[發(fā)明專利]懸吊式地面模擬失重科研訓(xùn)練裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010137879.6
• 申請日: 2010-03-30
• 公開（公告）號: CN102208141A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航天員科研訓(xùn)練中心
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00
• 代理公司: 北京國浩君伍知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11346
• 代理人: 朱登河

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種航天員科研訓(xùn)練用裝置，特別涉及一種失重環(huán)境地面模擬訓(xùn)練和實驗研究平臺，屬于航天員訓(xùn)練地面模擬設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

要圓滿完成載人航天飛行任務(wù)，航天員可以說是最核心的決定因素之一。故其身體健康狀態(tài)與操作能力就顯得至關(guān)重要，但是由于其工作環(huán)境是太空，他們需要面對多種特殊的環(huán)境條件。完全或部分的失重就是這些特殊環(huán)境條件中最普遍且無法避免的一種。為了保證航天員在執(zhí)行飛行任務(wù)過程中能夠順利地在航天器的艙內(nèi)外完成飛行監(jiān)視、操作、控制、通信、維修以及科學(xué)研究等特殊工作任務(wù)并進行正常的生活，就必須對他們進行嚴格的訓(xùn)練，使他們對航天特殊環(huán)境因素有很強的適應(yīng)能力。同時還必須參考訓(xùn)練情況，為航天員制定出適當、有效的對抗措施，從而把太空特殊環(huán)境中的不利因素對他們的影響盡量降到最低。

既然失重是一種普遍的特殊環(huán)境，也是對航天員操作和健康影響較大的外在因素，我們就必須在地面采取各種方法營造類似于失重的條件，在其中對航天員實施訓(xùn)練，使航天員在真實的太空失重環(huán)境下也能對各項操作到達游刃有余的境界。目前，在地面普遍采用的失重訓(xùn)練方法主要有失重飛機訓(xùn)練、中性浮力水槽訓(xùn)練、懸吊訓(xùn)練等，其側(cè)重點各有不同。其中懸吊訓(xùn)練可以在普通的地面環(huán)境中實施，具有安全性較高、操作較簡單、訓(xùn)練靈活性較高、實現(xiàn)成本低等特點。

目前，國外已有的幾種典型地面模擬失重懸吊訓(xùn)練裝置包括NASA的減重力行走模擬器(Reduced?Gravity?Walking?Simulator)和零重力運動模擬器(Zero-gravity?Locomotion?Simulator)。

我國現(xiàn)有的地面懸吊訓(xùn)練裝置主要是出艙活動訓(xùn)練模擬器內(nèi)的懸吊裝置，該裝置屬于出艙活動訓(xùn)練模擬器的一個部分，是在航天員穿著艙外服的狀態(tài)下利用氣動提升裝置將航天員呈體位垂直態(tài)吊離地面，使航天員在懸吊狀態(tài)下進行相關(guān)的操作。其缺點在于：訓(xùn)練過程中航天員呈豎直體態(tài)，導(dǎo)致盡管其被懸吊起來而處于懸空狀態(tài)，但沿身體軸線方向還是能感受到重力的作用，對失重感覺的體驗比較不真實；該裝置只能在航天員穿著艙外訓(xùn)練航天服的條件下進行懸吊，從而降低了訓(xùn)練科目設(shè)置的靈活性；垂直體位的情況下想實現(xiàn)部分失重情況的模擬需要調(diào)節(jié)吊帶拉力，這就增加了對系統(tǒng)設(shè)計計算的難度；該裝置是出艙活動訓(xùn)練模擬器的一個子結(jié)構(gòu)，不能單獨啟動這一塊機構(gòu)進行訓(xùn)練，也不能隨意移動該懸吊機構(gòu)配合不同的訓(xùn)練平臺實施訓(xùn)練。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于航天員科研訓(xùn)練領(lǐng)域的懸吊式地面模擬失重科研訓(xùn)練裝置。它不僅可以自由地移動到適當位置與各種訓(xùn)練平臺組合來達到不同的訓(xùn)練和科研實驗?zāi)康模€可以方便地基本實現(xiàn)完全或部分失重環(huán)境的模擬。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種懸吊式地面模擬失重訓(xùn)練科研裝置，包括懸吊支撐架、起吊支架、減力齒輪箱、腳限位器以及肢體綁縛系統(tǒng)，其特征在于：所述的懸吊支撐架底部裝有可制動腳輪，從而可實現(xiàn)整個裝置的自由移動及固定，所述的起吊支架軸線與水平面夾角可以隨意調(diào)節(jié)。

本發(fā)明所述的懸吊支撐架由支撐架立柱、支撐架橫梁、支撐架肋板、調(diào)整橫梁和調(diào)整滑輪組成，所述的支撐架立柱與支撐架橫梁以及支撐架肋板與支撐架立柱、支撐架肋板與支撐架橫梁之間采用螺紋連接，所述的支撐架橫梁、支撐架立柱均為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部安裝有兩個起吊滑輪，滑輪上繞有起吊鋼絲繩，繩的一端用掛鉤與起吊支架相連，另一端穿過支撐架橫梁和支撐架立柱纏繞在齒輪箱內(nèi)的小齒輪軸上，所述的用于支承調(diào)整滑輪的調(diào)整橫梁通過螺紋連接固定在支撐架橫梁上，所述的可制動腳輪通過螺紋連接與支撐架立柱底部相連。

本發(fā)明所述的起吊支架由起吊支架龍骨、調(diào)整橫梁、調(diào)整線、頭部橫梁、軀干橫梁、大腿橫梁和小腿橫梁組成，所述的調(diào)整橫梁與起吊支架龍骨間采用螺紋連接，所述的調(diào)整線一端與調(diào)整橫梁上的吊環(huán)固連，另一端繞過調(diào)整滑輪后纏繞于支撐架立柱上的掛鉤，所述的頭部橫梁、軀干橫梁、大腿橫梁和小腿橫梁均套裝在起吊支架龍骨上，可以在龍骨上自由滑動，調(diào)整到適當位置后用蝶形螺母固定。

本發(fā)明所述的齒輪箱包括一對嚙合齒輪、箱體和手輪，采用螺紋連接方式安裝在支撐架立柱中部。

本發(fā)明所述的肢體綁縛系統(tǒng)主要包括安全頭盔、胸腹支承墊、大腿束縛帶、小腿束縛帶，所述的安全頭盔、胸腹支承墊、大腿束縛帶、小腿束縛帶分別用掛鉤和連接繩與頭部橫梁、軀干橫梁、大腿橫梁和小腿橫梁上的吊環(huán)對應(yīng)相連。