發(fā)布時間：2017-06-26 17:09

  本文關鍵詞：人服系統(tǒng)上肢交互生物力學仿真模型，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目的通過建立人-艙外服上肢交互生物力學仿真模型計算穿著艙外服后航天員上肢關節(jié)力矩和肌肉力,滿足出艙活動風險評估的需求。方法分別建立艙外服手臂的剛體運動學模型和關節(jié)阻尼力矩遲滯模型以描述艙外服關節(jié)的運動和力學特性。通過對艙外航天服肘部和人體肘部位置進行約束實現(xiàn)人體和艙外服手臂之間的運動學耦合,利用虛擬反作用力元實現(xiàn)兩者之間的動力學耦合,在反向運動生物力學架構下建立一體化仿真模型。利用該模型對宇航員穿著加壓、未加壓艙外服和不穿著艙外服3種工況下肘彎曲/伸展進行仿真案例分析。結果3種工況下肱二頭肌的預測肌肉激活和積分肌電的相關性分別為0.86、0.71、0.65,肱三頭肌對應的相關性分別為0.75、0.61、0.60,采用預測肌肉激活和積分肌電的一致性定性驗證了模型的正確性,利用艙外服肘關節(jié)阻尼力矩與人體肘關節(jié)肌肉承受力矩之間的一致性驗證了模型的合理性。結論該人服系統(tǒng)上肢交互生物力學仿真模型能有效計算航天員穿著艙外服后的上肢關節(jié)力矩和肌肉力,且仿真結果和實驗表明,加壓后艙外服關節(jié)阻尼力矩造成較大的人體關節(jié)力矩和肌肉負荷,為航天員出艙活動中的體力負荷和骨肌風險評估提供方法學支撐。
【作者單位】： 中國航天員科研訓練中心人因工程重點實驗室;
【關鍵詞】： 宇航員 人服系統(tǒng) 出艙活動 肌肉激活 上肢 生物力學
【基金】：國家重點基礎研究發(fā)展計劃(2011CB711000) 中國航天醫(yī)學工程預先研究項目(2011SY5405002) 人因工程重點實驗室基金項目(HF2013-Z-B-02)
【分類號】：R85
【正文快照】： 隨著我國空間站建設進入快速發(fā)展階段,空間站組建、維修和科學實驗等對于出艙活動的需求也會日益增加。為了實現(xiàn)更為有效的出艙活動工效分析和任務規(guī)劃,需要評估穿著艙外服后航天員的體力負荷,對出艙活動流程的合理性和航天員的安全性進行驗證[1]。傳統(tǒng)方法采用模擬失重環(huán)境仿

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