[发明专利]一种航天舱重力器

说明书

一种航天舱内产生人工重力的器具，包括支撑轴和用于载人的悬挂器，该支撑轴与航天舱壁直接或通过支持部分连接或活动连接，该悬挂器与支撑轴连接或活动连接，允许人员乘用悬挂器围绕支撑轴做圆周运动，该支撑轴或支持部分或悬挂器附近舱壁，连接有一种或多种以下乘员施力装置：曲轴或曲柄或轮盘或轮柄或把手或扶栏或扶手，乘员通过该施力装置施力的对象是该支撑轴或支持部分或舱壁，乘员借产生的反作用力使自身和悬挂器做圆周运动，可以得到人工重力和锻炼。

技术领域

本技术属于载人航天设备。

背景技术

自20世纪60年代以来，载人航天技术有了长足的发展。在已经完成的数百次空间航行活动中，宇航员基本上处于失重状态。长时间在失重状态下工作生活，对宇航员的身体特别是骨骼肌肉和心血管系统造成严重损害，返回地面后短时间几乎无法自主行走，完全恢复需要很长时间。在各种技术文献中，出现过多种关于旋转重力舱的概念和设计，但由于构造复杂、质量大、不易操作、发射成本过高而得不到实施。还有类似于“紧身衣”对宇航员身体各部位施加压力设备的设计，既不舒适也影响他们的操作或休息。因此，需要一种在航天器里可以帮助宇航员或乘客避免失重引发的健康损害的便于实施的技术。

发明内容

本发明的目的在于提供航天器内使用的一种装置，可以在失重的航天舱内帮助航天员或乘客得到人工重力的效果。

本发明为一种航天舱内产生人工重力的器具，包括支撑轴和用于载人的悬挂器，该支撑轴与航天舱壁直接或通过支持部分连接或活动连接，该悬挂器与支撑轴连接或活动连接，允许人员乘用悬挂器围绕支撑轴做圆周运动。所述活动连接指的可以是通过轴承连接或铰接。当支撑轴与航天舱壁直接或通过支持部分活动连接时，该悬挂器可以与支撑轴固定连接或活动连接。支撑轴与航天舱壁直接或通过支持部分非活动连接时，该悬挂器应该与支撑轴活动连接。

该支撑轴或支持部分或悬挂器附近舱壁，应该连接有一种或多种以下乘员施力装置：曲轴或曲柄或轮盘或轮柄或把手或扶栏或扶手，乘员通过该施力装置施力的对象是该支撑轴或支持部分或舱壁。乘用人员可以对它们(施力装置)施加推或拉或扭力，借产生的反作用力使自身和悬挂器做加速或减速或匀速圆周运动，不仅能享受人工重力，还能锻炼骨骼肌肉和改善心肺功能。

所述施力装置的轮盘或轮柄或曲柄可以是单向转动轮盘或轮柄，或者止退轮盘或轮柄。

一个所述的支撑轴可以有多个悬挂器，供多人使用，它们的回转方向可以相反，这样有利于减少悬挂器运转对航天舱原有姿态或朝向的影响。

需要时，所述的支撑轴或悬挂器可以连接着驱动电机或电机减速装置，以得到电力驱动的能力。

所述支撑轴上可以固定有旋转惯性体或动量矩轮，此时航天舱壁或支持部分与支撑轴之间可以采用活动连接。悬挂器启动时，乘员向支撑轴上的施力装置(如曲轴或曲柄)施力，会使支撑轴带动旋转惯性体或动量矩轮做与悬挂器反向的转动。必要时，使用电机施力支撑轴也可以达到同样效果，这样可以保持本器具总动量矩平衡，减少悬挂器运转对航天舱原有姿态或朝向的影响。

所述悬挂器可以为梯状。

本发明的悬挂器可以包括与支撑轴连接或活动连接的悬拉部分和与悬拉部分连接的承重部分，所述承重部分一般是承担人体离心力的部分，所述活动连接指的可以是通过轴承连接或铰接。所述的承重部分可以为板状或带状或索状或网状或梯状或袋状或箱型或椅状。悬拉部分可以由绳索或链条或硬质材料或弹性部件构成。

承重部分可以较宽或较长，甚至可以令承重部分为环绕支撑轴的环板状，该环板状承重部分的直径可以接近航天舱壁的内径，这样可以让更多的人站在环板内侧，更宽松地同时享受重力。悬挂器的周围或其与运动方向平行的两侧可以设置围帘或板或薄壳或薄膜，可以减少运动时的空气阻力或令乘员更舒适。