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基于FPGA的EVA手套力学测试外骨骼手的控制系统
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作者 李涛 谢宗武 王建宇 《机械工程师》 2006年第11期54-56,共3页
介绍了基于FPGA的EVA(舱外活动)手套力学特性测试外骨骼手的低端控制系统。该系统采用FPGA为主控制器,接收上位机DSP的控制指令,通过对码盘信号的采集和处理读取实时的电机转速和位置信号,从而实现对直流电机的速度闭环控制。由于使用了... 介绍了基于FPGA的EVA(舱外活动)手套力学特性测试外骨骼手的低端控制系统。该系统采用FPGA为主控制器,接收上位机DSP的控制指令,通过对码盘信号的采集和处理读取实时的电机转速和位置信号,从而实现对直流电机的速度闭环控制。由于使用了FPGA,并嵌入了NIOS处理器,使系统变得非常灵活、稳定和高效。 展开更多
关键词 eva手套 FPGA 外骨骼手 直流电机
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EVA手套在不同压力下的活动范围比较 被引量:3
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作者 王谦 田寅生 +1 位作者 刘何庆 丁立 《载人航天》 CSCD 北大核心 2018年第3期358-363,共6页
为了研究航天员穿戴舱外活动(EVA)手套时活动范围的变化规律,在低压模拟舱中使用不同的手套充压条件,用摄像头提取了4种工况下12个手部关节设定动作的图像,通过标志点确定了特定关节角度,并测量了角度的数值,最后对数据进行了方差分析... 为了研究航天员穿戴舱外活动(EVA)手套时活动范围的变化规律,在低压模拟舱中使用不同的手套充压条件,用摄像头提取了4种工况下12个手部关节设定动作的图像,通过标志点确定了特定关节角度,并测量了角度的数值,最后对数据进行了方差分析。结果表明:随着压力增大,压力对活动范围的影响越发显著;戴有压手套对掌指关节弯曲活动范围影响不大,而对近端指间关节和手腕的活动范围影响却很显著。压力对手套不同区域抑制作用并不完全一致,在未来的EVA手套工效学设计中,应更多地考虑除掌指关节之外其他关节的活动性。 展开更多
关键词 航天员 活动范围 压力 eva手套
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3种温度标准下的舱外航天服手套的工效评价试验研究 被引量:3
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作者 韩龙柱 袁修干 +2 位作者 丁立 陈守平 杨春信 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期665-669,共5页
航天员在进行舱外作业时会受到低温的影响,规划航天服手套的温度工效标准具有重要作用。以力量、疲劳、感知感觉和协调性为工效评价指标,在中指指尖皮肤表面温度为常温、15.6℃和10℃3种温度下试验研究了低温环境对手套作业工效的影响... 航天员在进行舱外作业时会受到低温的影响,规划航天服手套的温度工效标准具有重要作用。以力量、疲劳、感知感觉和协调性为工效评价指标,在中指指尖皮肤表面温度为常温、15.6℃和10℃3种温度下试验研究了低温环境对手套作业工效的影响。试验发现:①中指指尖皮肤表面温度控制在15.6℃时,工效受到的影响还不明显。在设计手套时,应保证中指指尖皮肤表面温度控制在15.6℃以上;②中指指尖皮肤表面温度在10℃左右工效受到的影响较为明显,其中感知感觉指标受到的影响较大,然后依次为疲劳、力量和协调性。舱外航天服手套的温度标准对于液冷通风服的设计也具有实用的参考意义。 展开更多
关键词 舱外航天服手套 工效 低温
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外骨骼式多指测量机器人 被引量:2
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作者 王建宇 谢宗武 +1 位作者 方宏根 刘宏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期662-668,共7页
提出了一种新的外骨骼式多指机器人,用于测量舱外航天服手套力学特性。设计了基于平行四边形连杆的外骨骼式机械手指,这种手指机械刚度大,指节长度根据需要可调节,能够围绕航天服手套实现包络运动且可实现双向驱动。根据机械手的结构特... 提出了一种新的外骨骼式多指机器人,用于测量舱外航天服手套力学特性。设计了基于平行四边形连杆的外骨骼式机械手指,这种手指机械刚度大,指节长度根据需要可调节,能够围绕航天服手套实现包络运动且可实现双向驱动。根据机械手的结构特点,建立了其运动学模型。然后,在手指动力学基础上设计了鲁棒μ控制器,分析了系统的模型不确定性。将负载动力学作为系统的反馈不确定性,建立了合理的被控对象标称模型。最后,介绍了舱外航天服手套力学特性测量原理和实验研究。机器人轨迹跟踪实验表明,μ控制器能够抑制干扰对系统的影响,使系统具有鲁棒性和稳定性,轨迹跟踪误差<±0.03°。测量实验的重复性误差<5%,表明外骨骼式多指机器人系统可靠,测量原理正确。同时表明,采用外骨骼式多指机器人测量舱外航天服手套力学特性,测量原理和方法正确可行,能够满足测量要求。 展开更多
关键词 外骨骼多指机器人 航天服手套 鲁棒控制 Μ综合
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舱外航天手套关节阻尼的建模与测量 被引量:1
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作者 方红根 谢宗武 +1 位作者 刘宏 王建宇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期1064-1069,共6页
针对EVA手套(Extra Vehicular Activity Glove,舱外航天手套)弯曲时产生的皱褶现象,采用几何近似的方法对该现象进行几何建模型,通过分析皱褶的应力状态以及因Brazier效应产生的体积变化,获得了关节弯曲角度与外力、内部压力之间的关系... 针对EVA手套(Extra Vehicular Activity Glove,舱外航天手套)弯曲时产生的皱褶现象,采用几何近似的方法对该现象进行几何建模型,通过分析皱褶的应力状态以及因Brazier效应产生的体积变化,获得了关节弯曲角度与外力、内部压力之间的关系。该关系表明EVA手套与刚性梁具有不同的弯曲模式。为避免内置式测量的缺点,利用平行四边形连杆和齿轮的组合设计了一种外骨骼机构。该机构能在EVA手套的背部驱动其产生模拟人手弯曲和伸展运动,同时位于指尖的力传感器输出运动过程中的阻尼力,该阻尼力可达8N并具有滞后特性。最后将理论计算的功与外骨骼机构做功进行比较,验证了褶皱建模的有效性。 展开更多
关键词 外骨骼机构 舱外航天手套 皱褶 平行四杆机构 Brazier效应
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手的热特性实验研究 被引量:1
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作者 丁立 雷茜 袁修干 《昆明理工大学学报(理工版)》 2002年第1期95-98,共4页
恶劣的太空环境 (极低温、真空、电离、辐射等 )使得航天员在舱外活动常常感到冷 ,甚至不得不因冷而提前回舱 ,给手套采用外加热已成不争的事实 ,而加热方法的优化必须基于手的数学模型的计算 ,但目前还没有在满足工效情况下的手的温度... 恶劣的太空环境 (极低温、真空、电离、辐射等 )使得航天员在舱外活动常常感到冷 ,甚至不得不因冷而提前回舱 ,给手套采用外加热已成不争的事实 ,而加热方法的优化必须基于手的数学模型的计算 ,但目前还没有在满足工效情况下的手的温度场实验和数据报道 .为给数值模拟模型计算和验证提供可靠的数据 ,设计了手的最低温为 1 5℃时的温度场实验 ,对坐。 展开更多
关键词 航天手套 温度场
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舱外航天服手套对手指力学影响的仿真研究 被引量:2
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作者 李倬有 丁立 岳国栋 《生物医学工程学杂志》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期767-771,共5页
受到舱外航天服手套(EVA glove)关节处余压(航天服内外的压差)和编织物挤压的影响,航天员舱外作业时手部力量下降明显,严重降低了力学工效。为了解航天员在舱外作业时手套余压对手部肌肉和关节的力学影响,本文对手部抓握动作的运动解剖... 受到舱外航天服手套(EVA glove)关节处余压(航天服内外的压差)和编织物挤压的影响,航天员舱外作业时手部力量下降明显,严重降低了力学工效。为了解航天员在舱外作业时手套余压对手部肌肉和关节的力学影响,本文对手部抓握动作的运动解剖学和生物力学特点进行了分析,建立了食指抓握模型,即指骨关节采用铰链连接,有7块肌肉作为手指抓握动力单元,并采用Hill肌肉模型计算。使用ANSYS建立了包含骨骼、肌肉在内的食指及手套的三维有限元静力模型,并验证了此模型。应用此模型计算戴有不同尺寸手套情况下的肌肉力,结果表明,在手套余压的影响下,要达到裸手正常抓握时手指对物体的压力,手指肌肉应力需增大到正常情况的5.4倍,手指抓握力大部分被用于克服手套余压的影响。且手套与手指的间隙越小,余压对手指肌肉的力学影响就越小。本文的研究结果对航天员手套设计提供了一定的理论依据。 展开更多
关键词 舱外航天服手套 手指模型 余压 有限元建模
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