[发明专利]一种失重体验舱

说明书

技术领域

本发明涉及一种失重模拟系统，具体涉及一种失重体验舱。

背景技术

航天员出舱活动是载人航天的重要技术组成部分，通过出舱活动，航天员可以完成航天器的在轨维修和故障排除、有效载荷的布放、回收以及大型航天器(如空间站)的在轨安装构建等任务。这些任务的完成都需要航天员穿着舱外航天服在空间失重环境下进行。由于地球引力的作用，在地面上无法实现长时间的真正失重状态。失重状态下人的运动和作业方式与在地球表面的重力状态下完全不同。为了完成出舱活动任务，航天员必须熟练掌握失重状态下运动和作业的规律和技巧。目前常用模拟失重环境的设备主要有失重飞机和模拟失重训练水槽，其它模拟设备由于获得的失重时间过短、试验有效容积太小等问题都不能进行载人试验。失重飞机进行抛物线飞行时能够产生15至30秒的失重环境，在这样短的时间内，仅能对航天员进行失重环境体验及简单的操作训练。因此，复杂的出舱活动运动和作业只能在模拟失重训练水槽中进行。

模拟失重训练水槽模拟失重的工作原理是浮力配平，为了保障航天员在训练舱中的视线，水槽里水的水质非常好，甚至可以直接饮用。航天员穿着水槽训练航天服全部浸没在水中，通过为航天员配重使其在水中受到的浮力和本身重力大小相等，重心和浮心尽可能一致，使其达到中性浮力状态。这时航天员要往上浮只需吸一口氧，想往下沉就可以呼一口气，其感受与在太空失重状态下非常相似。但是这种方法仍然存在一定的缺陷，比如当宇航员训练过程中通过氧气罩自由呼吸时，宇航员的身体就会在训练舱中会出现飘忽不定的情况，然而宇航员在外太空实际工作中，需要保持足够的稳定性，因此这种失重训练水槽还不能完美的达到宇航员进行失重训练的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供的一种失重体验舱，以解决上述背景技术中宇航员在进行失重训练过程中身体飘忽不定的问题。从而改善了训练质量，增强了真实的模拟感受。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种失重体验舱主要由飞船外形的舱体、过滤池、体验服及换气泵构成。舱体内部设有水平的地板，地板下部设有与舱体外部连通的注水管。地板与舱体底部形成过滤空间。舱体一端的地板设有与地板下侧连通的下回水口。舱体另一端的地板下侧设有潜水泵，潜水泵设有供水管，出水管与地板上部舱体供水口连通。地板下部在回水口与潜水泵之间设有由第一滤网及第二滤网隔离成的过滤池，过滤池内填充过滤沙。舱体外侧顶部设有换气泵，换气泵设有若干供气口。体验服由连体衣及头盔组成，连体衣具有防水性，并通过连接头盔实现防水密封性，头盔设呼吸管，呼吸管由：第一通道及第二通道构成的柔性双通道结构，第一通道与换气泵供气口连通。磁性悬浮系统由设有磁性夹层的体验服及舱体底部及舱体底部的电磁体组成；体验服上还设有悬浮遥控器；舱体外设有悬浮控制器，悬浮控制器与电磁体电性连接。

优选的，失重体验舱舱体的侧壁设有玻璃隔离窗口，窗口外部设有与窗口配合的快门式3D显示器，3D显示器屏幕朝向舱体内侧。头盔内设有快门式3D眼镜。

优选的，失重体验舱的舱体外部还设有更衣室。

优选的，失重体验舱包括电磁喷水口、吸水口、吸水管。舱体为封闭结构，舱体顶部设有可与舱体密封配合的上翻式舱门。舱体内部地板上部设有喷水层，喷水层内密布若干垂直向上的电磁喷水嘴，各个电磁喷水嘴的入水端均与潜水泵的供水管连通。舱体顶部设有与各个电磁喷水口对应的吸水口，吸水口内设有单向阀，各个吸水口的出水端均与吸水管连通，吸水管与地板上的回水口连通。电磁喷水口与悬浮控制器电性连接。

优选的，失重体验舱包括应急保护装置。其由支架、卷轴、吊绳构成。换气泵通过应急舱门与舱体连接。卷轴通过支架设置在换气泵上方，卷轴内设有卷簧，卷轴设有电磁锁，卷轴设有驱动电机。

本发明的有益效果：通过遥控器对电磁喷水口出水流量的调整来获取与重力方向相反大小相等的推力，从而实现水中凌空漂浮的目的。另外还可通过改变舱体上下设置的电磁体的磁场强度，对身穿体验服的体验者进行悬空微调。从而使收体验者在体验过程中不受自身呼吸的影响保持悬浮的稳定性。体验舱的供氧系统，可为体验者提供长时间的体验过程，无需自带氧气瓶。本发明配备应急保护措施，在断电情况下自复位卷轴可将体验者自动拉出水仓，保证体验者的人身安全。另外通过3D显示器及3D眼镜的配合，增项了现实感。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为本发明呼吸管截面图；

图3为本发明电磁体位置示意图；

图4为本发明喷水系统示意图；