動性能展開,對航天服下肢系統(tǒng)活動性的關(guān)注度較少。未來地外星體表面長時間、遠(yuǎn)距離出艙活動將要求航天服下肢系統(tǒng)具有足夠的活動性能。本文主要圍繞艙外航天服-航天員下肢系統(tǒng)的動力學(xué)問題展開研究,旨在為設(shè)計關(guān)節(jié)和改善航天服活動性提供參考。首先,本文針對人體步態(tài)行走,結(jié)合人體生理結(jié)構(gòu),配置了具有步態(tài)行走能力的航天服下肢關(guān)節(jié)活動自由度�？紤]到星表探測過程中肢體動作的多樣性,進(jìn)而優(yōu)化配置下肢關(guān)節(jié)系統(tǒng)為12個自由度。根據(jù)配置的關(guān)節(jié)自由度,開展了航天服下肢各關(guān)節(jié)概念模型設(shè)計,為航天服下肢關(guān)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計與性能分析奠定基礎(chǔ)。其次,在建立艙外航天服-航天員下肢系統(tǒng)物理模型的基礎(chǔ)上,本文采用D-H（Denavit-Hartenberg）參數(shù)法對下肢系統(tǒng)進(jìn)行了... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

艙外航天服

圖 1-3 “雙子星座”航天服 美國航天員自 1982 年以來一直使用硬式(Mark III)艙外壓力服樣品分別在19提出之后，很多概念航天服被設(shè)計出來，發(fā)布了多款 Z 系列的航天服樣機[13,14]。提出了利用機械反壓概念，麻省理工學(xué)NASA 設(shè)計了一款生物航天服[15]。盡管彼此幾乎完全獨立的設(shè)計，但似的。蘇聯(lián)的航天服和美國一樣都是來自聯(lián)開始研制用于軌道大型衛(wèi)星空間站的半航天服(Krechet)和“海鷹”航天服(Orlan使用液體冷卻的航天服，“海鷹”航天服在沒有自給自足的生命系統(tǒng)。1972 年蘇聯(lián)地球軌道空間站計劃，半硬式的月球“

圖 2-2 人體參考坐標(biāo)系關(guān)節(jié)機理研究體動作由關(guān)節(jié)的運動來實現(xiàn)�；谌梭w骨骼模型形式包括屈伸，內(nèi)收/外展，旋轉(zhuǎn)三種。人體下，通過髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)連接，下肢的運定。關(guān)節(jié)運動時繞著 3 個相互垂直的軸所進(jìn)行的運動范圍。下面分別介紹各關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)和運動joint)是連接人體軀干和下肢的紐帶，也是全身負(fù)是人體中最穩(wěn)定又具有最大活動度的關(guān)節(jié)，在矢在步行、跑步、蹲坐等大范圍運動中都起著至關(guān)，髖關(guān)節(jié)屬于球窩式結(jié)構(gòu)的滑膜關(guān)節(jié)，是一個典髖關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖。髖關(guān)節(jié)包括股骨頭和髖窩關(guān)節(jié)。髖關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)窩很深，在髂骨韌帶、圓作用時能夠穩(wěn)固關(guān)節(jié)，由于股骨又是人體中最重

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]面向星表探測的航天服關(guān)節(jié)系統(tǒng)概念設(shè)計[J]. 王振偉,胥任杰,劉雙印,徐利梅,謝曉梅,范守文.  載人航天. 2018(01)
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博士論文
[1]下肢外骨骼的動力學(xué)分析與運動規(guī)劃[D]. 賈山.東南大學(xué) 2016
[2]雙足機器人步態(tài)與路徑規(guī)劃研究[D]. 朱曉光.華北電力大學(xué) 2012
[3]數(shù)據(jù)和模型混合驅(qū)動的虛擬人運動生成與控制技術(shù)研究[D]. 李石磊.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]航天員低重力步行模擬訓(xùn)練被動外骨骼系統(tǒng)概念研究[D]. 陳卓鵬.南京航空航天大學(xué) 2014
[2]人體下肢康復(fù)機器人智能感知系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 吳燕杰.電子科技大學(xué) 2013



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