一种用于航天员训练的模拟失重环境产生装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及用于航天员训练的模拟失重环境产生装置，可有效解决现有技术花费高昂，不利于训练或存在航天员在运动过程中受到较大阻力的问题，其解决的技术方案是，包括绝缘墙体、上极板和下极板，上极板置于上极板绝缘包层内，下极板置于下极板绝缘包层内，上极板绝缘包层与下极板绝缘包层之间有中空的绝缘墙体，构成一封闭空间，电极充电器分别与上极板、下极板相连，控制器分别与电极充电器、称重传感器相连，控制器、电极充电器均与电源相连，训练服置于封闭空间内，本实用新型专利技术结构新颖、设计合理，可广泛应用于航天员模拟失重训练场合，大大节约失重训练的成本，提高训练效率，是航天员进行失重训练装置上的创新。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及用于航天员训练的模拟失重环境产生装置，可有效解决现有技术花费高昂，不利于训练或存在航天员在运动过程中受到较大阻力的问题，其解决的技术方案是，包括绝缘墙体、上极板和下极板，上极板置于上极板绝缘包层内，下极板置于下极板绝缘包层内，上极板绝缘包层与下极板绝缘包层之间有中空的绝缘墙体，构成一封闭空间，电极充电器分别与上极板、下极板相连，控制器分别与电极充电器、称重传感器相连，控制器、电极充电器均与电源相连，训练服置于封闭空间内，本技术结构新颖、设计合理，可广泛应用于航天员模拟失重训练场合，大大节约失重训练的成本，提高训练效率，是航天员进行失重训练装置上的创新。【专利说明】—种用于航天员训练的模拟失重环境产生装置
本技术涉及训练装置，特别是一种用于航天员训练的模拟失重环境产生装置。
技术介绍
目前，国内外对航天员进行失重训练的主要形式有两种，一种是失重飞机，另一种是失重水槽。前者利用大推力飞机接近垂直上升，达到最高点后向下俯冲，产生失重，该方法达到失重状态的时间太短(约为20s——30s)，花费高昂，不利于训练。因此，世界各国一般采用失重水槽来进行航天员失重训练。据了解，失重水槽就是一个大得像游泳池一样的设备，把航天器放入其中，训练时，通过增减配重和漂浮器使航天员的重力和浮力相等，模拟太空失重状态，然后航天员在水池里反复出入舱和舱外操作训练。由于水的密度较真空或空气大得多，惯性大，存在航天员在运动过程中受到较大阻力的问题。因此，对航天员进行失重训练装置的改进是目前亟需解决的问题。
技术实现思路
针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本技术之目的就是提供一种用于航天员训练的模拟失重环境产生装置，可有效解决现有技术花费高昂，不利于训练或存在航天员在运动过程中受到较大阻力的问题。本技术解决的技术方案是，包括绝缘墙体、上极板和下极板，上极板置于上极板绝缘包层内，下极板置于下极板绝缘包层内，上极板绝缘包层与下极板绝缘包层之间有中空的绝缘墙体，构成一封闭空间，电极充电器分别与上极板、下极板相连，控制器分别与电极充电器、称重传感器相连，控制器、电极充电器均与电源相连，训练服置于封闭空间内。本技术结构新颖、设计合理，可广泛应用于航天员模拟失重训练场合，大大节约失重训练的成本，提高训练效率，是航天员进行失重训练装置上的创新。【专利附图】【附图说明】图1为本技术的结构主视图。图2为本技术的结构剖面主视图。图3为本技术的电器关系连接图。图4为本技术配套训练服材质剖面结构示意图。【具体实施方式】以下结合附图对本技术的【具体实施方式】作进一步详细说明。由图1-4给出，本技术包括绝缘墙体、上极板和下极板，上极板2置于上极板绝缘包层4内，下极板3置于下极板绝缘包层5内，上极板绝缘包层4与下极板绝缘包层5之间有中空的绝缘墙体1，构成一封闭空间，电极充电器分别与上极板2、下极板3相连，控制器分别与电极充电器、称重传感器相连，控制器、电极充电器均与电源相连，训练服置于封闭空间内。为了保证使用效果，所述的绝缘墙体1、上极板绝缘包层4、下极板绝缘包层5均为圆形，上极板绝缘包层4、下极板绝缘包层5的直径相同，且大于绝缘墙体I的直径。所述的上极板2和下极板3均是由金属板制成的相同直径的圆形。所述的训练服是由内绝缘层6、电荷附着层7和外绝缘层8制成的人体状。与模拟失重环境产生装置配套的训练服绝缘且能够屏蔽电场，使航天员避免触电及辐射，如训练服剖面结构图4所示，其采用三层结构，最内层为内绝缘层6，中间为电荷附着层7;最外层为外绝缘层8。本技术基于带电物体在电场中受到电场力作用的原理而设计，构成电容器的上下极板采用有足够强度的金属板，形状为圆形，其上下表面与侧面连接处均弧形连接，减小曲率，防止尖端效应造成的极板电荷分布不均匀；上、下极板绝缘包层应用性能优良的绝缘材料，能够阻挡电荷运动，但电场能够正常穿透；绝缘墙体采用绝缘材料搭建，支撑上极板并限定航天员的活动范围，且能阻止上、下极板电荷的中和，绝缘墙体与上、下极板构成一封闭的圆柱型空间，为航天员的活动空间；称重传感器可采用市售的人体称重传感器，用于测量航天员着训练服后的体重；平行板电容器的边缘效应会导致极板边缘的电场线弯曲，在此处活动，航天员受力不能平衡，因此边缘部分不能作为其训练时的活动范围，所以绝缘墙体于距离极板边缘一定距离的位置搭建。训练服的内绝缘层将电荷附着层与航天员隔离开，保护航天员；电荷附着层作为电荷的载体，同时可以屏蔽电场，使航天员免受电场辐射；外绝缘层将电荷附着层与外界隔开，防止电荷泄露。可利用静电起电机使训练服带上q库伦的电荷，航天员穿上训练服后，首先利用称重传感器将航天员及训练服的重量信号采集出来传送至控制器，航天员进入模拟失重环境产生装置内，控制器对重力信号进行运算处理，控制电极充电器输出电压U，为上、下极板充电。上、下极板充电完成后，训练服电荷附着层处于静电平衡状态，所有电荷均分布在电荷附着层外表面，其内部电场强度为零，起到屏蔽电场的作用，航天员不受电场辐射。充电电压U的大小需满足使宇航员及训练服所受电场力与重力大小相等、方向相反，即Uq/d=mg，航天员所受合外力为零，就可以悬浮起来，模拟失重的感觉和效应，进行各种训练。为使训练环境更加逼真，可向封闭的模拟失重环境内充入或抽出气体，改变环境中介质气体的惯性，也即改变航天员运动过程中所受介质气体的阻力，从而可进行各种空间气体条件下的训练。本技术的使用方法:(I)利用静电起电机使训练服带上q库伦的电荷，航天员穿上训练服；(2)用称重传感器将航天员及训练服的重量信号采集出来传送至控制器，航天员进入模拟失重环境产生装置内； (3)电极充电器输出充电电压U，上、下极板进行充电；(4)航天员在受力平衡后，进行模拟失重训练。本技术结构新颖、设计合理，可广泛应用于航天员模拟失重训练场合，大大节约失重训练的成本，提高训练效率，是航天员进行失重训练装置上的创新，具有显著的经济和社会效益。【权利要求】1.一种用于航天员训练的模拟失重环境产生装置，包括绝缘墙体、上极板和下极板，其特征在于，上极板(2)置于上极板绝缘包层(4)内，下极板(3)置于下极板绝缘包层(5)内，上极板绝缘包层(4)与下极板绝缘包层(5)之间有中空的绝缘墙体(I),构成一封闭空间，电极充电器分别与上极板(2)、下极板(3)相连，控制器分别与电极充电器、称重传感器相连，控制器、电极充电器均与电源相连，训练服置于封闭空间内。2.根据权利要求1所述的用于航天员训练的模拟失重环境产生装置，其特征在于，所述的绝缘墙体(I)、上极板绝缘包层(4)、下极板绝缘包层(5)均为圆形，上极板绝缘包层(4)、下极板绝缘包层(5)的直径相同，且大于绝缘墙体(I)的直径。3.根据权利要求1所述的用于航天员训练的模拟失重环境产生装置，其特征在于，所述的上极板(2)和下极板(3)均是由金属板制成的相同直径的圆形。4.根据权利要求1所述的用于航天员训练的模拟失重环境产生装置，其特征在于，所述的训练服是由内绝缘层出)、电荷附着层(7)和外绝缘层(8)制成的人体状。【文档编号】G09B9/00GK203588500SQ201本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于航天员训练的模拟失重环境产生装置，包括绝缘墙体、上极板和下极板，其特征在于，上极板(2)置于上极板绝缘包层(4)内，下极板(3)置于下极板绝缘包层(5)内，上极板绝缘包层(4)与下极板绝缘包层(5)之间有中空的绝缘墙体(1)，构成一封闭空间，电极充电器分别与上极板(2)、下极板(3)相连，控制器分别与电极充电器、称重传感器相连，控制器、电极充电器均与电源相连，训练服置于封闭空间内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭三明，王志方，孙鹏荆，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：实用新型
国别省市：