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艙外航天服上肢主動(dòng)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(duì)航天員艙外作業(yè)的影響,設(shè)計(jì)一種艙外航天服主動(dòng)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(dòng)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(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。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(dòng)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(zhǎng)艙外作業(yè)時(shí)間。
航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程雜志要求:
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