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我院智能装备模块团队余从刚副教授领衔设计的航天医学设备随“天和核心舱”发射升空

4月29日11时23分,空间站“天和核心舱”在中国文昌航天发射场发射升空,宣告中国开启了空间站任务新时代。 

“天和核心舱”是中国空间站的管理和控制中心,负责空间站组合体的统一管理和控制,支持实验舱、载人飞船、货运飞船等飞行器与其交会对接和在轨组装,具备接纳航天员长期访问和物资补给的能力,支持开展航天医学和空间生命科学试验。

此次任务中,“人系统研究机柜”“太空医学样本冷藏箱”两款航天医学设备的工业设计由我院智能装备模块团队余从刚副教授领衔完成,是我院“新工科、新设计”的标志性成果之一。

“人系统研究机柜”是在空间站对航天员进行特征生命检测,进行航天医学和空间生命科学试验的科学实验柜,包括了基本认知能力、运动、视觉、力量、失重、心血管、尿液、血清、唾液等测量单元,也包括了医学样本观察、记录、制备装备单元和信息管理单元。“太空医学样本冷藏箱”对人体相关医学样本(如血液、尿液、唾液等)进行冷藏保存。 

余从刚团队基于空间站产品的复杂要求,基于安全性、系统性、可靠性原则,进行了一系列的设计研究:

  1. 针对界面信息进行分类分区,分析各单元部件之间的关系,在有限空间里进行信息组织设计,并通过眼动和脑电设备开展了合理性和有效性试验;

  2. 针对操作过程进行人因工程设计,对设置、安装、连接等操作进行工效学试验,对防误操作的位置、大小关系进行设计研究,对抽屉把手形态进行人因优化,对抽屉内部物件进行视觉指引设计;

  3. 针对微重力状态的特殊要求,对支撑平台设计了微重力固定机构,基于微重力特征对信息固定平台进行了机构简化;

  4. 针对发射和太空的极端环境,进行了相关结构设计优化,保证了设备发射过程中的稳定性和安全性;

  5. 针对产品细节,基于认知规律,对设备的整体形象进行了规划,并对色彩、标识、标签等进行了细致的设计,基于特殊制造工艺进行了优化设计。 

航天医学实验柜采用国际先进技术,设计要求高,余从刚设计团队与中国航天员科研训练中心经过了多轮探讨,设计方案进行了多轮迭代,并与多个制造方进行制造研讨,项目历时近两年,最终通过了严格的测试,达到了空间站设备的各项标准要求,开始在空间站首舱“天和核心舱”服役,见证中国的空间站时代。

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