微重力环境下人体质量准确测量设计与验证
张喆1
刘伟波1
许志1
张炎1
郭建平1
张煜1
王院生2
轩永1
高玥1
江泌2
1.中国航天员科研训练中心,北京 1000942.湖北三江航天险峰电子信息有限公司,孝感 432000
摘要：传统的人体质量测量技术无法适用于微重力环境,而基于惯性原理的在轨人体质量测量技术的难题是解决失重环境带来的随机误差,主要为人体质心偏移产生额外力矩、非刚性的人体导致加速度非线性、体内脏器振动消耗机械能及测量装置本身的随机振动等误差.为解决上述难点,项目团队通过研究适用于失重环境的人体质量测量方法,提出一种基于直线加速度原理的技术方案,设计搭建地面专用气浮台实验和仿真平台,研究质量测量过程中运动轨迹、加速度变化、振动频率幅值等关键数据,仿真计算失重环境下人体质心变化情况和随机振动情况.团队设计了一种可调节定姿支架以适应质心变化、增强人体束缚、减少晃动,以及一套集成四连杆运动导向机构、高精度集成化光电测距、模块化运动恒力测量装置的机电一体主机,保证加速度和恒力数据的准确测量.设计的产品经仿真计算、地面人体适用试验、空间站在轨适用验证,表明该装置人体质量测量精度优于0.5%,离散度优于0.38%;经飞行任务验证评估,在轨人体质量测量的离散度小于0.4%,优于国际空间站同原理的质量测量装置SLAMMD,处于国际前列,实现了人体质量准确测量.
关键词：微重力环境人体质量测量恒力测量恒力结构四连杆定姿支架
论文发表日期：2025-02-14
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
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