一种青少年航空知识拓展学习用模拟失重装置的制作方法

本发明涉及教育技术领域，尤其涉及一种青少年航空知识拓展学习用模拟失重装置。

背景技术：

太空失重环境中，长期飞行会使航天员产生骨丢失、下肢肌肉萎缩等失重生理效应，人是在地球重力环境中进化和生活的，人体各生理系统从形态、结构和功能上都已经适应了地球重力环境。一旦进入失重环境，人的生理系统将发生一系列的适应性变化，如心血管功能失调，肌肉萎缩和骨丢失等，严重影响了航天员在正常或应急进入其他星球或重返地球时的安全、健康和高效，必须要采取相应的防护措施。

体育锻炼是一项非常重要的防护措施，主要包括跑台、自行车功量计、抗阻力锻炼等一系列防护措施。但在太空中应用必须先在地面进行充分研究，包括防护措施的操作使用性能和对人体的防护效果。地面由于重力无处不在，难以建立长时间的失重环境，因此要在地面开展研究，必须建立模拟失重抗阻力锻炼平台，现有的锻炼平台大多只是对人体进行负重锻炼，不能够真实模拟到失重情况下太空舱的生存环境。

技术实现要素：

基于现有的锻炼平台大多只是对人体进行负重锻炼，不能够真实模拟到失重情况下太空舱的生存环境的技术问题，本发明提出了一种青少年航空知识拓展学习用模拟失重装置。

本发明提出的一种青少年航空知识拓展学习用模拟失重装置，包括第一舱体和第二舱体，所述第一舱体和第二舱体均为内设空腔的长方体结构，且内部均装有盐水，所述第一舱体横向相对的两端内壁均通过螺栓固定有轴承圈卡座，且两个轴承圈卡座之间转动连接有同一个呈管状结构的内舱，所述内舱的内壁靠近顶端焊接有开口向下的c型钢滑轨，且c型钢滑轨的滑槽内滑动连接有t形滑块，所述t形滑块的底端通过设置有安装板，所述内舱的圆周外壁靠近一端套接有从动齿轮环，且第一舱体的靠近从动齿轮环的一端外壁通过螺栓固定有驱动电机，所述驱动电机的输出轴顶端通过联轴器固定有圆杆，且圆杆的顶端固定有与从动齿轮环互相啮合的主动齿轮，所述第一舱体和第二舱体之间焊接有连接管，且连接管的开口处铰接有舱门。

优选地，所述轴承圈卡座相对的一侧均嵌装圆锥辊子轴承，且两个圆锥辊子轴承呈对称分布。

优选地，所述内舱的圆周内壁通过螺栓固定有等距离分布的扶手杆，且扶手杆的外壁预留有等距离分布的凸棱，内舱的圆周外壁靠近中部预留有内舱入口。

优选地，所述安装板的下表面嵌装有预紧圈，且预紧圈为韧性好的硬橡胶材料制成。

优选地，所述安装板的下表面固定有两个拉伸弹簧，且安装板通过两个拉伸弹簧固定有固定板，固定板的下表面嵌装有呈半球状的气垫，固定板的下表面与气垫之间设有等距离分布的小凸起。

优选地，所述第一舱体和第二舱体的顶端中部均开有矩形孔。

优选地，所述舱门远离铰接点处的上表面靠近边缘处开有矩形沉孔，且矩形沉孔内主动连接有传动杆，传动杆的顶端焊接有花盘，传动杆的外壁靠近底端套接有驱动齿轮。

优选地，所述矩形沉孔内滑动连接有插杆且插杆的中部靠近驱动齿轮的一侧预留有与之相适配的齿槽，连接管的内壁靠近开口处预留有与插杆相适配的限位孔。

优选地，所述连接管的开口内壁靠近舱门处开有环形凹槽，且环形凹槽的槽底卡接有密封圈。

本发明中的有益效果为：

1、通过设置在两个舱体内的盐水，并且盐水的浓度可以通过加减盐量调整为与人体的密度相似，从而可以将人悬浮在舱内，并且盐水对身体的影响极小不会影响体验者的安全。

2、通过设置的驱动电机和从动齿轮环互相啮合的主动齿轮，可以通过啮合的齿轮带动内舱的整体进行转动，并且主动齿轮的直径小，可以缓慢带动内舱进行旋转，不会让体验者感到头晕目眩的同时可以让体验者感受到太空中没有方向感的情况。

3、通过设置的两个对称分布的圆锥辊子轴承，既可以承载径向上的压力，又可以防止内舱在转动过程中产生轴向窜动，保证了内舱的稳定运行。

4、通过设置的扶手杆可供体验者在内部移动时手持扶手杆产生拉力前进，凸棱起到防滑效果，内舱入口设置在中部，便于使用者及时找到出口离开内舱。

5、通过设置在固定板下表面的凸起和气垫，使得体验者的背部接触处更加柔软并且当体验者向前划水前进的时候背部肌肉的运动不会直接硌到硬质的固定板，而且当背部挤压小凸起的时候能够起到对肌肉的按摩作用。

6、通过设置的舱门和插杆，转动花盘即可将插杆从限位孔中脱扣，紧接着就可以打开舱门游入第二舱体中，给体验者以真实的进出舱的感觉。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明结构简单，操作方便。

附图说明

图1为本发明提出的一种青少年航空知识拓展学习用模拟失重装置的剖视结构示意图；

图2为本发明提出的一种青少年航空知识拓展学习用模拟失重装置的横截面结构示意图；

图3为本发明提出的一种青少年航空知识拓展学习用模拟失重装置b处的剖视结构示意图；

图4为本发明提出的一种青少年航空知识拓展学习用模拟失重装置插杆的俯视结构示意图；

图5为本发明提出的一种青少年航空知识拓展学习用模拟失重装置t形滑块的剖视结构示意图；

图6为本发明提出的一种青少年航空知识拓展学习用模拟失重装置a处的放大结构示意图；

图7为本发明提出的一种青少年航空知识拓展学习用模拟失重装置b处的放大结构示意图。

图中：1第一舱体、2内舱入口、3扶手杆、4舱门、401传动杆、402驱动齿轮、403矩形沉孔、404插杆、405花盘、406齿槽、5第二舱体、6连接管、601环形凹槽、602密封圈、7矩形孔、8结绳、9c型钢滑轨、10t形滑块、1001预紧圈、1002拉伸弹簧、1003固定板、1004气垫、1005安装板、11主动齿轮、12驱动电机、13轴承圈卡座、14从动齿轮环、15内舱、16圆锥辊子轴承、17板条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-5，一种青少年航空知识拓展学习用模拟失重装置，包括第一舱体1和第二舱体5，第一舱体1和第二舱体5均为内设空腔的长方体结构，且内部均装有盐水，盐水的浓度可以通过加盐调整为与人体的密度相似，从而可以将人悬浮在舱内，并且盐水对身体的影响极小不会影响体验者的安全，第一舱体1横向相对的两端内壁均通过螺栓固定有轴承圈卡座13，且两个轴承圈卡座13之间转动连接有同一个呈管状结构的内舱15，内舱15的内壁靠近顶端焊接有开口向下的c型钢滑轨9，且c型钢滑轨9的滑槽内滑动连接有t形滑块10，t形滑块10的底端通过设置有安装板1005，内舱15的圆周外壁靠近一端套接有从动齿轮环14，且第一舱体1的靠近从动齿轮环14的一端外壁通过螺栓固定有驱动电机12，驱动电机12的输出轴顶端通过联轴器固定有圆杆，且圆杆的顶端固定有与从动齿轮环14互相啮合的主动齿轮11，可以通过啮合的齿轮带动内舱15的整体进行转动，并且主动齿轮11的直径小，可以缓慢带动内舱15进行旋转，不会让体验者感到头晕目眩的同时可以让体验者感受到太空中没有方向感的情况，第一舱体1和第二舱体5之间焊接有连接管6，且连接管6的开口处铰接有舱门4。

本发明中，轴承圈卡座13相对的一侧均嵌装圆锥辊子轴承16，且两个圆锥辊子轴承16呈对称分布，既可以承载径向上的压力，又可以防止内舱15在转动过程中产生轴向窜动，保证了内舱15的稳定运行。

其中，内舱15的圆周内壁通过螺栓固定有等距离分布的扶手杆3，且扶手杆3的外壁预留有等距离分布的凸棱，内舱15的圆周外壁靠近中部预留有内舱入口2，设置的扶手杆3可供体验者在内部移动时手持扶手杆3产生拉力前进，凸棱起到防滑效果，内舱入口设置在中部，便于使用者及时找到出口离开内舱15。

其中，安装板1005的下表面嵌装有预紧圈1001，且预紧圈1001为韧性好的硬橡胶材料制成，配合拉伸弹簧1002可以让固定板1003紧紧吸附在安装板1005的表面，从而让体验者可以沿预设的轨道进行前进。

其中，安装板1005的下表面固定有两个拉伸弹簧1002，且安装板1005通过两个拉伸弹簧1002固定有固定板1003，固定板1003的下表面嵌装有呈半球状的气垫1004，固定板1003的下表面与气垫1004之间设有等距离分布的小凸起。使得体验者的背部接触处更加柔软并且当体验者向前划水前进的时候背部肌肉的运动不会直接硌到硬质的固定板1003，而且当背部挤压小凸起的时候能够起到对肌肉的按摩作用。

其中，第一舱体1和第二舱体5的顶端中部均开有矩形孔7。

其中，舱门4远离铰接点处的上表面靠近边缘处开有矩形沉孔403，且矩形沉孔403内主动连接有传动杆401，传动杆401的顶端焊接有花盘405，传动杆401的外壁靠近底端套接有驱动齿轮402。

其中，矩形沉孔403内滑动连接有插杆404且插杆404的中部靠近驱动齿轮402的一侧预留有与之相适配的齿槽406，连接管6的内壁靠近开口处预留有与插杆404相适配的限位孔，转动花盘405即可将插杆404从限位孔中脱扣，紧接着就可以打开舱门4游入第二舱体5中，给体验者以真实的进出舱的感觉。

其中，连接管6的开口内壁靠近舱门4处开有环形凹槽601，且环形凹槽601的槽底卡接有密封圈602。

其中，内舱15的两端靠c型钢滑轨9处均焊接有板条17，且两个板条之间设有结绳8，可供体验者前进的时候攀爬锻炼。

使用时先将两个舱体内装入盐水，之后再调整好其密度；体验者穿上防水服与防水头盔从内舱15中部的内仓入口2进入内舱15中，之后再转动内舱15直到c型钢滑轨9转动至底部，之后体验者躺在安装板1005上方的气垫1004上，再用两个拉伸弹簧1002挂在固定板1003上将体验者固定在t形滑块10上即可；之后再手持结绳8前进内舱一边旋转模拟处太空舱中的无方向感；爬向舱门4附近时，先将背部的拉伸弹簧1002脱扣，之后再转动花盘405即可将插杆404从限位孔中脱扣，紧接着就可以打开舱门4游入第二舱体5中，给体验者以真实的进出舱的感觉。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。