舱外航天服非头戴式话音通讯电路研究

目的 提出一种非头戴式话音通讯方式,设计话音通讯电路.以解决舱外航天服佩戴式通信头戴对头部的束缚及送话器易碰伤嘴角等问题.方法 采用独立式送话器和受话器,将其置于舱外服头盔内合适位置,研究与之匹配的话音放大处理电路,并通过试验,验证非头戴式话音通讯方式的可行性和电路的正确性.结果 话音通讯电路设计合理,与舱外服接口匹配,话音清晰.结论 该研究为探索新的舱外服话音通信方式奠定基础,为舱外服话音通讯系统的改进设计提供依据.     

基于ARM9的舱外航天服腕部显示器的设计与实现

目的 设计基于ARM9( advanced RISC machines)的舱外航天服腕部显示器,提升舱外服信息显示能力.方法 系统采用基于ARM9核心的S3C2440A处理器作为主控芯片,同时选用液晶显示屏、电阻式触摸屏、摄像头分别作为信息显示装置、控制装置和视频采集装置.通过编写设备驱动程序和应用程序,在显示器上输出视频图像、文本信息并由触摸屏控制信息的显示.结果 根据功能要求设计了系统总体方案,完成了系统软件和显示界面的设计,液晶屏可清晰稳定地显示视频图像和文本信息,触摸屏可灵敏准确地控制信息的显示.结论 腕部显示器可以作为改进舱外航天服信息显示系统的一种可行方案.     

舱外服地面综合监测系统应用软件适应性和一致性设计

目的设计具有良好适应性和一致性的舱外服地面综合监测系统应用软件,满足舱外服地面测试和出舱活动验证试验等多现场地面监控任务的需求。方法从软件系统设计的顶层将适应性和一致性的设计目标分解到各个软件配置项(CSCI),各软件配置项根据要求进行针对性的设计和实现,从而达到系统的总体设计目标。结果项目组开发完成的软件成功应用于各阶段的舱外服研制、测试、人舱服试验和出舱活动训练中,为舱外服系统提供了统一、稳定、可靠的综合性测试平台。结论该系统所遵循的适应性和一致性的设计思想,各软件模块使用的各种技术实现手段,对于今后类似地面监控系统的应用软件设计和开发具有重要的参考意义。     

舱外航天服液温调节特性试验研究

目的研究舱外服的液温调节特性与换热量的对应关系,为液温调节阀的档位设计和自动温控设计提供依据。方法舱外服置于温度舱内,尽可能减小其与环境的热流;暖体假人着液冷服穿入舱外服内,模拟人体代谢产热;舱外服加压并控制余压40 kPa。开启风机和循环泵,保证通风和液冷循环并实现设备产热;净化装置采用模拟件;利用地面设备模拟改变水升华器出口水温和冷路流量。热平衡时计算系统换热量。结果液冷换热量随着冷路水流量的增大和水升华器出口水温降低而增大;通风换热量随着冷路水流量的增大而减小,随水升华器出口水温降低而增大。结论舱外服换热量与冷路流量为非线性变化关系;舱外服液温调节阀的分流特性应分段设计;在满足最大换热量的前提下,水升华器出口水温应控制在5~7℃。     

基于暖体假人代谢模拟的"飞天"舱外服热防护特性试验研究

目的 确定在轨空间环境下的舱外服整体系统的极限隔热能力(漏热率),验证系统被动热防护结构设计的正确性、合理性及特定防护结构的性能.方法 通过空间外热流仿真计算确定轨道出舱活动可能经历的极限热工况和极限外热流,采用红外笼和液氮模拟舱外服的空间热流和热沉:用暖体假人模拟舱外服内人体代谢和温度控制.结果 采用上述方法构建了人-舱外服-外热真空环境试验系统;通过对真空无热沉、冷黑背景和不同外热流施加的热状态比较、外部散热控制法和暖体假人热补偿法的比较,形成了验证和评估系统热防护性能的综合技术方法.对飞天舱外航天服在模拟内外部热环境下进行了极限热防护性能测试和评估.结论 对试验精度进行的分析表明试验结果具有很好的测试精度,能够对舱外服热防护性能进行验证和评估.     

基于生物力学的舱外服对人体上肢施力能力影响预测

目的探索生物力学建模方法在人-舱外服作业系统工效分析中的应用,量化舱外服对人体上肢施力能力的影响。方法通过开展着常服和着舱外服两种工况下的最大施力能力实验,采集了9名受试者在8种出舱活动典型功能操作中的最大力,进而采集了9名受试者的肩关节前屈/后伸/内收/外展和肘关节弯曲/伸展的等长最大自主收缩力矩作为单关节力量限制;根据人体运动生物力学模型和人-舱外服耦合运动生物力学模型预测两种工况下,不同功能操作的肩关节力矩和肘关节力矩随手部操作力的变化规律,进而根据每个受试者的单关节力量限制预测两种工况下的功能操作最大力;对比预测力量和实测力量,验证模型预测结果的正确性。结果两种工况下预测力量和实测力量果具有很高的一致性,模型预测的着舱外服人体不同位置施力能力下降规律与实际测量一致,但预测的下降率小于实测下降率。结论本研究建立的人-舱外服生物力学建模方法和基于单关节力量限制的施力能力预测原理,能在一定程度上预测不同操作位置舱外服对人体上肢施力能力的影响,拓展了人-舱外服作业系统工效分析方法。     

舱外航天服视野设计中的虚拟视域仿真建模

目的探讨一种用于舱外航天服视野设计和分析的虚拟视域仿真建模方法。方法利用Solidworks软件建立三维人体模型,在对软件进行二次开发的基础上,充分利用软件提供的聚光源特性,建立了模拟人眼视锥及人眼运动的仿真算法,从而在Solidworks软件中实现人穿着舱外服后的虚拟视域仿真分析。结果将所建立的模型用于舱外服视野分析,其结果与人-服试验过程视野工效测试结果相一致。结论该模型可应用于舱外航天服设计过程中,对于其它具有工效要求的产品设计具有参考意义。     

密闭式吸氧头盔在多人氧舱内的应用观察

婴幼儿如何在多人氧舱内安全、可靠地吸氧治疗一直困扰着国内只有多人氧舱的医院.2006年后我科将密闭式吸氧头盔用于多人氧舱内婴幼儿、面部水肿/下颌小不宜配戴面罩的患者,患者配合程度很高,头盔排氧完全采用舱外排氧,氧舱内氧浓度控制在23%以下,保证了高压氧舱的消防安全,有效杜绝了氧舱火灾事故的发生,同时头盔内氧浓度达到90%以上,保证了患者的治疗效果.     

眼位对观察综合显示头盔信息的影响

目的 研究中心眼位和上调眼位时受试者对观察综合显示头盔信息的影响,测定两种眼位下头盔的位移与观察信息的关系,为综合显示头盔设计和使用提供依据. 方法 受试者为6名青年男性健康志愿者,视力良好.受试者佩戴综合显示头盔,头盔显示器为右眼单目,视场20°.中心眼位时,水平视线通过出瞳中心.上调眼位时,出瞳中心调整到水平视线上5°.通过分别施加与2.5Gz～8.0Gz的载荷相对应重量的沙袋模拟静载荷,保持10 s,重复3次；由低到高逐次加载.在AMST-HC-4E型载人离心机上,依次进行G值增长率为3 G/s,峰值分别为3.5Gz～8.0Gz持续10s的离心机试验.由受试者报告观察到的显示信息变化.通过三维坐标测量仪测量头盔位移. 结果 静加载时,上调眼位的头盔平均位移约为中心眼位的50％,信息丢失仅在视场上、下端小于2.5°的范围.离心机试验,上调眼位的头盔在6.5Gz10 s时整个视场信息基本可见,但中心眼位的头盔在6.0Gz10s时50％以上的信息丢失.静加载试验和离心机试验,上调眼位观察信息的变化趋势是一致的. 结论 上调眼位明显好于中心眼位对信息的观察.上调眼位对观察综合显示头盔信息的优势,为综合显示头盔的设计和使用提供了一条新途径.     

飞行员综合显示头盔位移对观察信息的影响

目的 测定飞行员综合显示头盔位移对观察信息的影响,建立带显示器头盔的位移与信息显示的关系,为带显示器头盔设计、评价和使用提供依据.方法 受试者11人,视力良好,佩戴适体的飞行员综合显示头盔.头盔上安装显示器(右眼单目),显示信息为双圆加十字,视场约3.5°.受试者取坐姿,头部放在下颌托上保持不动,显示信息调整到眼睛的正...     

视觉显示延迟对飞行员作业的影响

引言 为RAH-66 Comanche设计的头盔综合显示瞄准系统(HIDSS)能显示来自前视红外线探测系统(FLIR)和影像增强器传感器的数据,还有飞行的仪表及靶标的数据。这些资料在显示在小型阴极射线管(CRTs)之前,要经过飞机上计算机的处理。目前HIDSS传感器和显示系统将信息显示给飞行员,最少     

飞行员头盔质量特性测量设备和方法

目的研制一套飞行员头盔质量特性测量设备,满足飞行员头盔加装显示器、夜视镜以及头盔上配挂供氧面罩时质量特性的精确测量,为飞行头盔的设计、使用、评价提供试验条件和方法。方法根据飞行头盔的功能拓展,采用标准头模和两面垂直的开放式框架,按照静力平衡的原理设计三支点平衡的头盔质量和重心测量平台,按照扭摆原理设计头盔转动惯量测量的磁悬浮扭摆装置;研究制订头盔质量、重心和转动惯量的测量方法。结果研制了一套飞行员头盔质量、重心和转动惯量测量系统,建立了用于头盔重心和转动惯量测量的坐标体系,测量系统精度高,量程大,操作简便。结论飞行员头盔质量、重心和转动惯量测量系统设计科学、构造合理、使用可靠,可满足常规飞行保护头盔、加装显示器和夜视镜的飞行头盔、配挂供氧面罩飞行头盔质量特性的精确测量。     

飞行员头盔重心要求

目的 飞行员头盔重心要求,是飞行员头盔设计的最基本、最重要的参数之一,是关系到飞行员健康、安全和人-机效能充分发挥的重要指标.以头盔为平台安装显示、瞄准或夜视装置的综合头盔的迅速发展和应用,在增强头盔功能同时,也给飞行员健康、安全带来影响.装备研制急需制定头盔重心标准作为设计依据. 资料来源与选择该领域的标准、相关研究论文和综述. 资料引用国内外公开发表的标准、论著、论文和综述19篇. 资料综合对通过解剖法和CT法得到的人体头部重心进行比较分析和综合;对飞行头盔的重量、重心要求进行比较分析和综合. 结论 未查到政府组织发布的头盔重心标准,研究文献中提出的头盔重量、重心要求基本一致,但对头盔侧向重心的要求仍无定论,需开展研究.     

基于运动想象脑机接口的外骨骼控制系统研究

目的为提高人机系统作业绩效,降低操作者的体力、脑力负荷,设计基于运动想象脑机接口的外骨骼控制系统。方法外骨骼控制系统采用舱外航天服上肢作为受力外骨骼,开源脑电采集板卡OpenBCI Cyton Borad充当操作者与外骨骼的控制链接,信号处理与控制软件在笔记本电脑上完成。设计想象左手、想象右手两指令的运动想象脑机接口范式,并招募5名受试者参加实验,对系统有效性进行验证。结果5名受试者同步模式识别正确率为82.5%,选取表现最佳的受试者进行异步模式测试,基于40个刺激的空白数据中检测想象状态识别正确率达到100%,指令输出延时2s左右,想象左、右手识别正确率为70%。结论实验结果验证了设计的外骨骼控制系统的有效性,并可为舱外服外骨骼控制和后续空间遥操作类任务的人机交互方式提供新的思路。     

表格显示涂色方式对视觉搜索的影响研究

目的对指控舱显控台显示界面表格工效学设计进行研究,探索颜色组合、涂色方向(横向、纵向)、间隔数量(单、双)对辨识绩效的影响,为指控舱人机界面设计提供工效学依据。方法设计视觉搜索程序,模拟表格信息的检索过程,记录反应时间及正确率,并运用眼动追踪技术得到兴趣区域注视时间比率和注视点数。对反应时间及正确率进行多维交互效应方差分析、单因素方差分析等。结果双色颜色组合表格反应时间比单色、三色短;颜色组合对反应时间影响显著;横向涂色比纵向涂色反应时间快;间隔数量对反应时间和正确率均未有显著影响,但眼动实验分析表明单间隔表格的认知负荷较低。结论在指控舱的表格显示界面设计时,应尽量选用单间隔黄绿横向涂色的表格,并且要兼顾界面中其它部分的颜色。     

现代座舱信息显示方式对飞行人员空间定向的影响

目的综述平显、头盔显示器、前视红外成像系统和夜视镜等现代飞机座舱信息显示方式对飞行人员空间定向的影响.资料来源与选择国外近30年来特别是近10年相关文献报道.资料引用国外相关文献20篇.资料综合对上述现代座舱信息显示（主要是空间定向信息显示）的形式特点,以及对飞行人员空间定向的影响和容易发生的空间定向障碍等作了详细论述.结论上述现代信息显示方式相对于传统的信息显示方式而言,在某些方面无疑具有许多优越性,但是在飞行中空间定向方面具有不同于传统座舱显示的特点,飞行人员只有了解这些特点,才能准确使用这些装备,避免空间定向障碍等负效果.     

持续性+Gz作用下头盔位移的测量分析

目的 测定飞行头盔在持续性＋Gz加速度作用下的位移,为飞行头盔的设计改进使用提供依据. 方法 通过离心机试验,获得不同＋Gz作用下志愿受试者佩戴飞行头盔和装显示器飞行头盔的录像资料,对录像资料进行图像分析,获得头盔的位移曲线. 结果 建立了利用录像资料定量分析头盔位移的方法,获得了不同＋Gz作用下头盔的位移. 结论 利用录像资料定量分析头盔位移的方法可行,测量结果为飞行头盔的设计改进使用提供了依据.     

介绍一种飞行中脑电检测系统

飞行中脑电检测系统是同经过改装的、安装有脑电电极的飞行头盔及置于救生装备内的记录系统两大部分组成。 头盔按被试者头型铸造,衬里为可拆装式,根据所要安装电极数,并按国际10/20制在头盔相对于头皮的部位打孔。电极为针状、针杆上覆有镀金电极头。其上覆有特制泡沫接头。脑电通道则根据国际10/20制     

多功能眼前显像急救头盔

英国的急救人员很快将装备一种集传输图像和协助治疗功能于一体的眼前显像急救头盔（代号为ＰＣ３０）。它可使急救人员能在瞬间获取有关信息资料。这种头盔的主要部件是１个仅重１千克的便携式计算机。头盔上有１个火柴盒大小的接目镜，悬垂在急救人员的眼前。接目镜前后...     

舱外航天服试验舱紧急复压系统研制

目的 为舱外航天服试验舱研制配套紧急复压系统,以保障载人低压试验的安全.方法 优选了紧急复压方案和快开阀门,对复压有效口径、复压噪声及气流推力进行了计算,对消声器、散流器和过滤器进行了设计和选择,并通过试验验证和仿真验算证明了设计计算的有效性.结果 最终测试表明,复压指标满足要求,并在舱外航天服研制测试试验和航天员低压舱训练中得到了应用.结论 舱外航天服试验舱紧急复压系统设计合理可行,满足工程使用要求.