面向空间机械臂遥操作任务的客观绩效指标分析.pdf

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1、第23卷第5期载人航天Vol.23No.52017年10月MannedSpaceflightOct.2017面向空间机械臂遥操作任务的客观绩效指标分析∗薛书骐，王春慧，蒋婷，田志强，姜国华（中国航天员科研训练中心人因工程重点实验室，北京100094）摘要：面向空间站背景下的机械臂遥操作任务，总结并提出了11项操作者在手柄操作中的客观绩效指标，基于机械臂遥操作仿真平台进行了机械臂转移对接操作实验。实验结果表明：提供数值信息对多项操作绩效指标有提升作用，4摄像机布置方案在到达关节限位次数指标上优于2摄像机布置方案；关节限位次数、错误操作次数、手柄控制效率等几项指标，可以预测是否能够成功

2、完成对接任务。提出的手柄控制效率指标能够预测操作用时以及到达限位位置风险等核心指标，可用于综合评价实验任务中人的操作效率。关键词：遥操作；机械臂；绩效指标；工效学中图分类号：V7文献标识码：A文章编号：1674-5825（2017）05-0697-07AnalysisofObjectivePerformanceMetricsforSpaceManipulatorTeleoperation∗XUEShuqi，WANGChunhui，JIANGTing，TIANZhiqiang，JIANGGuohua（ChinaAstronautResearchandTrainingCenter，Na

3、tionalKeyLaboratoryofHumanFactorsEngineering，Beijing100094，China）Abstract：Astotheteleoperationtasksofspacemanipulatorinthespacestation，11itemsofper-formancemetricsintheoperationweresummarized，andtheexperimentsofmanipulatortransferanddockingbasedonthemanipulatorteleoperationsimulationplatformwe

4、reconducted.Theresultsshowedthat：providingnumericalinformationcouldpromoteseveralindexes，andthelayoutsettingof4cameraswassuperiortothatofthe2camerasforthetimesofreachingjointlimitation；themis-sionsuccesscouldbepredictedbythetimesofreachingjointlimitation，thetimesofincorrectopera-tionandtheeffi

5、ciencyofoperatingthehandcontrollers；theefficiencyofoperatingthehandcontrol-lerproposedinthisstudycouldpredictthecompletiontimeandtheriskofreachingjointlimitation，henceitmaybeusedinthecomprehensiveevaluationofanoperator’sperformanceinmanipulatoroperation.Keywords：teleoperation；roboticarms；perfo

6、rmancemetrics；ergonomics中，机械臂是其重要组成部分，是空间站建设和维1引言［3］护的关键装备。空间站机械臂，在国际空间站的运营维护和对机械臂的远程操控，虽然有计算机自动化［1］执行任务中发挥着重要作用，其主要功能包括操作的支持，但操作者（航天员）通过观察人机界辅助航天员进行出舱活动、辅助进行目标航天器面（Human-ComputerInterface，HCI）上的信息进［4］与空间站的交会对接、舱段转位、捕获目标飞行行人工控制的遥操作模式仍然必不可少。通［2］器、舱外状态巡检等。在我国未来空间站规划过分析、提炼有效客观的操作绩效指标，能有效评收稿日期：201

7、6-03-10；修回日期：2017-06-12基金项目：装备预研基金（9140C770202150C77317）；人因工程国防科技重点实验室预研基金（9140C770205150C77319）；试验技术研究青年基金项目（2015SY54C0703）第一作者：薛书骐，男，硕士，研究实习员，研究方向为航天人因工程、遥操作系统。E-mail：xavierxuper＠163.com∗通讯作者：姜国华，男，硕士，研究员，研究方向为航天人因工程、航天器系统工程。E-mail：jg