【摘 要】
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空间站卫生间是载人航天环境控制与生命保障系统中的一个重要组成部分,是满足航天乘员生理需要必需的物质和安全保障条件。在以往的航天器废物收集器设计实践中,主要是依据工程目标任务需求,依靠设计师的调研和设计经验来进行的。由于一些评价指标的不确定因素,对空间站卫生间的设计进行综合评价变得极其困难。本文通过对空间站卫生间废物收集器的人机关系进行研究,分析空间站卫生间评价因素,并借鉴人机工程学的理念和结合当前
【基金项目】
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载人航天器人机界面色彩情绪适居性设计研究,国家社会科学基金艺术学一般项目; 航天产品色彩情绪适居性设计机制研究,湖南省教育厅优秀青年项目; 加固计算机人体功效学设计,山东航天电子技术研究所; 斩波器虚拟维修性分析,中国人民解放军海军工程大学; 空间
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空间站卫生间是载人航天环境控制与生命保障系统中的一个重要组成部分,是满足航天乘员生理需要必需的物质和安全保障条件。在以往的航天器废物收集器设计实践中,主要是依据工程目标任务需求,依靠设计师的调研和设计经验来进行的。由于一些评价指标的不确定因素,对空间站卫生间的设计进行综合评价变得极其困难。本文通过对空间站卫生间废物收集器的人机关系进行研究,分析空间站卫生间评价因素,并借鉴人机工程学的理念和结合当前国际上相关标准,从而建立起一个适用于空间站卫生间的切实可行的评价指标体系。首先,对空间站卫生间组成要素和使用流程进行分析,总结出了空间站卫生间如厕使用流程图。同时通过各设计标准规范的分析,总结出空间站卫生间人机功效要求与评价方法,确立空间站卫生间评价因素由控制器、大小便收集器和辅助装置三方面组成。详细总结空间站卫生间各个部分的评价因素后,将评价指标依次逐层分析,构建了空间站卫生间评价指标体系的总体框架。在此基础上,参考国内外标准,采用AHP层次分析法确立最底层的指标和各评价因素的权重,构建空间站卫生间评价指标体系。其次,运用CATIA V5R21和DELMIA软件对空间站卫生间的使用流程进行仿真分析与评价。在对空间站卫生间环境建模后,将建立的航天飞行乘员人体尺寸模型导入空间站卫生间三维模型中,构建出人机仿真虚拟场景。将空间站卫生间如厕过程分解,调整人体模型的如厕姿势及舒适角度范围,对空间站卫生间可达可视域进行判别,从而对空间站卫生间如厕姿势舒适性进行仿真分析与评价。最后,基于空间站卫生间的分析研究,结合3D打印激光固化成型(SLA)技术、熔融沉积技术(FDM)和装配工艺等新技术进行空间站卫生间模型制作实践。利用已成型的空间站卫生间模型,用于验证评价指标体系的科学性和合理性。本文研究将有助于空间站卫生间人机工程评价体系的建立和应用,对空间站卫生间人机工程评价、设计优化等提供理论方法和技术支持。对提高空间站卫生间整体效能以及促进航天工业发展具有重要作用。
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