發(fā)布時(shí)間：2021-01-18 04:35

　　隨著載人航天工程的深入發(fā)展,我國(guó)將進(jìn)行星表探測(cè)任務(wù)。艙外航天服是載人航天領(lǐng)域必不可少的防護(hù)裝備,它不僅要為航天員提供基本的生命保障,還應(yīng)具備良好的活動(dòng)性能,特別是下肢關(guān)節(jié)的活動(dòng)性能,這就需要在艙外航天服研制過(guò)程中對(duì)其性能進(jìn)行檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)。本文對(duì)航天服的髖關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)、髖關(guān)節(jié)性能仿真與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了較為深入系統(tǒng)的研究。建立了航天員下肢系統(tǒng)的幾何模型,運(yùn)用D-H模型方法對(duì)航天員下肢系統(tǒng)進(jìn)行了正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,基于拉格朗日方法對(duì)下肢系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析,通過(guò)Matlab仿真獲得了下肢各關(guān)節(jié)的力矩-時(shí)間曲線,為航天服關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)、性能分析和優(yōu)化提供了理論依據(jù)。分析了航天服關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)要求,根據(jù)髖關(guān)節(jié)生理結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),基于仿生學(xué)原理,提出了一種套接式航天服髖關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)方案,該方案兼具軟式關(guān)節(jié)質(zhì)量輕和硬式關(guān)節(jié)容積波動(dòng)小的優(yōu)點(diǎn);基于Preisach遲滯模型,對(duì)航天服髖關(guān)節(jié)的力學(xué)遲滯特性進(jìn)行了分析和預(yù)測(cè)。運(yùn)用ADAMS-ANSYS剛?cè)狁詈霞夹g(shù)對(duì)航天服性能進(jìn)行了仿真研究,創(chuàng)建了航天員下肢系統(tǒng)多剛體模型,利用ADAMS對(duì)未著服航天員進(jìn)行了仿真分析;通過(guò)ANSYS創(chuàng)建航天服模態(tài)中性文件并導(dǎo)入到ADAMS中,利用剛性區(qū)... 

【文章來(lái)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(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

俄羅斯海鷹-M型航天服肩部軸承

3圖 1-2 俄羅斯海鷹-M 型航天服手臂組件美國(guó)作為世界上最早開(kāi)展航天活動(dòng)的國(guó)家之一，其技術(shù)水平、活動(dòng)規(guī)模均居前列。目前，美國(guó)宇航局為了實(shí)現(xiàn)行星探測(cè)的目標(biāo)，研制了如圖 1-3 所示的天服樣機(jī)[14][15]。該航天服主要用于微重力環(huán)境下的行星表面探測(cè)活動(dòng)，能滿時(shí)間星表行走的要求，并能抗擊空間碎片的碰撞，以確保航天員的安全性。外航天服采用軟軀干背入式結(jié)構(gòu)，其主要結(jié)構(gòu)是柔軟的織物，但為了使航天員更加靈活，該航天服在關(guān)節(jié)處也使用了軸承等硬質(zhì)材料。

圖 1-3 美國(guó) Z-1 航天服樣機(jī)方面，美國(guó)針對(duì)具體的項(xiàng)目需求，采太空艙外活動(dòng)為主的 MARK-III 航行星探測(cè)為目標(biāo)的 Z-1 航天服中采服的硬式腰關(guān)節(jié) 圖 1-5 Z-1 航

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]中國(guó)成年人人體慣性參數(shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定[D]. 劉靜民.北京體育大學(xué) 2004

碩士論文
[1]下肢助力外骨骼機(jī)器人設(shè)計(jì)與研究[D]. 逄學(xué)偉.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[2]六自由度機(jī)器人的軌跡規(guī)劃及仿真研究[D]. 沈陸.大連理工大學(xué) 2013
[3]穿戴式下肢外骨骼機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)[D]. 尹軍茂.北京工業(yè)大學(xué) 2010



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