一种微重力环境下航天员背部骨肌对抗训练方法技术

本发明专利技术公开了一种微重力环境下航天员背部骨肌对抗训练方法。属于航天员微重力生命健康防护技术领域。本发明专利技术根据训练设备设置参数和用户训练反馈参数构建反馈实时自动调节的训练方法，通过控制气动人工肌肉的工作数量设置不同的训练加载模式，通过控制气动人工肌肉的进气率设置不同的训练加载载荷类型，利用压力传感器收集用户在特定训练加载模式下的骨肌参数并反馈调节训练设备设置参数，根据压力检测值和时间输出训练效果图。本发明专利技术针对航天员在微重力环境下对背部骨肌进行多自由度多模态载荷加载，同时荷载类型可调节，轻量化、便携等。对长期处于微重力环境中航天员背部骨肌对抗萎缩训练具有重大意义。对抗萎缩训练具有重大意义。对抗萎缩训练具有重大意义。

【技术实现步骤摘要】
一种微重力环境下航天员背部骨肌对抗训练方法


[0001]本专利技术属于航天员微重力生命健康防护
，涉及一种微重力环境下航天员背部骨肌对抗训练方法；具体是涉及了一种轻量化、多加载模式的微重力环境中航天员背部骨肌对抗训练的方法和设备。

技术介绍

[0002]现有技术中，由于长期微重力环境对航天员肌肉骨骼关节系统有一定程度影响，包括肌肉萎缩、骨密度减少、关节病变等。而研究证明锻炼是一种对待失重所造成的生理影响的有效物理对策。目前对于微重力状况下的航天员训练设备主要包括三大类：跑步机、阻力训练设备、有氧训练设备。通过不间断的训练能够达到减缓微重力环境导致的骨肌系统的影响；
[0003]虽然航天员坚持日均2小时的对抗锻炼，短中期(4
‑
6个月)微重力环境已然导致航天员脊柱发现显著的结构及功能变化，在长期(即117
‑
213天)国际空间站任务后，尽管采取了高强度的运动对策，航天员脊柱肌肉仍然明显发生20％
‑
40％萎缩，骨骼流失1％/月(参考地面上老年人骨质流失速度1％/年)，从长期微重力环境返回地面后航天员椎间盘突出率是地球上参照组的4.3倍。原因在于目前已研发的微重力阻力训练设备，大部分主要设计目标是针对四肢肌肉训练，对于背部骨肌系统的针对性并不强，最终导致尽管训练时间充足，但背部训练效果甚微；
[0004]目前没有专门针对微重力环境下航天员背部骨肌损失的对抗训练方法及设备。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的目的是提出了一种微重力环境下航天员背部骨肌对抗训练方法，能够通过控制训练设备对用户双侧、单侧骨肌进行训练，通过控制气动人工肌肉气压实现动、静载荷加载，通过输出训练过程的压力检测值和时间关系图来显示训练效果。
[0006]技术方案：为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]本专利技术所述的一种微重力环境下航天员背部骨肌对抗训练方法，其具体操作步骤如下：
[0008]步骤(1)、用户穿戴训练设备；
[0009]步骤(2)、设备预加载：调节气动人工肌肉内的气压值；
[0010]步骤(3)、设备参数初始化：初始化设备压力传感器值和气动人工肌肉；
[0011]步骤(4)、设备参数设置：选择加载模式和加载载荷类型并设定具体参数；
[0012]步骤(5)、训练效果输出：按设定的参数进行训练，并将训练过程中的压力检测值和时间关系输出，即为训练过程图。
[0013]进一步的，在步骤(1)中，所述训练设备包括至少两个肩带(1)，在两个所述肩带(1)的两端连接有气动人工肌肉(2)；
[0014]在所述气动人工肌肉(2)的下端通过连接带安设有一个套设在人体腰部的腰部固
定带(4)，在相邻的两个连接带上安设有距离调节带(3)；
[0015]在所述腰部固定带(4)上套设有一个腰部调节扣(7)；
[0016]在所述腰部固定带(4)的中心位置安设有禁锢环(5)，所述禁锢环(5)通过开设的分叉连接带分别连接有左右两个腿部固定带(6)；
[0017]在两个所述的腿部固定带(6)上均安设有腿部调节扣(8)。
[0018]进一步的，所述肩带(1)包括连接件和压力传感器，在所述连接件和压力传感器的外部安设有高强涤纶丝布料，通过高强涤纶丝布料将二者包裹在一起。
[0019]进一步的，所述的气动人工肌肉(2)共有四组，其中两组连接在位于前胸的肩带(1)的下端；另外两组连接在位于后背的肩带(1)的下端。
[0020]进一步的，在步骤(1)中，所述用户穿戴训练设备的具体过程如下：
[0021]首先，通过腰部调节扣(7)和腿部调节扣(8)分别固定腰部固定带(4)和腿部固定带(5)；
[0022]然后，通过腿环高低调节扣(9)根据腿部长短调节不同高度；
[0023]最后，通过距离调节带(3)调节气动人工肌肉(2)的位置达到最舒适穿戴状态。
[0024]进一步的，在步骤(2)中，所述设备预加载的具体操作过程如下：
[0025]首先，给四组气动人工肌肉(2)同时充气5秒，调节每组气动人工肌肉(2)内的气压，使得各组气动人工肌肉(2)内的气压相同，后保压5分钟；
[0026]然后，通过长度调节扣(10)调节各组气动人工肌肉(2)的高低位置，保持两个肩带(1)中的的压力传感器数值一致。
[0027]进一步的，在步骤(3)中，所述参数初始化是指：将预加载后的压力值记为t0时刻的f0，并将预加载的气压等值初始化为零。
[0028]进一步的，在步骤(4)中，所述加载模式具体包含3种：
[0029]1)、四组气动人工肌肉(2)同时通气，对整个背部骨肌加压训练；
[0030]2)、对右侧前胸和后背的两组气动人工肌肉(2)通气，对右侧骨肌进行加压训练；
[0031]3)、对左侧前胸和后背的两组气动人工肌肉(2)通气，对左侧骨肌进行加压训练；
[0032]所述加载载荷类型包含动载荷、静载荷及动静结合载荷3种。
[0033]有益效果：本专利技术与现有技术相比，本专利技术的特点是：1、本专利技术设计了一套有效的针对航天员背部骨肌系统的对抗训练方法及其设备，可通过设置用户需求的加载模式和载荷类型的训练方式对用户背部骨肌特定部位实现特定载荷训练；2、本专利技术对微重力航天员背部骨肌对抗训练具有重大意义，对研发微重力环境中骨肌结构与功能的实时无损监测方法、技术与设备有重要价值。
附图说明
[0034]图1是本专利技术的穿戴示意图；
[0035]图2是本专利技术的整体方法流程图；
[0036]图中1是肩带，2是气动人工肌肉，3是距离调节带，4是腰部固定带，5是禁锢环，6是腿部固定带，7是腰部调节扣，8是腿部调节扣，9是腿环高低调节扣，10是长度调节扣。
具体实施方式
[0037]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0038]本专利技术所述的一种微重力环境下航天员背部骨肌对抗训练方法，具体操作步骤如下：
[0039](1)、穿戴设备：用户穿戴训练设备，通过纽扣调节长短，达到最舒适穿戴状态；
[0040](2)、设备预加载：调节气动人工肌肉2内的气压值，使训练设备具备一定预应力；
[0041](3)、设备参数初始化：初始化设备压力传感器值和气动人工肌肉2的相关参数；
[0042](4)、设备参数设置：选择加载模式和加载载荷类型并设定具体参数；
[0043](5)、训练效果输出：按设定好的参数进行训练，并将训练过程中的压力检测值和时间关系输出，即为训练过程图。
[0044]进一步的，步骤(1)中，所述训练设备包括肩带1、气动人工肌肉2、距离调节带3、腰部固定带4、禁锢环5、腿部固定带6、腰部调节扣7、腿部调节扣8、腿环高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微重力环境下航天员背部骨肌对抗训练方法，其特征在于，其具体操作步骤如下：步骤(1)、用户穿戴训练设备；步骤(2)、设备预加载：步骤(3)、设备参数初始化；步骤(4)、设备参数设置：选择加载模式和加载载荷类型并设定具体参数；步骤(5)、训练效果输出：按设定的参数进行训练，并将训练过程中的压力检测值和时间关系输出，即为训练过程图。2.根据权利要求1所述的一种微重力环境下航天员背部骨肌对抗训练方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述训练设备包括至少两个肩带(1)，在两个所述肩带(1)的两端连接有气动人工肌肉(2)；在所述气动人工肌肉(2)的下端通过连接带安设有一个套设在人体腰部的腰部固定带(4)，在相邻的两个连接带上安设有距离调节带(3)；在所述腰部固定带(4)上套设有一个腰部调节扣(7)；在所述腰部固定带(4)的中心位置安设有禁锢环(5)，所述禁锢环(5)通过开设的分叉连接带分别连接有左右两个腿部固定带(6)；在两个所述的腿部固定带(6)上均安设有腿部调节扣(8)。3.根据权利要求2所述的一种微重力环境下航天员背部骨肌对抗训练方法，其特征在于，所述肩带(1)包括连接件和压力传感器，在所述连接件和压力传感器的外部安设有高强涤纶丝布料，通过高强涤纶丝布料将二者包裹在一起。4.根据权利要求2所述的一种微重力环境下航天员背部骨肌对抗训练方法，其特征在于，所述的气动人工肌肉(2)共有四组，其中两组连接在位于前胸的肩带(1)的下端；另外两组连接在位于后背的肩带(1)的下端。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝桥桥，伍彪，高鑫，覃兵，周璐，曹圣伟，冯鹏程，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：