“发展载人航天,开发空间资源”是目前中国在航天领域的重要目标,在此目标下舱外航天服的重要作用日益突显出来。舱外航天服不仅能够将宇航员与太空中的恶劣环境隔离开来,保障宇航员生命安全,而且舱外航天服的活动性能决定着宇航员进行舱外作业难易程度。但是进行一切舱外活动的首要条件是宇航员能够看到需要进行操作的区域,本文所要研究的正是宇航员在身着宇航服的情况下的视野范围。本文研制的飞天舱外航天服视野检测系统能够对身着宇航服的宇航员视野范围进行检测,为航天服工效学提供研究依据。首先本文根据医用视野计的测试原理,再针对飞天舱外航天服的外形特点,设计了适用于飞天舱外航天服的视野检测系统的检测方案,采用动态视野检测方法进行检测。在此方案的基础上,对检测系统的机械结构进行设计,采用平面转动机械臂结构作为检测结构的主体部分。对检测系统利用机器人学的齐次坐标变换理论和D-H坐标描述法建立了系统的数学模型。分析了系统误差的来源,建立了系统的误差模型,并使用Matlab分析了各个转动关节的转角误差对测试系统误差的影响。对系统进行了电气部分与软件部分的设计。电气部分包括伺服电机定位技术与使用PCI板卡进行数据采集等部分。测试软件系统在VC++6.0开发环境下,结合OpenGL技术,实现了数据实时采集与检测数据在软件界面中实时三维显示的效果。由于身着宇航服的宇航员的视野范围在水平方向张开角度大于180度,所以要将检测结果用图形表示比较困难,针对这一点,我们设计了摩尔维特表示方法、和三维图的方法,采用Matlab7.10.0来进行数据的处理。对测试的数据结果分别采用报表方式、二维摩尔维特图方式和三维图方法进行表示。采用栅格法对检测结果进行分析,利用Matlab软件强大的计算功能计算并实现用三维方式表示出宇航员的全部可视区域,使检测结果更加直观。综上所示,本测试系统为国内首创的针对飞天舱外航天服视野范围进行检测的设备,填补了国内此项研究领域的空白,为今后宇航服的改进提供了科学有效地数据,对中国航天事业的发展起到了促进作用。