[发明专利]一种基于弹簧机构的重力增加技术

权利要求书

1.一种基于弹簧机构的重力增加技术，其特征在于，包括双平行四边形机构、上肢连接架和零伸长弹簧等。其原理基于弹簧机构沿竖直方向弹力分量守恒，即任意时刻机构运动到任意位置时，弹簧弹力沿其悬挂点与机构旋转点连线方向的分力大小恒定。

2.权利要求1所述的一种基于弹簧机构的重力增加技术，其特征在于，双平行四边形机构设计为三自由度可旋转的框架，其在人体运动范围的调节中起主要作用，框架顶端用来悬挂两个零伸长弹簧；上肢连接架为三角形，由连杆和背板构成，其通过两个转动副与平行四边形框架连接，提供两个自由度的旋转；零伸长弹簧机构由三根弹簧、滑轮和钢丝绳组成。整个弹簧机构具有5个自由度，即θ₁～θ₅，能够为宇航员提供5个自由度的活动能力，即3个平动和2个转动。

3.权利要求1所述的一种基于弹簧机构的重力增加技术，通过可增重的弹簧机构，在保证人体正常运动的情况下，增加运动过程中人体与地面的接触力。由于不同人体的质量不同，所需增加的重力大小也不相同，因此本发明根据不同人体的质量、质心位置等参数进行计算，得到不同的弹簧悬挂长度，通过调节弹簧悬挂点的位置，增大或减小弹簧的伸长量，实现重力增加大小的调整，以适应不同人体的要求。

4.权利要求1所述的一种基于弹簧机构的重力增加技术使宇航员或康复人员通过全身式安全带与该弹簧机构固连。弹簧机构的所有关节都设计为被动关节，当人体活动时弹簧机构能够跟随人体的运动。利用该重力增加技术，宇航员可以在空间站跑步机上进行跑步、行走等对抗失重锻炼时，将获得如同在地面跑步机上进行锻炼的效果。对于伤病人员的复健，通过该技术可以增加肌肉的复合，锻炼肌纤维，促进运动能力的锻炼与恢复。