一种负压体能训练仪制造技术

本发明专利技术提供一种负压体能训练仪，包括柜体、负压舱体、连接舱、人体固定装置和控制箱，柜体上设有负压舱体，负压舱体与连接舱相连；连接舱下方设有人体固定装置；柜体一侧设有控制箱，控制箱体和负压舱体相连；负压舱体位于控制箱体上方，可在人力作用下，以主轴为圆心沿竖直方向转动，转动角度为0～75度，负压舱体内装有功量计系统；功量计系统主要采用脚踏阻力进行计算，脚踏阻力由电控定量无极可调磁滞阻尼器提供，并由计算机根据设定值进行控制；负压体能训练仪可广泛用于航空航天医学领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空航天医学领域中的工业设计，涉及一种负压体能训练仪，具有训练人体体能及恢复体能的作用。该装置可应用于航空航天医学领域，也可进一步扩展应用至医学、机械构造、工业产品设计等领域。
技术介绍
人类载人航天活动取得了巨大成就，极大地促进了生产力的发展，对社会文明进步产生了重大而深远的影响。深空探测是向更广阔的太阳系空间进行的探索，是人类社会物质和精神文明发展的需要，是科学技术进步的必然趋势。在深空探测任务中，航天员将在失重和低重力环境中停留更长时间，面临更多和更强的宇宙射线的侵害，可能还会受到低磁场的影响。同时，航天员在远离地球的飞行任务中还会面对突发疾病的诊断和处理等问题，而现有的航天医学技术，还不能完全有效地解决这些难题。为此，进行针对性的航天医学技术研究，提出和制订行星际航天飞行条件下的健康和医学保障方案将是航天医学界的一项重要任务。在我国载人航天发展计划中，需要对我国未来深空探测任务的研究提前布局，通过开发新技术和新方法，保证我国航天员在未来的飞行任务中能够健康安全和高效地工作。在太空飞行中航天员主要采用的体育锻炼方法有以下4种：拉力器锻炼、自行车功量计锻炼、跑台锻炼、穿企鹅服。一般认为可以采用这些措施防止失重飞行中的肌肉萎缩。在地球上很容易设计一种力量锻炼方法，它可以将等张和等长运动结合起来。在失重状态下，哑铃和羽毛一样轻，很难达到这个效果。如果我们学会如何阻止飞行过程中的肌肉萎缩，这也将帮助地球上的人们永远强壮。负压与人们的生活息息相关，利用负压可以净化空气、水流、用于临床医学研究。人类从一出生都在正常的大气压下生活，但在负压下人类的身体机能会有什么变化呢？我们设计了一种负压体能训练仪，在密闭舱体内利用真空泵将舱体内部气压降至负压，检测在做功、非做功状态下人类体能的耐受度。负压体能训练仪的研究是在模拟失重状态下利用负压使航天员恢复类似于地面重力下的血液分布状态并进行体能训练，从而达到恢复体能，增强体质的效果。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种负压体能训练仪，可广泛用于航空航天医学领域，具有较大的社会效益和经济效益。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种负压体能训练仪，包括有柜体1；柜体1上设有负压舱体2；负压舱体2与连接舱3相连；连接舱3下方设有人体固定装置4；人体固定装置4上设头枕靠垫5；柜体1一侧设有控制箱6；控制箱6与上位机7相连。所述的上位机7开关量输出端与继电器A8相连；继电器A8与控制电磁阀9相连；控制电磁阀9分别与真空泵10、手动开关A11和负压舱体2相连；负压舱体2与复位电磁阀12相连；复位电磁阀12与手动开关B13、继电器B14相连；继电器B14与上位机7相连；上位机7的DA输出端、AD输入端与负压舱体相连。所述的上位机7的DA输出端与负压舱体的功率接口相连。所述的上位机7的AD输入端与负压舱体的传感器接口相连。所述的控制电磁阀9、复位电磁阀12与负压舱体通过气路连接。所述的负压舱体2内设有功量计系统。所述的连接舱与负压舱体采用光圈式快速密封装置15。在负压舱体和控制箱体连接处设有主轴，主轴的作用是作为整体装置的中心轴，负压舱体围绕主轴实现0～75度的转动；靠近连接舱的负压舱左侧最低处与支撑杆的首端相连，支撑杆的末端在非受力情况下与控制箱体接触处相连，对75度立位时的负压舱体和连接舱体起支撑作用。控制箱体和负压舱体；负压舱体位于控制箱体上方，并且可在人力的作用下，以主轴为圆心，沿竖直方向转动，转动圆心角为0～75度，转动动力源来自人为动力和弹簧储存的弹性势能；负压舱体内装有功量计系统，功量计系统主要采用脚踏阻力进行计算，脚踏阻力由电控定量无极可调磁滞阻尼器提供，脚踏阻力由计算机根据设定值进行控制。本系统的运行分为两种方式，手动和自动模式。在自动模式下，启动系统后，计算机控制相应的脚踏阻力，并且计算机还可以根据设定的压力参数自动控制舱体内部压力；在手动模式下，启动系统后，计算机控制相应的脚踏阻力，舱体内部压力可由控制箱上面的升压和降压旋钮来调节。在系统运行时，所有工作情况均在电脑上显示。负压体能训练仪属于体能测试、训练类产品，在机械设计过程中，部分部件尺寸的选择和材料的选择需要考虑特征人群的身体特征。本专利技术具有以下优点：本专利技术旨在研究在负压状态下人体的功能状态和在负压状态下进行体能训练情况。为保证航天员在失重环境下维持肌肉功能，保持良好的健康状况和工作状态，通过负压训练以及自行车功量计系统训练，采用个人最大心率相对值作为强度指标，为每名航天员开出不同的运动处方。1)可实现下体负压、脚踏计量做功、平卧和立位两种体位转换的多种组合训练试验。2)平卧和头立位75°两种体位转换；平卧位进仓，光圈式快速密封方式密封。3)手动、自动两种工作模式；手动模式下可根据需求对压力进行调节，自动模式下可根据程序设定自动运行。4)在手动模式下，可以通过显示界面中的升压或降压按钮来调节压力，或者通过控制盒上的升压或降压旋钮来调节压力。5)脚踏功量计系统做功功率可以程控设定调节。6)预留正压系统开发接口。7)采用teechart绘制做功曲线，可以实时观测做功曲线变化情况。8)计算机操作图形显示界面，数据记录及回放。9)增加参数标定功能，可以修改相应的注册表文件，来保存已设定的参数。负压体能训练系统结构如图1所示，负压训练系统是以负压为核心的系统控制中心，用来向人体下体提供负压，使得人体体能得到锻炼的关键技术。负压训练过程中采集的压力值和功量计功率实时反映到计算机测试界面。运用高效的自动调节方法实现负压训练的全程调控。采用本专利技术可实现下体负压、脚踏计量做功、平卧和立位两种体位转换；本专利技术采用光圈式快速密封方式密封，提高了密封精度；节省空间，降低成本；提高了负压训练仪的技术含量，增强创新竞争力。附图说明图1是本专利技术的整体结构图。图2是本专利技术压力控制系统框图。图3是实施例中负压体能训练过程平位测试框图。图4是实施例中负压体能训练过程立位测试框图。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步详细说明。参见图1～4依照本专利技术的技术方案，本实施例的技术路线是：将负压体能训练仪试验台放置于平滑地面，负压舱体位于控制箱体上方，并且可以在人力的作用下，以主轴为圆心，沿竖直方向转动，转动圆心角为0～75度，转动动力源来自人力和弹簧储存的弹性势能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负压体能训练仪，包括有柜体(1)；其特征在于，柜体(1)上设有负压舱体(2)；负压舱体(2)与连接舱(3)相连；连接舱(3)下方设有人体固定装置(4)；人体固定装置(4)上设头枕靠垫(5)；柜体(1)一侧设有控制箱(6)；控制箱(6)与上位机(7)相连。

【技术特征摘要】
1.一种负压体能训练仪，包括有柜体(1)；其特征在于，柜体(1)上设有负压舱
体(2)；负压舱体(2)与连接舱(3)相连；连接舱(3)下方设有人体固定装置(4)；
人体固定装置(4)上设头枕靠垫(5)；柜体(1)一侧设有控制箱(6)；控制箱(6)
与上位机(7)相连。
2.根据权利要求1所述的一种负压体能训练仪，其特征在于，所述的上位机(7)
开关量输出端与继电器A(8)相连；继电器A(8)与控制电磁阀(9)相连；控制电磁
阀(9)分别与真空泵(10)、手动开关A(11)和负压舱体(2)相连；负压舱体(2)
与复位电磁阀(12)相连；复位电磁阀(12)与手动开关B(13)、继电器B(14)相连；
继电器B(14)与上位机(7)相连；上位机(7)的DA输出端、AD输入端与负压舱体相
连。
3.根据权利要求1所述的一种负压体能训练仪，其特征在于，所述的上位机(7)
的DA输出端与负压舱体的功率接口(16)相连。
4.根据权利要求1所述的一种负压体能训练仪，其特征在于，所述的上位机(7)
的AD输入端通过负压传感器(18)与负压舱体的传感器接口(17)相连。
5.根据权利要求2所述的一种负压体能训练仪，其特征在于，所述的控制电磁阀(...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙喜庆，周好斌，高原，王永春，杨长斌，
申请(专利权)人：中国人民解放军第四军医大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61