一种多功能复合型航空航天过载模拟系统技术方案

一种多功能复合型航空航天过载模拟系统，包括支撑部、运动模拟部、控制复位部、连接部和吊舱运动部；支撑部一端固定于地面上，另一端与运动模拟部转动连接；运动模拟部通过连接部与吊舱运动部连接；吊舱运动部内部设置有容纳空间；运动模拟部带动连接部和吊舱运动部摆动、沿直线运动和沿支撑部圆周运动；运动模拟部、连接部和吊舱运动部均与控制复位部电连接；外部控制系统基于控制复位部传递的电信号控制运动模拟部、连接部和吊舱运动部的运动。本系统可模拟三维旋转、摆动和变加速度平动等多种独立及复合运动环境，有效解决实验舱万向旋转时无法精准复位的控制问题；同时本系统的结构简单、控制便捷的优势，满足航天员多运动模式的训练需求。模式的训练需求。模式的训练需求。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能复合型航空航天过载模拟系统


[0001]本专利技术涉及航空航天的
，具体涉及一种多功能复合型航空航天过载模拟系统。

技术介绍

[0002]航空航天过程中涉及复杂的动态载荷，其中高级别的加速度过载环境往往会引起机体血液循环及器官功能的明显变化，严重影响乘员的工作状态甚至生命安全。例如：超重环境下，航天员体内组织器官出现牵拉变形和挤压移位的现象，易导致心血管功能紊乱、视觉及呼吸功能减弱，载荷过大时甚至会引起黑视、晕厥及短暂的意识丧失；超机动飞行状态下，高速旋转会使人体出现不对称视觉消失并导致飞行错觉，且在高攻角滚转姿态下，头颈部的运动相对滞后于躯干，易导致严重的颈部损伤。因此，为保障飞行任务的顺利执行及飞乘人员的人身安全，针对性选拔具有良好耐力及适应能力的从事人员并增强特因环境下人体适应性模拟训练就显得尤为重要。
[0003]目前国内外航空航天力学环境模拟设备多种多样，如摆动秋千、载人离心机、转椅等。载人离心机通常用于模拟超重环境，通过臂架带动吊舱围绕主轴在水平面上旋转，吊舱作圆周运动时产生沿半径向外的离心惯性力，使受试者承受水平方向惯性力与垂直方向重力合力所形成的超重力作用。摆动秋千一般用于飞行员素质训练，秋千杆由水平状态开始下摆，通过重力作用带动秋千做钟摆运动，人体在摆动过程中受到变加速度载荷进而达到训练目的。但目前最大的问题在于普遍的航空航天训练设备只能单独模拟一种特定的运动环境，无法模拟出实际飞行过程中复杂运动耦合的真实情况。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术所存在的问题，本专利技术提供一种多功能复合型航空航天过载模拟系统，包括支撑部、运动模拟部、用于发送复位信号的控制复位部、沿不同方向转动的连接部和吊舱运动部；
[0005]所述支撑部一端固定于地面上，另一端与所述运动模拟部转动连接；
[0006]所述运动模拟部通过所述连接部与所述吊舱运动部连接；
[0007]所述吊舱运动部内部设置有用于容纳训练人员的容纳空间；
[0008]所述运动模拟部用于带动所述连接部和所述吊舱运动部摆动、沿直线运动和沿所述支撑部圆周运动；
[0009]所述运动模拟部、所述连接部和吊舱运动部均与所述控制复位部电连接；
[0010]外部控制系统基于所述控制复位部传递的电信号控制所述运动模拟部、所述连接部和吊舱运动部的运动。
[0011]优选的，所述运动模拟部包括吊舱圆周运动单元、吊舱平动单元和吊舱摆动单元；
[0012]所述吊舱圆周运动单元一端安装于所述支撑部上，另一端与所述吊舱平动单元固定连接；
[0013]所述吊舱摆动单元与所述吊舱平动单元活动连接；
[0014]所述吊舱圆周运动单元带动所述吊舱平动单元和所述吊舱摆动单元沿所述支撑部圆周运动；
[0015]所述吊舱平动单元带动所述吊舱摆动单元沿水平方向运动；
[0016]所述吊舱摆动单元通过所述连接部与所述吊舱运动部连接；
[0017]所述吊舱摆动单元带动所述连接部与所述吊舱运动部沿不同方向转动。
[0018]优选的，所述吊舱平动单元包括移动电机和丝杠；
[0019]所述移动电机安装于所述吊舱圆周运动单元上；
[0020]所述丝杠与所述移动电机的输出轴固定连接；
[0021]所述丝杠与所述吊舱摆动单元转动连接；
[0022]所述吊舱摆动单元与所述丝杠螺纹连接。
[0023]优选的，所述吊舱摆动单元包括U型摆动架、摆动电机、第一万向节、第一摆动半锥齿主动轮、第二摆动半锥齿主动轮和摆动锥齿从动轮；
[0024]所述摆动架安装于所述吊舱平动单元上；
[0025]所述摆动电机安装于所述摆动架上，且所述摆动电机的输出轴依次穿过第一摆动半锥齿主动轮和第二摆动半锥齿主动轮；
[0026]所述第一摆动半锥齿主动轮和第二摆动半锥齿主动轮平行设置；
[0027]所述第一摆动半锥齿主动轮和第二摆动半锥齿主动轮均与所述摆动锥齿从动轮啮合，且同一时刻，所述摆动锥齿从动轮只与所述第一摆动半锥齿主动轮和第二摆动半锥齿主动轮中的一个啮合；
[0028]所述第一万向节一端固定于所述摆动架上，另一端与所述连接部连接；
[0029]所述摆动锥齿从动轮固定于所述第一万向节上的与所述连接部连接的一侧。
[0030]优选的，所述连接部包括连接杆和第二万向节；
[0031]所述连接杆一端与第一万向节固定连接，另一端与所述第二万向节的一端固定连接；
[0032]所述第二万向节的另一端与所述吊舱运动部固定连接。
[0033]优选的，所述吊舱运动部包括均自转的外舱运动单元和内舱运动单元；
[0034]所述外舱运动单元设置有容纳腔体；
[0035]所述内舱运动单元转动连接于所述外舱运动单元的容纳腔体内；
[0036]所述外舱运动单元和所述内舱运动单元的转动轴垂直。
[0037]优选的，所述外舱运动单元包括吊舱外舱、吊舱主运动电机、吊舱主运动传动轮、吊舱主运动轨道、第一吊舱主运动从动轮、第二吊舱主运动从动轮、第一吊舱主运动从动轴和第二吊舱主运动从动轴；
[0038]所述吊舱主运动轨道与所述连接部固定连接；
[0039]所述吊舱主运动电机安装于所述连接部上，且所述吊舱主运动电机的输出轴与所述吊舱主运动传动轮固定连接；
[0040]所述第一吊舱主运动从动轮和所述第二吊舱主运动从动轮平行设置，且所述第一吊舱主运动从动轮和所述第二吊舱主运动从动轮均与所述吊舱主运动传动轮啮合；
[0041]所述吊舱外舱设置于所述第一吊舱主运动从动轮和所述第二吊舱主运动从动轮
之间；
[0042]所述第一吊舱主运动从动轴穿过所述第一吊舱主运动从动轮，且所述第一吊舱主运动从动轴、所述第一吊舱主运动从动轮和所述吊舱外舱固定连接；
[0043]所述第二吊舱主运动从动轴与所述第二吊舱主运动从动轮固定连接，且与所述吊舱外舱转动连接；
[0044]所述第一吊舱主运动从动轴和所述第二吊舱主运动从动轴相互远离的端部均安装于所述吊舱主运动轨道内。
[0045]优选的，所述内舱运动单元包括吊舱内舱、内舱传动电机、内舱运动传动小齿轮和内舱运动传动大齿圈；
[0046]所述吊舱内舱转动连接与所述吊舱外舱内；
[0047]所述内舱运动传动大齿圈固定于所述吊舱内舱的外表面，且所述吊舱内舱的转动轴与所述内舱运动传动大齿圈的轴线共线；
[0048]所述内舱传动电机固定于所述吊舱外舱内，且所述内舱传动电机的输出抽与所述内舱运动传动小齿轮固定连接；
[0049]所述内舱运动传动小齿轮和所述内舱运动传动大齿圈啮合。
[0050]优选的，所述吊舱运动部还包括自转的舱内运动子单元；
[0051]所述舱内运动子单元转动连接于所述吊舱内舱中；
[0052]所述舱内运动子单元、所述外舱运动单元和所述内舱运动单元的转动轴两两垂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能复合型航空航天过载模拟系统，其特征在于，包括支撑部、运动模拟部、沿不同方向转动的连接部和吊舱运动部；所述支撑部一端固定于地面上，另一端与所述运动模拟部转动连接；所述运动模拟部通过所述连接部与所述吊舱运动部连接；所述吊舱运动部内部设置有用于容纳训练人员的容纳空间；所述运动模拟部用于带动所述连接部和所述吊舱运动部摆动、沿直线运动和沿所述支撑部圆周运动。2.根据权利要求1所述的一种多功能复合型航空航天过载模拟系统，其特征在于，所述运动模拟部包括吊舱圆周运动单元、吊舱平动单元和吊舱摆动单元；所述吊舱圆周运动单元一端安装于所述支撑部上，另一端与所述吊舱平动单元固定连接；所述吊舱摆动单元与所述吊舱平动单元活动连接；所述吊舱圆周运动单元带动所述吊舱平动单元和所述吊舱摆动单元沿所述支撑部圆周运动；所述吊舱平动单元带动所述吊舱摆动单元沿水平方向运动；所述吊舱摆动单元通过所述连接部与所述吊舱运动部连接；所述吊舱摆动单元带动所述连接部与所述吊舱运动部沿不同方向转动。3.根据权利要求2所述的一种多功能复合型航空航天过载模拟系统，其特征在于，所述吊舱平动单元包括移动电机(7)和丝杠；所述移动电机(7)安装于所述吊舱圆周运动单元上；所述丝杠与所述移动电机(7)的输出轴固定连接；所述丝杠与所述吊舱摆动单元转动连接；所述吊舱摆动单元与所述丝杠螺纹连接。4.根据权利要求2所述的一种多功能复合型航空航天过载模拟系统，其特征在于，所述吊舱摆动单元包括U型摆动架、摆动电机(10)、第一万向节(28)、第一摆动半锥齿主动轮(12)、第二摆动半锥齿主动轮(14)和摆动锥齿从动轮(13)；所述摆动架安装于所述吊舱平动单元上；所述摆动电机(10)安装于所述摆动架上，且所述摆动电机(10)的输出轴依次穿过第一摆动半锥齿主动轮(12)和第二摆动半锥齿主动轮(14)；所述第一摆动半锥齿主动轮(12)和第二摆动半锥齿主动轮(14)平行设置；所述第一摆动半锥齿主动轮(12)和第二摆动半锥齿主动轮(14)均与所述摆动锥齿从动轮(13)啮合，且同一时刻，所述摆动锥齿从动轮(13)只与所述第一摆动半锥齿主动轮(12)和第二摆动半锥齿主动轮(14)中的一个啮合；所述第一万向节(28)一端固定于所述摆动架上，另一端与所述连接部连接；所述摆动锥齿从动轮(13)固定于所述第一万向节(28)上的与所述连接部连接的一侧。5.根据权利要求4所述的一种多功能复合型航空航天过载模拟系统，其特征在于，所述连接部包括连接杆(16)和第二万向节(17)；所述连接杆(16)一端与第一万向节(28)固定连接，另一端与所述第二万向节(17)的一端固定连接；
所述第二万向节(17)的另一端与所述吊舱运动部固定连接。6.根据权利要求1所述的一种多功能复合型航空航天过载模拟系统，其特征在于，所述吊舱运动部包括均自转的外舱运动单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：马红磊，李莹辉，李富柱，王健全，李海洋，祝郁，任逸，肖艳华，马博涵，董睿，王林杰，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：