航天员虚拟训练中运动物体抓持规则研究

作者：邹俞; 晁建刚; 林万洪

来源：航天医学与医学工程, 2019, 32(01): 48-55.

DOI：10.16289/j.cnki.1002-0837.2019.01.009

• 力封闭
• 运动物体
• 碰撞
• 抓持规则
• 手势
• 虚拟训练
• 航天员

目的探索航天员虚拟训练中运动物体抓持规律,为提升地面仿真训练中存在的航天员协同操作训练效果提供技术基础。方法在力封闭虚拟手抓持规则的基础上,以手为研究对象,建立指尖和物体组成的碰撞系统,采用弹塑性力学推导建立物体运动和抓持碰撞时最大接触力之间的关系;开展实验分别验证手姿、材质和物体速度对抓持的影响。结果手姿对是否符合抓持规则起着重要影响,主要取决于抓持接触点位置和法矢;物体密度主要影响最大抓持压力,摩擦系数影响是否满足力封闭原理,杨氏模量对抓持影响较小;物体的运动速度越大,越难抓持。结论通过碰撞模型和力封闭原理实现了抓持判断,仿真手部抓持运动物体的场景,可以应用到航天员虚拟训练的虚拟手抓持场景,对航天员虚拟训练有应用价值。

• 单位
  中国航天员科研训练中心