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题目:机械反压手套的制作和力学工效评价研究

关键词:机械反压;手套制造;工效学评价

  摘要


在恶劣的太空环境中,航天员必须身穿舱外航天服来保证生命安全以及进行舱外活动(Extra Vehicular Activity, EVA)。而舱外航天服本身的结构和外界环境导致其在使用时非常笨重和僵硬,影响航天员灵活性和机动性,尤其是舱外航天服手套对手部灵活性的影响,非同一般。随着我国航天事业的发展,EVA日益增多,要求日趋精细,如何提高舱外航天手套的灵活性成了亟待解决的问题。本文通过对舱外航天服手套的调研找到了一种改善手套灵活性的方法—机械反压,并根据机械反压的原理对现有的手套进行了改进。

在改进手套之前,本文通过实验研究找到了影响手套灵活性的关键因素—手套内外压差引起的手套内部结构发生的变化。手套内部变化有两点,首先手套材料变形产生反力矩,其次手套膨胀使手套和手之间产生空腔,降低手部的触感。在此基础上,结合国内外的机械反压的相关研究确定了手套的改进方向。

本文采用了气体反压与机械反压相结合的模式来对手套进行改进,通过对手套产生压强的预设、手部尺寸的测量、布料的选择以及相关计算,设计并制作了两款手套,分别能产生5kPa和10kPa的压强,验证了设计思路的正确性。

以国内现有的灵活性评价标准,对改进后的手套进行了灵活性测试实验,实验证明本文设计制作的机械反压手套的灵活性的确优于气体充压手套。本文的机械反压手套的设计制作以及评价是国内首次以手套的形式来研究机械反压理论,希望对以后机械反压的研究存在参考价值。