重力对空间机构运动行为影响研究综述

随着航天技术的发展,各种空间机构的使用将越来越普遍。任何空间机构在设计、装调和使用上,必然会遇到重力及其释放条件下运动行为差异的问题。因此有必要对重力对空间机构运动行为的影响进行研究。针对此背景,从采用落塔、抛物线飞行和空间站在轨飞行试验等方面介绍了国外在进行空间机构定位精度、电机驱动电流、摩擦参数等方面获得的空间与地面实验数据对比研究成果,并阐述了我国的相关研究进展,指出应采用地面模拟与空间试验相结合的形式,找出空间机构地面装调与空间应用运动学与动力学参数的差异,为空间机构设计提供理论依据。     

虚拟航天员多层次运动仿真模型研究与实现

为解决虚拟现实训练中航天员模型实时交互控制和失重运动仿真等问题,提出了一种多层次运动仿真模型,在运动控制层实现运动跟踪,并构建标准化人体运动模型;物理控制层采用物理引擎建立人体多刚体动力学模型;规则控制层为不同的运动方式制定相应规则,显示层使用骨骼蒙皮技术提升显示效果。通过各层次组合的方式,共同实现了虚拟航天员的交互运动仿真。通过两个应用实例,证明了该层次化组合模型实现的虚拟航天员运动,可同时实现实时交互控制、失重运动仿真、交互操作仿真、太空行走仿真以及较好的显示效果,并适用于多种任务场景的航天员训练。     

模拟失重条件下航天员旋转运动方法实验验证

航天员太空飞行中,需要改变自身位置与朝向以完成不同的作业任务,当其无法触碰到手脚限制器等借助物时,会涉及通过自身动作的转换产生人体旋转的问题。为此,首先基于Roberson-Wittenburg方法建立了人体动力学方程,据此提出能够使得人体转动的肢体操作方法,然后采用悬吊法模拟太空失重环境,对比不同控制方法产生的旋转作用效果,发现肢体旋转时与身体的夹角和肢体旋转速度是影响人体旋转完成时间和关节力矩的主要因素,最后结合推荐动作与实验结果提出空间姿态变换运动的操作建议。结果表明本文推荐动作有一定的优越性,对航天员处于太空中的自旋转运动具有实用意义。     

机器人运动规划方法综述

随着应用场景的日益复杂,机器人对旨在生成无碰撞路径（轨迹）的自主运动规划技术的需求也变得更加迫切。虽然目前已产生了大量适应于不同场景的规划算法,但如何妥善地对现有成果进行归类,并分析不同方法间的优劣异同仍是需要深入思考的问题。以此为切入点,首先,阐释运动规划的基本内涵及经典算法的关键步骤;其次,针对实时性与解路径（轨迹）品质间的矛盾,以是否考虑微分约束为标准,有层次地总结了现有的算法加速策略;最后,面向不确定性（即传感器不确定性、未来状态不确定性和环境不确定性）下的规划和智能规划提出的新需求,对运动规划领域的最新成果和发展方向进行了评述,以期为后续研究提供有益的参考。     

模拟训练装备研制质量管理方法研究

以航空模拟训练装备为例,对模拟训练装备研制过程的质量管理方法进行探讨、分析和实践应用,认为针对航空模拟训练装备的使用特点对其进行科学合理的质量管理,对保障装备研制质量及训练效果非常重要。     

悬吊式微低重力环境模拟技术研究现状与展望

宇航空间中的微低重力环境使得所处其中的航天器和宇航员表现出与在地面重力环境下不同的受力状态和动态性能,因此需要在地面对这种微低重力环境进行模拟。综述了目前常用的几种微低重力模拟方法,其中悬吊法因为模拟时间长、模拟范围大、不引入附加惯量的优势被广泛采用。从微低重力模拟原理角度对现有的悬吊式微低重力模拟系统研究成果进行了分类和国内外研究现状的综述。根据微低重力模拟的需求归纳了悬吊式微低重力模拟系统的2条设计准则和3个关键技术,详细综述了这3个关键技术的研究现状。探讨了未来悬吊式微低重力模拟系统设计方面和3个关键技术方面的发展趋势。     

重力异常特征提取方法研究

将主元分析和独立分量分析相结合应用于重力异常信号的特征提取.采用主元分析对测量数据进行去相关和降维预处理,再利用独立分量分析算法提取重力信号的特征系数.结合重力异常变化与特征系数的关系,提出了应用特征量化参数表征重力异常信号变化程度的方法.基于实测的重力异常信号进行了仿真试验,试验结果表明,本文提出的特征量化参数能有效的反映重力异常的幅值变化程度.     

航天员空间定向训练综合评价方法研究

为评价航天员空间定向的训练绩效,结合空间站任务特点提出了需用的训练科目与考核方法;将粗糙集理论和层次分析思想应用于训练的综合评价,挖掘数据之间的联系,建立并优化出一套训练评价指标体系;结合主客观组合赋权方法的结果确定每个指标的综合权重,进而分层次地获取综合评价结果。通过实例计算对比分析了各综合评价方法的结果,验证了所提评价方法。     

反重力的瑜伽运动

人在日常生活、工作、学习、运动和娱乐中,几乎都是直立着身体进行的,人的骨骼、内脏和血液循环系统在地球引力的作用下,产生下坠的负重作用,易导致胃下垂、心血管和骨关节病变等疾病的产生。而人体倒立时,各关节、各器官所承受的压力发生了改变,肌肉的紧张度也发生了变化。特别是关节间压力的消除和减弱,以及某些部位肌肉的松弛,对于防治腰背痛、坐骨神经痛和关节炎都有一定的效果。而且倒立对于减去某些部位比如腰腹部的赘肉也有很好的效果,是有效的减肥方法之一。     

空间站航天员出舱活动验证方法与项目

为保证出舱活动任务成功和航天员安全,需对空间站出舱活动所涉及的人、机和环境要素进行充分试验验证。由于在地面难以创造出失重和真空的复合环境,需利用各种验证方法,分阶段、分现场验证出舱活动剖面。剖析航天员出舱活动验证的复杂性,归纳提炼验证方法思路;以出舱活动程序为牵引,系统分析了出舱活动中所涉及的人、机和环境要素,识别各要素之间接口验证需求;确定验证方法和试验现场,整合构建了覆盖出舱活动全任务剖面的验证项目,并应用于空间站出舱活动试验验证。验证试验覆盖全面,提高了研制效益,可推广应用于空间站后续舱段研制。