имитатор гравитации космонавта

Формула изобретения

ИМИТАТОР ГРАВИТАЦИИ КОСМОНАВТА, содержащий механизм фиксации, устанавливаемый на космонавте, и опорную поверхность для ног, неподвижно закрепленную на борту космического аппарата, отличающийся тем, что, с целью улучшения кинематики космонавта при горизонтальном перемещении за счет его поджатия к опорной поверхности аппарата, он снабжен антифрикционной поверхностью, неподвижно закрепленной на борту аппарата параллельно опорной поверхности, а механизм фиксации космонавта, расположенный между опорной и антифрикционной поверхностями, выполнен в виде дозатора давления, снабженного с одной стороны подвижной антифрикционной пластиной, взаимодействующей с антифрикционной поверхностью борта при ее перемещении, а с другой стороны - узлом крепления с пятью степенями свободы, располагаемым в области центра масс космонавта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к космической технике, а именно к устройствам для горизонтального перемещения космонавта в космическом аппарате или между космическими объектами, расположенными в непосредственной близости друг к другу.

Наиболее близким к предлагаемому является имитатор гравитации космонавта, содержащий механизм фиксации, устанавливаемый на космонавте, и опорную поверхность для ног, неподвижно закрепленную на борту космического аппарата.

Недостатком указанного устройства является несовершенство контакта механизма фиксации космонавта с опорной поверхностью, расчленяющего совокупное движение на отдельные операции, что приводит к ухудшению кинематики космонавта, излишним затратам сил на расконтактирование механизма фиксации с опорной поверхностью и потере времени на выполнение этих разобщенных операций.

Целью изобретения является улучшение кинематики космонавта при горизонтальном перемещении за счет его поджатия к опорной поверхности аппарата.

Это достигается тем, что известный имитатор гравитации космонавта, содержащий механизм фиксации, устанавливаемый на космонавте, и опорную поверхность для ног, неподвижно закрепленную на борту космического аппарата, также снабжен антифрикционной поверхностью, неподвижно закрепленной на борту аппарата параллельно опорной поверхности, а механизм фиксации космонавта, расположенный между опорной и антифрикционной поверхностями, выполнен в виде дозатора давления, снабженного с одной стороны подвижной антифрикционной пластиной, взаимодействующей с антифрикционной поверхностью борта при ее перемещении, а с другой стороны - узлом крепления с пятью степенями свободы, располагаемым в области центра масс-космонавта.

На фиг. 1 изображен имитатор гравитации с космонавтом, вид сбоку; на фиг. 2 - дозатор давления, вид сбоку; на фиг. 3 - гидродинамический аккумулятор.

Имитатор содержит дозатор давления, включающий стакан 1, в котором помещен шток 2 с пружиной 3 и манжетом 4, проходящий через гайку 5, при этом к цилиндру 1 прикреплен гидродинамический аккумулятор 6 с внутренней подвижной перегородкой 7, разделяющей полость на камеру 8 для жидкости и камеру 9 для воздуха, причем аккумулятор 6 имеет манометр 10 и вентиль 11 для заправки сжатым воздухом. С другой стороны стакана 1 подвижно прикреплен пояс 12 с надплечниками 13, имеющий пазы 14, в которые помещены опоры 15, неподвижно закрепленные на вилке 16, имеющей вал 17, запрессованный в подшипнике 18, а подшипник 18 - в гнезде 19, тело 20 которого неподвижно закреплено на стакане 1. На конце штока 2 неподвижно закреплена антифрикционная пластина 21, подвижно упирающаяся в антифрикционную поверхность 22, неподвижно прикрепленную к борту 23, а параллельно поверхности 22 расположена опорная поверхность 24, неподвижно прикрепленная к борту 23, на которую опираются ноги космонавта.

Имитатор работает следующим образом.

Космонавт надевает пояс 12, ориентирует ноги к поверхности 24 и пластину 21 к поверхности 22. Через вентиль 11 подается сжатый воздух в камеру 9. При этом давление жидкости, преодолевая сопротивление пружины 3, вытесняет манжет 4, шток 2, и пластина 21 упирается в поверхность 22, а ноги космонавта - в поверхность 24. Давление воздуха в камере 9 по манометру 10 доводят до определенной величины, адекватной массе космонавта. Установившееся давление передается через вал 17, вилку 16, опору 15 и через пояс 12 на область центра массы космонавта, что позволяет осуществить взаимодействие его ног с опорной поверхностью 24.

В шагательных движениях и в рабочих операциях туловище космонавта поворачивается

а) относительно вертикальной оси при поворотах благодаря перемещениям пазов 14 пояса 12 относительно опор 15 вилки 16;

б) относительно продольной оси при наклонах влево и вправо благодаря поворотам вала 17 в подшипнике 18;

в) относительно поперечной оси при наклонах и прогибах благодаря поворотам опор 15 в пазах 14;

и перемещается

г) по вертикали при подъеме и опускании туловища благодаря сжатию и расслаблению пружины 3 и переходу жидкости из основания стакана 1 в камеру 8 и из камеры 8 в основание стакана 1, в результате чего перегородка 7 перемещается то в сторону камеры 8, то в сторону камеры 9;

д) по горизонтали, при горизонтальных перемещениях благодаря взаимодействию антифрикционной пластины 21 с антифрикционной поверхностью 22.

Для складирования дозатора давления воздух из камеры 9 выпускают через штуцер 10 и манжет 4 со штоком 2 под действием пружины 3 возвращаются в исходное положение. При этом манжет 4 вытесняет жидкость из стакана 1 в камеру 8, перегородка 7 перемещается в направлении камеры 9, пластина 21 отходит от поверхности 22, а космонавт, освободившись от поджатия к опорной поверхности 24, переходит в состояние безопорного положения. (56) Беляков И. Т. , Борисов Ю. Д. Основы космической технологии. М. : Машиностроение, 1980, с. 171-173, рис. 3.43.