本文關(guān)鍵詞：人服系統(tǒng)上肢交互生物力學(xué)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(xué)仿真模型計(jì)算穿著艙外服后航天員上肢關(guān)節(jié)力矩和肌肉力,滿足出艙活動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的需求。方法分別建立艙外服手臂的剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和關(guān)節(jié)阻尼力矩遲滯模型以描述艙外服關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)和力學(xué)特性。通過對(duì)艙外航天服肘部和人體肘部位置進(jìn)行約束實(shí)現(xiàn)人體和艙外服手臂之間的運(yùn)動(dòng)學(xué)耦合,利用虛擬反作用力元實(shí)現(xiàn)兩者之間的動(dòng)力學(xué)耦合,在反向運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)架構(gòu)下建立一體化仿真模型。利用該模型對(duì)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(jìn)行仿真案例分析。結(jié)果3種工況下肱二頭肌的預(yù)測肌肉激活和積分肌電的相關(guān)性分別為0.86、0.71、0.65,肱三頭肌對(duì)應(yīng)的相關(guān)性分別為0.75、0.61、0.60,采用預(yù)測肌肉激活和積分肌電的一致性定性驗(yàn)證了模型的正確性,利用艙外服肘關(guān)節(jié)阻尼力矩與人體肘關(guān)節(jié)肌肉承受力矩之間的一致性驗(yàn)證了模型的合理性。結(jié)論該人服系統(tǒng)上肢交互生物力學(xué)仿真模型能有效計(jì)算航天員穿著艙外服后的上肢關(guān)節(jié)力矩和肌肉力,且仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)表明,加壓后艙外服關(guān)節(jié)阻尼力矩造成較大的人體關(guān)節(jié)力矩和肌肉負(fù)荷,為航天員出艙活動(dòng)中的體力負(fù)荷和骨肌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供方法學(xué)支撐。
【作者單位】： 中國航天員科研訓(xùn)練中心人因工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 宇航員 人服系統(tǒng) 出艙活動(dòng) 肌肉激活 上肢 生物力學(xué)
【基金】：國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(2011CB711000) 中國航天醫(yī)學(xué)工程預(yù)先研究項(xiàng)目(2011SY5405002) 人因工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金項(xiàng)目(HF2013-Z-B-02)
【分類號(hào)】：R85
【正文快照】： 隨著我國空間站建設(shè)進(jìn)入快速發(fā)展階段,空間站組建、維修和科學(xué)實(shí)驗(yàn)等對(duì)于出艙活動(dòng)的需求也會(huì)日益增加。為了實(shí)現(xiàn)更為有效的出艙活動(dòng)工效分析和任務(wù)規(guī)劃,需要評(píng)估穿著艙外服后航天員的體力負(fù)荷,對(duì)出艙活動(dòng)流程的合理性和航天員的安全性進(jìn)行驗(yàn)證[1]。傳統(tǒng)方法采用模擬失重環(huán)境仿

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本文編號(hào)：486911