一种失重训练装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种失重训练装置：包括一个通电螺线管，所述的通电螺线管沿中心轴的剖面的轮廓线符合y＝a/x

A weightlessness training device

【技术实现步骤摘要】
一种失重训练装置
本专利技术属于失重模拟领域，是一种失重训练装置，可用于宇航员的失重训练、无重力实验等。
技术介绍
目前，模拟失重的方法用两种。一是利用落井、落塔做自由落体运动，或用飞机做抛物线飞行，获得短暂的无重力环境。二是利用失重水槽，利用水的浮力来抵消重力。但是第一种方法仅能模拟短时间的失重，一般不超过30s。第二种方法需要建造大型水池，而且水下环境对训练和实验有很大的限制，例如人员必须穿戴潜水设备、电子设备难以在水下使用、无法进行某些实验等。
技术实现思路
本专利技术提供一种新的失重训练装置：包括一个通电螺线管，所述的通电螺线管沿中心轴的剖面的轮廓线符合y＝a/x2，其中x、y为剖面中的横纵坐标，a为大于0的常数；所述的通电螺线管上分层设置抽气装置，抽气装置从通电螺线管内部向外抽气，使训练人员在通电螺线管内受到远离中心轴线的吸力，近似的平衡训练人员所受磁场力的水平分量；所述通电螺线管通入恒定直流电，训练人员穿戴磁性装置在所述通电螺线管内部活动；所述的磁性装置固定在人体上并根据人体各部位的重量均匀分布；训练人员在通电螺线管内部任一点受到的磁场力的竖直分量和受到的重力平衡。作为优选所述的通电螺线管沿中心轴的剖面的轮廓线符合y＝36/x2。作为优选所述的通电螺线管沿中心轴的剖面的轮廓线符合y＝54/x2。作为优选所述抽气装置两层距离为30cm—1m。作为优选还包括抽气装置自动控制单元；自动检测训练人员高度，开启该高度的抽气装置，关闭其他高度的抽气装置；或只开启训练人员附近的抽气装置。作为优选所述的磁性装置为可转动的磁性球体。作为优选所述的磁性装置为磁性液体或铁粉。作为优选所述磁性液体或铁粉装入球形容器。作为优选所述的磁性装置和人体之间设置磁屏蔽层；每个磁性装置之间也设置磁屏蔽层。作为优选还包括设置于地面上的安全垫或在通电螺线管下方的安全网。本专利技术有益效果：1、通过磁场产生重力的平衡力来模拟失重，既能产生大范围、长时间的失重效果，提高失重训练的效率。2、不受水下环境的限制，可进行各种失重环境中的实验，如进行需要明火的实验等。附图说明图1是实施例一的结构示意图。图2是实施例二的结构示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。实施例一：如图1。在地面1上设置通电螺线管2，所述的通电螺线管2沿中心轴的剖面的轮廓线符合解析式y＝36/x2。物理学中已知通电螺线管2内部各横截面的磁通量相等，且磁感线在横截面分布均匀。由解析式y＝36/x2可知，y和x的平方成反比，也就是y和通电螺线管2的横截面面积成反比。通电螺线管2通入恒定直流电后，磁感强度等于B＝Φ/S；式中Φ磁通量，在通电螺线管2内部恒定；S为通电螺线管2的横截面面积。所以B和y成正比，也就是B随高度的升高成比例的增加。设想在上述磁场中的一个可转动的磁性小球，磁性小球的感应磁场类似于地磁场形状，其N极始终指向磁感线方向；由于通电螺线管2内部的磁感线方向近于竖直，磁性小球两极所处的高度差近似恒定，两极受到的磁场力的差(也就是小球整体受到的磁场力)也就近似恒定，只要保证小球受到的磁场力和重力等值、反向，也就得到了一种无重力或低重力环境。需要指出的是，磁场力沿磁感线方向，而图中通电螺线管2内部的磁感线并不是严格的沿竖直方向(中心轴线上的磁感线沿竖直方向)。因此实际上训练人员在通电螺线管2内部还会受到一个指向中心轴线的磁场力的水平分量。但是通过设计螺线管的形状，可以保证磁场力的水平分量远小于竖直分量。并可以设置抽气装置3进一步削弱水平分量的影响，抽气装置3产生的水平吸力虽然并不严格等于磁场力的水平分量，但两者都是在通电螺线管2的中心轴线处为0，在通电螺线管2边缘处最大，因此通过合理的抽气强度，可进一步减小磁场力水平分量的影响。实际上，失重模拟最重要的是平衡重力，一个不太大的水平分力其影响有限。而且这个水平分力，越靠近通电螺线管2中心轴线就越小，直至为0。所述抽气装置两层距离为30cm—1m。抽气装置3包括抽气装置自动控制单元；自动检测训练人员高度，开启该高度的抽气装置，关闭其他层抽气装置；或只开启训练人员附近的抽气装置。所述的磁性装置为可转动的磁性球体，或者是磁性液体或铁粉。所述的磁性装置和人体之间设置磁屏蔽层。每个磁性装置之间也设置磁屏蔽层。地面上设置安全垫或在通电螺线管2下方设置安全网。在本实施例中，在4m＜y＜9m的范围内，用来进行训练和实验。实施例二：如图2，和实施例一的区别在于，所述的通电螺线2管沿中心轴的剖面的轮廓线符合y＝54/x2。在本实施例中，在6m＜y＜13.5m的范围内，用来进行训练和实验。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术披露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种失重训练装置，其特征在于：设置一个通电螺线管，所述的通电螺线管沿中心轴的剖面的轮廓线符合y＝a/x

【技术特征摘要】
1.一种失重训练装置，其特征在于：设置一个通电螺线管，所述的通电螺线管沿中心轴的剖面的轮廓线符合y＝a/x2，其中x、y为剖面中的横纵坐标，a为大于0的常数；所述的通电螺线管上分层设置抽气装置，抽气装置从通电螺线管内部向外抽气，使训练人员在通电螺线管内受到远离中心轴线的吸力，近似的平衡训练人员所受磁场力的水平分量；训练人员穿戴磁性装置在所述通电螺线管内部活动。2.根据权利要求1所述的失重训练装置，其特征在于：所述的通电螺线管沿中心轴的剖面的轮廓线符合y＝36/x2。3.根据权利要求1所述的失重训练装置，其特征在于：所述的通电螺线管沿中心轴的剖面的轮廓线符合y＝54/x2。4.根据权利要求1所述的失重训练装置，其特征在于：所述抽气装置两层距离为30cm...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘孝飞，
申请(专利权)人：大连良华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21