航天员上肢典型动作的动力学仿真与分析

作者：殷梦馨; 汪圣伟; 叶青; 李静文; 丁立^*

来源：载人航天, 2023, 29(06): 735-743.

DOI：10.16329/j.cnki.zrht.2023.06.009

• 航天员
• 冗余自由度
• 反向运动学
• Kane法
• 仿真

针对航天员人机交互过程中的操作工效学问题，基于航天员上肢典型动作的力学问题进行仿真分析。考虑上肢的运动特点，利用反向运动学和动力学Kane法进行关节力矩模型和简化肌肉力模型的求算，并针对上肢7自由度冗余问题采用梯度投影算法进行处理。结果表明：搭建的7自由度冗余模型计算结果接近人体真实情况，为了实现开舱门动作的方便性以及考虑设计的冗余量，舱门宽度应尽量避免超过0.6 m;通过分析点按动作在不同的按钮高度条件下的仿真结果，得出按钮高度为0(按钮与肩同高)时，上肢各关节综合负担相对最优。

• 单位
  中国矿业大学（北京）; 武汉第二船舶设计研究所; 北京航空航天大学