王晓东
- 作品数：7 被引量：11H指数：2
- 供职机构：中国航天员科研训练中心更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划中国航天医学工程预先研究项目更多>>
- 相关领域：医药卫生交通运输工程机械工程更多>>
- 基于生物力学的舱外服对人体上肢施力能力影响预测被引量：1
- 2015年
- 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。
- 王晓东王政李昊严曲王春慧
- 关键词：舱外航天服工效学
- 面向生物力学建模的舱外服关节阻力矩测量方法研究
- 建立航天员出舱生物力学模型,评估和预测航天典型舱外任务对航天员骨骼、关节和肌肉的影响,对于空间站建设和运营阶段的出舱活动任务规划有着长远的意义.其中,一个很重要的方面就是量化操作过程中需要克服的舱外服关节阻力矩.舱外服通...
- 王晓东王政李昊王春慧
- 关键词：测量方法
- 一种基于运动生物力学的关节运动疲劳模型及其应用
- 本发明属于工效学、生物力学、人体运动测量技术领域，特别涉及一种基于运动生物力学的关节运动疲劳模型及其应用。其技术方案是：一种基于运动生物力学的关节运动疲劳模型，其特征是：它根据关节肌群运动状态分为活动态模型和休息态模型，...
- 李昊王政王春慧李凡黄守鹏严曲王晓东
- 文献传递
- 舱外航天服关节阻力矩测量与建模方法研究被引量：8
- 2015年
- 目的探索更为精准的舱外航天服关节阻力矩测量和建模方法,为人-服交互运动生物力学仿真建立舱外航天服力学约束。方法分析国内外现有的关节阻力矩测量技术利弊,提出了自驱动式等速测量舱外航天服关节阻力矩的方法,并应用于服装内部有人和无人工况;采用NNOPM(RBF神经网络优化的Preisach迟滞模型)预测阻力矩随运动轨迹的变化,并与测量结果对比验证。结果内部无人和有人工况下的舱外航天服肘关节的阻力矩差异较大,肩关节的阻力矩差异较小。模型预测结果与实验测量结果一致。结论自驱动式等速测量方法和NNOPM能有效用于舱外航天服关节阻力矩的测量和建模。
- 王晓东王政李昊王春慧
- 关键词：舱外航天服
- 人服系统上肢交互生物力学仿真模型被引量：3
- 2015年
- 目的通过建立人-舱外服上肢交互生物力学仿真模型计算穿着舱外服后航天员上肢关节力矩和肌肉力,满足出舱活动风险评估的需求。方法分别建立舱外服手臂的刚体运动学模型和关节阻尼力矩迟滞模型以描述舱外服关节的运动和力学特性。通过对舱外航天服肘部和人体肘部位置进行约束实现人体和舱外服手臂之间的运动学耦合,利用虚拟反作用力元实现两者之间的动力学耦合,在反向运动生物力学架构下建立一体化仿真模型。利用该模型对宇航员穿着加压、未加压舱外服和不穿着舱外服3种工况下肘弯曲/伸展进行仿真案例分析。结果3种工况下肱二头肌的预测肌肉激活和积分肌电的相关性分别为0.86、0.71、0.65,肱三头肌对应的相关性分别为0.75、0.61、0.60,采用预测肌肉激活和积分肌电的一致性定性验证了模型的正确性,利用舱外服肘关节阻尼力矩与人体肘关节肌肉承受力矩之间的一致性验证了模型的合理性。结论该人服系统上肢交互生物力学仿真模型能有效计算航天员穿着舱外服后的上肢关节力矩和肌肉力,且仿真结果和实验表明,加压后舱外服关节阻尼力矩造成较大的人体关节力矩和肌肉负荷,为航天员出舱活动中的体力负荷和骨肌风险评估提供方法学支撑。
- 王晓东王春慧王政李昊李凡
- 关键词：宇航员出舱活动上肢生物力学
- 面向出舱活动的典型功能操作肌肉激活预测
- 2015年
- 面向出舱活动中航天员肌肉状态和体力负荷的风险评估,为了实现航天员肌肉激活的预测,开展了着常服和舱外服两种工况下不同操作位置的推、拉、提、压共8组典型功能操作实验,测试航天员最大施力能力的同时采集了肱二头肌长头、肱三头肌外侧头和三角肌前束的肌电信号。提出基于人-舱外服耦合运动生物力学模型预测着舱外服人体的肌肉激活,并预测了两种工况下8组典型功能操作的肌肉激活。通过预测结果和积分肌电值的相关性分析,验证了模型预测的有效性,为研究人-舱外服真实交互方式提供了新的方法学思路,对肌肉激活的预测为出舱活动任务规划提供了生理学依据。
- 王晓东王政李昊李凡刘志臻王春慧
- 关键词：出舱活动工效学
- 一种基于运动生物力学的关节运动疲劳模型及其应用
- 本发明属于工效学、生物力学、人体运动测量技术领域，特别涉及一种基于运动生物力学的关节运动疲劳模型及其应用。其技术方案是：一种基于运动生物力学的关节运动疲劳模型，其特征是：它根据关节肌群运动状态分为活动态模型和休息态模型，...
- 李昊王政王春慧李凡黄守鹏严曲王晓东
- 文献传递
