刘文樵，施 虎，谭 坤，张瑞明

(1.西安交通大学 机械工程学院，陕西 西安 710049；2.中国航天员科研训练中心，北京 100094)

引言

随着人类对太空探索的不断深入，人类在太空和其他星球的作业任务也越来越多。由于太空环境复杂、恶劣，航天员在开展空间作业任务时需要穿着特定的航天服。因此，航天服的活动性能对航天员的作业效率至关重要。通常航天员在穿上航天服之后，人体与航天服之间的封闭空间充入一定压力的气体以构成真空防护，导致航天服内外形成余压。

对于舱外作业而言，当航天员在作业过程中完成上肢和下肢弯曲运动时，此余压会导致航天服关节处产生相当大的阻力矩[1]，从而降低了航天员肢体运动的灵活度、准确性及平衡性，增加体能消耗，严重制约了航天员的舱外作业能力与活动范围[2]。因此，在设计制造阶段，通过理论建模实现对航天服运动力学性能的准确预测，不仅能够为航天员模拟训练提供理论参考，而且对于研制具有关节助力功能的航天服具有重要意义。由于航天服在充气压状态下属于柔性体，其运动与力学特性呈现出高度的非线性，难以直接建立数学描述模型[3]。基于实验测试的关节阻力矩和运动数据进行拟合建模是目前常用的研究方法。

在航天服关节阻力矩测试方面，目前国内外采用的测试方案主要分为内置式和外置式。内置式是目前在航天服工效学研究中采用的一种较先进的测量……