【技術實現步驟摘要】
本申請屬于航空航天環境模擬，具體涉及一種水下模擬超重/失重環境試驗裝置及試驗方法。
技術介紹
1、載人航天事業是人類歷史上最為復雜的系統工程之一，它的發展取決于整個科技水平的發展。同時，它也影響這整個現代科學
的發展，同時對于現代科學技術的各個領域提出了新的發展要求，從而可促進和推動整個科學技術的發展。
2、然而在宇航員執行航天任務的時候，會遇到失重和超重現象。這些失重或者超重環境會給宇航員帶來各種各樣的困難，經過航天飛行后，航天員的心血管調節功能出現失調，即超重耐力下降、立位耐力下降、運動耐力下降，表現為暈厥、運動能力降低、不能耐受訓練等，會對宇航員的身體健康帶來不可忽視的影響，目前的仿太空失重和超重的裝置使用彈簧和纜繩的張力或噴氣時裝置氣浮起來實現失重和超重狀態的模擬，加速度并不穩定不易調節，且裝置的周圍并無多少保護措施容易產生偏斜導致產生安全隱患。
3、申請內容
4、為克服上述現有技術的不足，本申請提出一種水下模擬超重/失重環境試驗裝置，包括：艙體機構、液體供給機構、氣體供給機構、大水箱5和位置檢測器；
5、所述艙體機構設置在所述大水箱5內部，所述液體供給機構和所述氣體供給機構分別與所述艙體機構連接，且所述液體供給機構和所述氣體供給機構均設置在所述大水箱5的外部，所述位置檢測器設有多個，多個所述位置檢測器分別設置在艙體機構和大水箱5上，所述艙體機構內設有控制系統，所述控制系統與所述液體供給機構和氣體供給機構通信連接；
6、所述位置檢測器用于：檢測艙體機構在大
7、所述控制系統用于：根據位置檢測器提供的位置信息控制所述氣體供給機構注入或排出壓縮氣體來改變艙體機構的體積；和/或控制所述液體供給機構注入或排出液體來改變艙體機構的重量。
8、優選的，所述位置檢測器包括：傳感器一12、傳感器二17和傳感器三20；
9、所述傳感器一12和傳感器二17在垂直方向自上而下依次設置在所述大水箱5內，所述傳感器三20設置在艙體機構上。
10、優選的，所述艙體機構包括：主艙體21、氣體膨脹組件、配重室11和座艙控制室10；
11、所述座艙控制室10安裝在所述主艙體21的內部，所述控制系統設置在所述座艙控制室10中，所述主艙體21設置在所述大水箱5的內部，所述氣體膨脹組件設置在所述主艙體21的底部，所述氣體膨脹組件與所述氣體供給機構連接，所述配重室11設置在所述主艙體21的外側，所述配重室11與所述液體供給機構連接；
12、所述傳感器三20安裝在所述主艙體21的外側。
13、優選的，所述座艙控制室10和所述主艙體21連接處設有座艙進出口9，所述座艙進出口9將外部空間和座艙控制室10貫通連接，所述座艙進出口9上設有對應設有密封板，使用所述密封板對所述座艙進出口9進行密封或開啟。
14、優選的，所述氣體膨脹組件包括：相互連接的氣艙7和壓縮氣囊8，所述氣艙7安裝在所述主艙體21的底部，所述壓縮氣囊8連接在所述氣艙7的底部，所述氣體供給機構與所述氣艙7連接。
15、優選的，所述氣體供給機構包括：空氣壓縮機1、進氣管2和出氣管4；所述進氣管2的其中一端連接所述空氣壓縮機1，另一端連接所述氣艙7，所述出氣管4的一端連接所述氣艙7，另一端向外延伸至大水箱5的外側與外部大氣環境連接。
16、優選的，所述液體供給機構包括：供液管14、出液管15和液體罐16；所述供液管14和所述出液管15的其中一端分別連接在所述液體罐16上，所述供液管14和所述出液管15的另一端分別連接所述配重室11。
17、優選的，所述液體罐16中的液體為水銀液體。
18、優選的，所述大水箱5內設有限位組件，所述傳感器一12和傳感器二17在垂直方向自上而下依次安裝限位組件上，所述限位組件包括：立柱一6、立柱二19、立柱三22、立柱四23和壓力擋板18；
19、所述立柱一6、立柱二19、立柱三22和立柱四23分別垂直固定在所述大水箱5的箱底，所述艙體機構卡設在所述立柱一6、立柱二19、立柱三22和立柱四23之間，所述壓力擋板18與所述大水箱5的底面相平行，所述壓力擋板18可活動的安裝在所述立柱一6、立柱二19、立柱三22和立柱四23之間；
20、當所述艙體機構位于傳感器一12的位置時，所述壓力擋板18關閉并支撐在所述艙體機構底部；
21、當所述艙體機構向所述傳感器二17的位置下沉時，所述壓力擋板18打開使所述艙體機構下沉。
22、基于同一申請構思，本申請還提供了一種水下模擬超重/失重環境試驗方法，包括：
23、當位置檢測器檢測到艙體機構浮在大水箱5中時，控制系統根據位置檢測器提供的位置信息控制所述液體供給機構向艙體機構注入液體，增加艙體機構的重量，使得所述艙體機構進行下沉運動模擬失重環境；
24、當位置檢測器檢測到艙體機構沉于大水箱5中時，控制系統根據位置檢測器提供的位置信息控制所述氣體供給機構向艙體機構注入氣體，增加艙體機構的體積，同時艙體機構中的液體排出回到液體供給機構中改變艙體機構的重量，使得所述艙體機構進行上浮運動模擬超重環境；
25、其中，所述一種水下模擬超重/失重環境試驗裝置如上所述的一種水下模擬超重/失重環境試驗裝置。
26、優選的，所述當位置檢測器檢測到艙體機構浮在大水箱5中時，控制系統根據所述位置檢測器提供的位置信息控制所述液體供給機構向艙體機構注入液體，增加艙體機構的重量，使得所述艙體機構進行下沉運動模擬失重環境，包括：
27、當傳感器三20位于傳感器一12處時，艙體機構浮在大水箱5中，控制系統根據所述傳感器三20和所述傳感器一12提供的位置信息控制所述液體罐16開啟，將水銀經供液管14注入配重室11增加主艙體的重量，壓力擋板18打開，主艙體21沿立柱一6、立柱二19、立柱三22、立柱四24進行垂直方向下的下沉運動模擬失重環境；當傳感器三20到達傳感器二17的位置時，所述控制系統控制所述液體罐16停止水銀的持續注入。
28、優選的，所述當位置檢測器檢測到艙體機構沉于大水箱5中時，控制系根據所述位置檢測器提供的位置信息統控制所述氣體供給機構向艙體機構注入氣體，增加艙體機構的體積，同時艙體機構中的液體排出回到液體供給機構中改變艙體機構的重量，使得所述艙體機構進行上浮運動模擬超重環境，包括：
29、當主艙體的傳感器三20位于傳感器二17的位置時，艙體機構沉于大水箱5中，控制系統根據所述傳感器三20和所述傳感器二17提供的位置信息控制所述空氣壓縮機1開啟，將壓縮空氣經進氣管2輸入到氣艙7，從而帶動氣囊8體積膨脹，使得主艙體的體積發生改變，進而改變主艙體21受到的浮力；與此同時，所述控制系統控制所述液體罐16將配重室11中的水銀通過出液管15排出流回液體罐16中，從而改變主艙體21的質量，這時主艙體21會沿著立柱一6、立柱二19、立柱三2本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種水下模擬超重/失重環境試驗裝置，其特征在于，包括：艙體機構、液體供給機構、氣體供給機構、大水箱(5)和位置檢測器；
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述位置檢測器包括：傳感器一(12)、傳感器二(17)和傳感器三(20)；
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述艙體機構包括：主艙體(21)、氣體膨脹組件、配重室(11)和座艙控制室(10)；
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述座艙控制室(10)和所述主艙體(21)連接處設有座艙進出口(9)，所述座艙進出口(9)將外部空間和座艙控制室(10)貫通連接，所述座艙進出口(9)上設有對應設有密封板，使用所述密封板對所述座艙進出口(9)進行密封或開啟。
5.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述氣體膨脹組件包括：相互連接的氣艙(7)和壓縮氣囊(8)，所述氣艙(7)安裝在所述主艙體(21)的底部，所述壓縮氣囊(8)連接在所述氣艙(7)的底部，所述氣體供給機構與所述氣艙(7)連接。
6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述氣體供給機構包括：空氣壓縮
7.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述液體供給機構包括：供液管(14)、出液管(15)和液體罐(16)；所述供液管(14)和所述出液管(15)的其中一端分別連接在所述液體罐(16)上，所述供液管(14)和所述出液管(15)的另一端分別連接所述配重室(11)。
8.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述液體罐(16)中的液體為水銀液體。
9.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述大水箱(5)內設有限位組件，所述傳感器一(12)和傳感器二(17)在垂直方向自上而下依次安裝限位組件上，所述限位組件包括：立柱一(6)、立柱二(19)、立柱三(22)、立柱四(23)和壓力擋板(18)；
10.一種水下模擬超重/失重環境試驗方法，其特征在于，包括：
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述當位置檢測器檢測到艙體機構浮在大水箱(5)中時，控制系統根據所述位置檢測器提供的位置信息控制所述液體供給機構向艙體機構注入液體，增加艙體機構的重量，使得所述艙體機構進行下沉運動模擬失重環境，包括：
12.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述當位置檢測器檢測到艙體機構沉于大水箱(5)中時，控制系根據所述位置檢測器提供的位置信息統控制所述氣體供給機構向艙體機構注入氣體，增加艙體機構的體積，同時艙體機構中的液體排出回到液體供給機構中改變艙體機構的重量，使得所述艙體機構進行上浮運動模擬超重環境，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種水下模擬超重/失重環境試驗裝置，其特征在于，包括：艙體機構、液體供給機構、氣體供給機構、大水箱(5)和位置檢測器；
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述位置檢測器包括：傳感器一(12)、傳感器二(17)和傳感器三(20)；
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述艙體機構包括：主艙體(21)、氣體膨脹組件、配重室(11)和座艙控制室(10)；
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述座艙控制室(10)和所述主艙體(21)連接處設有座艙進出口(9)，所述座艙進出口(9)將外部空間和座艙控制室(10)貫通連接，所述座艙進出口(9)上設有對應設有密封板，使用所述密封板對所述座艙進出口(9)進行密封或開啟。
5.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述氣體膨脹組件包括：相互連接的氣艙(7)和壓縮氣囊(8)，所述氣艙(7)安裝在所述主艙體(21)的底部，所述壓縮氣囊(8)連接在所述氣艙(7)的底部，所述氣體供給機構與所述氣艙(7)連接。
6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述氣體供給機構包括：空氣壓縮機(1)、進氣管(2)和出氣管(4)；所述進氣管(2)的其中一端連接所述空氣壓縮機(1)，另一端連接所述氣艙(7)，所述出氣管(4)的一端連接所述氣艙(7)，另一端向外延伸至大水箱(5)的外側與外部大氣環境連接。
7.如權利要求5所述的裝...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬紅磊，孟威，肖艷華，李富柱，祝郁，王健全，任逸，尚世龍，孫浩，
申請(專利權)人：中國航天員科研訓練中心，
類型：發明
國別省市：
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