题目：微重力下虚拟人建模仿真及维修操作评价研究

太空环境恶劣，航天员出舱维修难度高、风险大，涉及到多方面的因素。如何确保在出舱维修过程中航天员的生命安全以及整个维修任务的高效完成，对于每次出舱维修都至关重要。因此，本文以整个航天员出舱维修过程为研究对象，在航天员出舱维修一般程序的基础上，以航天员出舱维修影响分析评价为中心，建立航天员出舱维修影响分析评价模型；同时开展基于虚拟现实的航天员出舱维修评价技术研究，对其中关键技术——微重力下航天员舱外人体建模仿真技术及航天员上肢力学仿真技术进行研究。

本文在具体案例“哈勃”天文望远镜舱外维修的基础上，分析航天员出舱维修过程，建立航天员出舱维修一般程序，然后调研国外航天员出舱维修的主要故障及问题，进行航天员出舱维修影响因素分析，确定航天员出舱维修影响评价指标及评价准则，建立航天员出舱维修操作评价模型；在虚拟人体模型H-Anim标准的基础上，结合航天员穿着航天服的特殊因素，从形态参数、活动度参数、力学参数三方面进行参数设计，提出舱外航天员虚拟人体模型设计方案；同时，建立航天员出舱维修上肢力学模型，并通过kane动力学方法进行仿真计算，提出航天员出舱维修上肢受力评价指标；最后通过“哈勃”天文望远镜一次具体出舱维修为案例，应用本文方法，给出评价结果，验证本方法的可行性。