[发明专利]一种特种个体防护服自适应液温调节装置

说明书

本发明公开了一种特种个体防护服自适应液温调节装置，数据采集模块和执行模块分别与控制模块连接；传感器采集生理参数和液温温度，将生理参数和液温温度依次通过低通滤波器进行滤波、前置放大器进行信号放大；将放大后的生理参数和液温温度传输给控制模块；控制模块通过内置的热舒适性预测模型进行热舒适分值计算，控制执行模块调节液冷服液温调节阀的开度。本发明公开提供了一种能基于人员的代谢水平、生理参数以及环境参数等进行自适应液温调节的自动温控装置，以保证人员的热舒适状态。同时对人体不同代谢水平、不同温度的热舒适性进行评估分析。同时，该方法还具有较好的扩展性，针对其他人体主观系统的动态评估也具有重要的参考作用。

技术领域

本发明涉及航天、航空等技术领域，更具体的说是涉及一种特种个体防护服自适应液温调节装置。

背景技术

我国载人航天技术在近十年飞速发展，空间出舱、交会对接和航天员中期驻留等都标志着我国在迈向载人航天强国，也意味着我国航天员长期在轨飞行和多次出舱作业的时代即将来临。舱外活动是人类太空飞行中最具挑战性的活动之一。

由于太空环境复杂(环境温差高、紫外线辐射、高速粒子、真空、未知化学成分的气体等)，导致航天员产生一系列热生理问题(人体产热量差异大、热调节能力下降、耐高低温能力下降、血液重新分配等)，加上舱外活动操作困难，航天员经常会面临热不舒适问题。航天服的热舒适调节主要是通过液冷和通风两种方式实现，其中，航天员大部分代谢产热都是通过液冷服带走的。

而目前液冷服的调节方式主要是手动调节转动控制阀门来实现，由于操作繁琐，从而出现了很多弊端：例如分散航天员注意力、影响其工作效率，尤其是因为调节滞后而导致航天员经常出现过冷或过热的情况，使航天员感到极不舒适甚至于终止正在执行的舱外任务。

因此，针对航天服的液温调节，非常有必要建立一种能基于航天员的代谢水平、生理参数以及环境参数等进行自适应液温调节的自动温控系统，以保证航天员的热舒适状态。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种特种个体防护服自适应液温调节装置，可以自动调节特种个体防护服液温，能够通过不断调整液冷服液温使人员保持在较舒适的生理状态，可以减少人员的工作负荷，保证他们的工作效率。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种特种个体防护服自适应液温调节装置，包括液冷服液温调节阀，还包括：数据采集模块、控制模块和执行模块；所述数据采集模块和所述执行模块分别与所述控制模块连接；

其中，所述数据采集模块包括：传感器、低通滤波器和前置放大器；所述传感器采集生理参数和液温温度，将所述生理参数和所述液温温度依次通过低通滤波器进行滤波、前置放大器进行信号放大；

将放大后的生理参数和液温温度传输给所述控制模块；所述控制模块通过内置的热舒适性预测模型进行热舒适分值计算，控制执行模块调节所述液冷服液温调节阀的开度。

优选的，在上述的一种特种个体防护服自适应液温调节装置中，所述控制模块包括：CPU电路、电源电路、传感器电路和串口电路；所述电源电路、所述串口电路分别与所述CPU电路电性连接；所述电源电路的输出端与所述执行模块电性连接；所述传感器电路与所述传感器连接；所述串口电路与上位机进行信息交互。

优选的，在上述的一种特种个体防护服自适应液温调节装置中，所述执行模块包括步进电机、电机驱动器和编码器；所述编码器与所述步进电机机械相连，且所述步进电机和所述编码器同步转动；所述CPU电路每输出一个脉冲给所述电机驱动器，所述电机驱动器驱动所述步进电机转动一个步距角；所述编码器跟随同步反馈一个或多个信号给所述CPU电路，以此反馈信号作为触发信号，输出下一个脉冲控制步进电机转过下一个步距角。