摘要：目的建立中国男性青年人群的操作力数据库,为作业环境下的操作力设计提供基础数据。方法在东北、华北、西北、西南、东南、华中、华南7个自然地域采集843名青年男性的人体测量和操作力数据,测量旋力、背力、不同施力方向上(推力、拉力、内扳力、外扳力)的臂力及同一施力方向不同肘部弯曲角度的臂力。对数据进行统计分析,并与国内外相关研究进行对比。结果臂力的4个施力方向上,推力大于拉力,内扳力大于外扳力,推力最大,外扳力最小;在相同的施力方向上,推力和拉力随着肘部角度的增大而显著性增大,内板力和外扳力随着肘部角度的增大而显著性减小;操作力之间存在着显著的相关性;人体测量参数中,体重和操作力之间有显著的相关性,而人体测量参数与操作力的相关性较弱;与西方国家的数据相比,我国青年人的操作力偏小。结论通过全国范围内的采样,建立了我国男性青年人的操作力数据库,研究结果为人机系统中操作力的设计提供基础数据的支持,也为工效学研究人员、职业健康工作者以及康复研究人员提供参考。

摘要：针对虚拟环境下空间目标定位问题,提出了一种空间机械臂目标定位的注视点估计方法。首先,建立了一个注视点估计数据集,采集9名22-25岁受试者在24寸电脑屏幕144个注视点的人脸图像;然后,对数据集中图像进行预处理,截取左、右眼部分,提取图像的均衡化直方图作为特征,设计了一种多流卷积网络对注视点进行估计,144个注视点分类准确率达到87.447%;最后,在虚拟环境下的空间机械臂人机交互仿真平台上,利用视角转换和注视点估计方法估计空间目标三维位置,反解空间机械臂关节角,仿真模拟空间机械臂抓取注视目标。仿真实验表明,提出的注视点估计方法可以正确定位空间目标位置,缩小空间机械臂末端与空间目标的距离,完成抓取空间目标的任务。

摘要：空间机械臂维修性对机械臂可靠性和长寿命具有非常重要的意义。在研究国际空间站机械臂在轨维护维修任务和关节产品特点的基础上,结合中国空间站机械臂特点,设计了一种四方协同作业3次出舱的机械臂关节维修方案,通过搭建虚拟维修仿真平台开展了维修仿真验证,完成了模拟维修场景下机械臂关节的维修试验,充分验证了机械臂关节维修的可操作性、可达性、可视性、安全性和流程合理性。

摘要：为探究不同任务难度和技能水平下志愿者的情境意识水平和脑力负荷差异,以手控交会对接操作为主任务,招募了15名初学者水平志愿者和12名专家水平志愿者进行实验,每名志愿者进行6次手控交会对接操作,包含3次低任务难度操作和3次高任务难度操作,每次操作完成后填写SART主观量表和NASA-TLX主观量表。研究结果表明:高任务难度操作中操作者的注意集中程度显著高于低任务难度(P<0.05);专家水平操作者的警觉水平和对信息的获取和理解水平显著高于初学者水平操作者(P=0.001和P<0.001);高任务难度操作中操作者在脑力需求方面的负荷显著高于低任务难度(P=0.001);专家水平操作者在脑力需求和时间压力方面的负荷显著低于初学者水平操作者(P=0.001和P<0.001)。研究结果可为航天员手控交会对接训练设计及评价提供理论参考。

摘要：设计了一种基于Qt的人机交互软件,用于从表面肌电信号中解码出手势,控制空间机械臂灵巧手作业;介绍了肌电信号解码手势并控制仿真灵巧手系统的组成,包括下位机肌电采集接口部分和上位机人机交互软件两部分;详细说明了人机交互软件的3个功能模块,即接收并显示16路神经接口向上位机发送的肌电信号、对肌电信号进行实时手势解码以及控制仿真灵巧手;分析了软件设计过程中的几个关键技术,信号与槽机制、多线程与多进程结合、UDP通信等;最后,设计了基于肌电信号解码3种手势并控制仿真灵巧手的实时实验,手势识别率在98%以上,控制延迟为200 ms左右;实验结果表明,人机交互软件运行稳定,功能齐全,在航天遥操作人机交互系统中具有应用前景。