艙外航天服上肢主動助力外骨骼建模與仿真
關(guān)鍵詞：艙外航天服 上肢外骨骼 力控 仿真
摘要：目的為消除艙外航天服關(guān)節(jié)阻尼力矩對航天員艙外作業(yè)的影響,設(shè)計一種艙外航天服主動助力上肢外骨骼方案。方法上肢外骨骼關(guān)節(jié)采用串聯(lián)彈性體(rotary series elastic actuator,RSEA);分別建立人體和航天服間接觸力、艙外航天服關(guān)節(jié)阻尼、上肢外骨骼動力學(xué)模型;按照人在回路控制系統(tǒng)原理,提出關(guān)節(jié)力控制策略和外骨骼力控方法,并進行仿真實驗。結(jié)果仿真表明:助力外骨骼可將航天服肩關(guān)節(jié)阻尼力矩從39.5Nm減小到0.45Nm,可將肘關(guān)節(jié)阻尼力矩從9.8Nm減小到0.1Nm。結(jié)論該艙外航天服上肢主動助力外骨骼能夠顯著減少人體受到的阻尼力矩,有利于降低航天員體力消耗,延長艙外作業(yè)時間。
航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程雜志要求:
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