李照阳，戴跃洪,2,*，胡杰俊，王君尧

1. 电子科技大学 航空航天学院，成都 611731 2. 飞行器集群智能感知与协同控制四川省重点实验室，成都 611731

1 引言

随着嫦娥五号任务的圆满成功以及火星探测器“天问一号”的成功发射，中国成功地迈出了行星探测的第一步。与此同时，越来越多的人憧憬着载人星表探测的梦想能够早日实现[1-2]。与传统的太空作业不同，未来的星表探测作业要求航天服上下肢关节系统都具备良好的运动性和灵活性，以便完成星表行走、样品采集、设备维修和物资搬运等工作。在工作过程中，航天服由于压力防护存在内外压差，导致航天服关节运动时会产生明显的阻尼力矩，从而增加宇航员的体能消耗，影响未来星表探测任务的开展[3]，因此有必要研究一种能够提高航天服关节活动性能的助力结构设计方案。

近年来，为了提高航天服的活动性能，国内外研究学者相继提出了机械反压[4]、等张力体软式关节[5]、硬式髋关节[6]、并联式肘部助力结构[7]以及宇航员专用X1下肢助力外骨骼[8]等方案。上述方案对材料要求较高，且仅能实现局部助力。我们根据对国内外航天服结构的分析以及对力量增强型外骨骼技术的研究，提出了主动航天服设计方案，即在现有航天服的基础上融合先进的外骨骼机器人技术，使宇航员—航天服—助力外骨骼系统成为高度人—服—机耦合的复杂力量增强型随动系统[9]。主动航天服的作业系统由人体运动规律建模子系统、机械结构子系统、动力传动子系统和感知控制子系统组成，可以帮助宇航员安全、快捷、高效、省力地完成各种星表探测任务。……