封闭式三维前庭训练装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种封闭式三维前庭训练装置，包括支架、外侧环、中间环和内侧环，在初始状态下，三个旋转环处于同圆心、同平面状态。支架与外侧环、外侧环与中间环、中间环与内侧环分别通过转动副相连接，内侧环在中间环内的旋转轴线与中间环在外侧环内的旋转轴线成90度角。中间环在外侧环内的旋转轴线与外侧环在支架内的旋转轴线成45度角。外侧环、中间环和内侧环直径依次缩小，在内侧环上安置安全装置。本装置通过多维度旋转，能够模拟高速、复杂转向、加减G等飞行运输实际环境，使训练更贴近工作实际要求，更贴合复杂环境所需求的前庭耐受和适应能力。本封闭式前庭训练装置适用范围广，可应用于民航飞行专业、空乘、空保与飞行运输直接相关的空勤类专业、可应用至军航飞行员训练、航海航运等专业训练。可应用到上述各类专业的体育教学、身体锻炼、体能训练实践和体能测试与实验等工作中。

Closed three-dimensional vestibular training device

The invention relates to a closed three-dimensional vestibular training device, which comprises a bracket, an outer ring, a middle ring and an inner ring. In the initial state, the three rotating rings are in a concentric and a concentric plane state. The bracket is connected with the outer ring, the outer ring and the middle ring, and the middle ring and the inner ring respectively by rotating pairs. The rotating axis of the inner ring in the middle ring is 90 degrees angular with the rotating axis of the middle ring in the outer ring. The rotation axis of the middle ring in the outer ring is 45 degrees from that of the outer ring in the bracket. The diameters of the outer ring, the middle ring and the inner ring are reduced in turn, and safety devices are placed on the inner ring. Through multi-dimensional rotation, the device can simulate the actual environment of high-speed, complex steering, plus or minus G flight transportation, so that the training is closer to the actual requirements of the work, and more in line with the vestibular tolerance and adaptability required by complex environment. The closed vestibular training device has a wide range of applications, and can be applied to civil aviation flight specialty, air crew, air insurance and air service specialty directly related to flight transportation, military pilots training, navigation and other professional training. It can be applied to physical education teaching, physical exercise, physical training practice and physical fitness testing and experiment of all kinds of specialties mentioned above.

【技术实现步骤摘要】
封闭式三维前庭训练装置
本专利技术涉及体育运动器械与技术应用领域，尤其是一种封闭式三维前庭训练装置。
技术介绍
前庭系统掌管平衡感，前庭系统是感觉系统之一，负责掌管平衡感，主要的功能为侦测地心引力，当个体进行加速或减速活动时，会调整头部倾斜的位置，以维持身体的平衡，在撞到东西或跌倒时能即时反应，保护身体，此外前庭系统还有促进其他神经系统发展的功能。在某些领域，如航空或者航海等领域，由于工作环境的特殊性，为了避免出现眩晕等现象，工作人员需要通过进行前庭训练，达到提高身体素质、适应工作环境要求的目的。目前，比较常用的前庭训练装置是二维滚轮，经典二维滚轮通过在二维平面内达到一定转速，被动提升人体前庭稳定性与抗眩晕能力，是空勤人员身体素质的基础训练设备。现有的这种二维滚轮在使用中存在以下不足之处：(1)二维平面内的旋转对空勤人员前庭耐受力刺激效应不足；(2)采用二维平面旋转训练后的训练效应持续时间短。因此使用现有的这种经典二维滚轮不能达到满意的训练效果，需要研制出一种新的前庭训练装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种结构简单、设计科学合理的能够在三维平面实现旋转的封闭式三维前庭训练装置。本专利技术的目的是通过以下技术手段实现的：一种封闭式三维前庭训练装置，其特征在于：包括支架、外侧环、中间环和内侧环，在初始状态下，三个旋转环处于同圆心、同平面状态；支架与外侧环、外侧环与中间环、中间环与内侧环分别通过转动副相连接，内侧环在中间环内的旋转轴线与中间环在外侧环内的旋转轴线成90度角；中间环在外侧环内的旋转轴线与外侧环在支架内的旋转轴线成45度角；外侧环、中间环和内侧环直径依次缩小，在内侧环上安置安全装置。而且，所述的外侧环与中间环之间、中间环与内侧环之间分别采用两个对称设置的转动副连接；所述的四个转动副分别间隔90°设置。而且，所述的安全装置包括束腰、手套和脚套。而且，所述的外侧环仅能完成矢状面内旋转。而且，所述的外侧环外侧设置球状蒙皮。而且，所述的外侧环连接可调速电动机，该可调速电机安装在支架上。而且，所述的可调速电动机连接电动机控制柜操作台，该电动机控制柜操作台的面板上设计有正转键、反转键、停止键、计时器开关、调速旋钮、转数显示屏、转速显示屏、电源开关键、紧急停止键和计时显示屏，上述的正转键、反转键、停止键、计时器开关、调速旋钮、转数显示屏、转速显示屏、电源开关键、紧急停止键和计时显示屏均与电动机控制柜操作台内的控制模块连接，该控制模块为CPU或单片机，该控制模块连接并控制可调速电动机。而且，所述的电动机控制柜操作台的面板上设计有电箱锁孔。本专利技术的优点和积极效果是：1、本装置通过三维乃至多维度旋转，能够模拟高速、复杂转向、加减G等飞行运输实际环境，使训练更贴近工作实际要求，更贴合复杂环境所需求的前庭耐受和适应能力。2、本装置安全性与可操作性强，采用自控和手控方式，便于练习者或监控者掌握运动强度、有利于练习者熟悉训练器械环境、降低训练恐惧感、提升训练安全性。3、本装置是首套含训练、监控与评估多重功能的教学训练设备。4、本装置提供的高强度高水准的训练干预措施，能够提升教学训练效果。5、封闭式前庭训练装置可应用民航飞行专业、空乘、空保与飞行运输直接相关的空勤类专业、可应用至军航飞行员训练、航海航运等专业训练。可应用到上述各类专业的体育教学、身体锻炼、体能训练实践和体能测试与实验等工作中。附图说明图1是本专利技术的主视图(省略可调速电动机)；图2是图1的侧视图；图3是电动机控制柜操作台的示意图。具体实施方式下面结合附图详细叙述本专利技术的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。一种封闭式三维前庭训练装置，包括支架6、外侧环5、中间环4和内侧环3，在初始状态下，三个旋转环处于同圆心、同平面状态。外侧环连接可调速电动机8，该可调速电动机安装在支架上，外侧环仅能完成矢状面内旋转。可调速电动机连接电动机控制柜操作台，该电动机控制柜操作台的面板上设计有正转键9、反转键10、停止键11、计时器开关12、调速旋钮13、转数显示屏14、转速显示屏15、电源开关键16、紧急停止键17和计时显示屏18，上述按键、旋钮及显示屏等均与电动机控制柜操作台内的控制模块连接，该控制模块为CPU或单片机等，该控制模块连接并控制可调速电动机。此外，电动机控制柜操作台的面板上还设计有电箱锁孔19。外侧环、中间环和内侧环直径依次缩小，支架与外侧环、外侧环与中间环、中间环与内侧环分别通过转动副2相连接。外侧环与中间环之间、中间环与内侧环之间分别采用两个对称设置的转动副连接，所述的四个转动副分别间隔90°设置。转动副能够在固定套环结构的同时完成转动以保证三维动作实现。内侧环在中间环内的旋转轴线与中间环在外侧环内的旋转轴线成90度角；中间环在外侧环内的旋转轴线与外侧环在支架内的旋转轴线成45度角。为了保证使用者的安全，在内侧环上安置安全装置，该安全装置包括束腰、手套1和脚套7。为了模拟封闭环境，可在外侧环的外侧设置球状蒙皮(可视)，或者训练人员佩戴可穿戴式眼罩，形成封闭环境。为了解决套环共转、降速甚至停转问题，在本实施例中将最内侧环与中间环的两切点固定(A、B)，且中间环与最外侧环两切点固定(C、D)，四个切点在最外侧环的投影位置固定为(12、3、6、9点方向)从而解决同转问题。其次在实操中，被试者虽然能够发生三维空间转动，但是三维套环的重量会阻碍空中动作变化与旋转速度，通过采用不同孔径的钢管制做外侧环、中间环和内侧环，提高内环启动速度，带动三维旋转速度。与本装置相配套的评估软件设计：包含前测、训练中监控、训练后即刻反应三个维度。结合运动学、航空医学等领域已有手段和方法，如行走测试(通过输入行走距离和行走表现，根据测试标准由小程序计算出成绩)及跳跃测试(通过输入30秒内的旋转次数，根据测试标准由小程序计算出成绩)等。最后通过结合行走测试和跳跃测试的成绩，按照一定的比重计算出总成绩。本专利技术研制的封闭式三维前庭训练装置能够完成水平面、矢状面、额状面的多维度可控速旋转，在立体环境中实现空勤人员的前庭耐受和稳定能力的训练。本装置通过自控和手控方式实现安全操作，使装置满足室内外不同环境的训练和测试需求；装置内体包括座椅、保护装置和刹车。本装置的设计使用效果不仅包括提升空勤人员体能素质，同时依托设备配套评估软件，对空勤人员前庭系统能力做出评估并指导相关训练行为。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种封闭式三维前庭训练装置，其特征在于：包括支架、外侧环、中间环和内侧环，在初始状态下，三个旋转环处于同圆心、同平面状态；支架与外侧环、外侧环与中间环、中间环与内侧环分别通过转动副相连接，内侧环在中间环内的旋转轴线与中间环在外侧环内的旋转轴线成90度角；中间环在外侧环内的旋转轴线与外侧环在支架内的旋转轴线成45度角；外侧环、中间环和内侧环直径依次缩小，在内侧环上安置安全装置。

【技术特征摘要】
1.一种封闭式三维前庭训练装置，其特征在于：包括支架、外侧环、中间环和内侧环，在初始状态下，三个旋转环处于同圆心、同平面状态；支架与外侧环、外侧环与中间环、中间环与内侧环分别通过转动副相连接，内侧环在中间环内的旋转轴线与中间环在外侧环内的旋转轴线成90度角；中间环在外侧环内的旋转轴线与外侧环在支架内的旋转轴线成45度角；外侧环、中间环和内侧环直径依次缩小，在内侧环上安置安全装置。2.根据权利要求1所述的一种封闭式三维前庭训练装置，其特征在于：所述的外侧环与中间环之间、中间环与内侧环之间分别采用两个对称设置的转动副连接；所述的四个转动副分别间隔90°设置。3.根据权利要求1所述的一种封闭式三维前庭训练装置，其特征在于：所述的安全装置包括束腰、手套和脚套。4.根据权利要求1所述的一种封闭式三维前庭训练装置，其特征在于：所述的外侧环仅能完成矢状面内旋转。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：田文，刘金中，迟壮，
申请(专利权)人：中国民航大学，天津东正测控技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12