[发明专利]一种用于失重环境的柔索驱动航天员划船训练器的使用方法

摘要

本发明涉及一种训练器的使用方法，包括负载控制单元、船桨单元、座椅单元、虚拟显示单元，负载控制单元由柔索缠绕轮、电机支架、力矩电机和导向轮组成；船桨单元由船桨、船桨支架组成，船桨通过球铰机构船桨支架连接；座椅单元由座椅、导轨、拉伸弹簧和脚踏板组成；虚拟显示单元主要由显示屏组成。本发明利用负载控制单元模拟运动阻力，通过柔索将负载力传递给船桨，模拟船桨在水中划动时受到的运动阻力。划船训练器模块化设计，便于运输和安装；采用柔索作为传动元件，训练时舒适、安全；通过虚拟显示单元，提高训练的人机交互性和娱乐性。本发明结构简单、质量体积小，可用于航天员在太空中的体育训练。

主权项

1.一种用于失重环境的柔索驱动航天员划船训练器的使用方法，其特征是：包括以下步骤：/n使用时，航天员面向显示屏（13）坐在座椅（9）上并将自己固定，双脚踏在脚踏板（12）上，双手握住船桨（6），与此同时，显示屏（13）显示虚拟水面以及船桨；/n划船时分为四个阶段：出水阶段，双脚蹬紧脚踏板（12），双腿伸直，双臂下压船桨（6），船桨（6）末端抬高，此时拉伸弹簧（11）完全拉伸，船桨（6）末端仅受负载控制单元模拟的竖直向下的出水阻力；回桨阶段，缓缓屈膝，肩部放松，双臂逐渐收回，将船桨（6）收至胸前，拉伸弹簧（11）收紧，此时船桨（6）末端不受任何负载力；入水阶段，双臂用力上抬船桨（6），船桨（6）末端入水，此时船桨（6）末端仅受负载控制单元模拟的竖直向上的入水阻力；推桨阶段，双脚蹬紧脚踏板（12），双腿用力伸直，双臂用力向前推动船桨（6）至远离胸部的位置，此时拉伸弹簧（11）又被完全拉伸，船桨（6）末端受负载控制单元模拟的竖直向前的推动力；/n在划船过程中，显示屏（13）会实时显示船桨的运动以及船体前进时环境的变化；/n其中，所述训练器包括三个负载控制单元、船桨单元、座椅单元、虚拟显示单元部分，其中，负载控制单元由柔索缠绕轮（1）、电机支架（2）、力矩电机（3）和导向轮（4）组成，柔索（5）缠绕在柔索缠绕轮（1）上并经过导向轮（4）改变传递方向，柔索（5）的末端与船桨（6）末端相连，柔索（5）的伸缩量通过电机末端编码器测量；/n船桨单元由船桨（6）、船桨支架（7）组成，船桨（6）通过球铰机构（8）与船桨支架（7）连接，柔索（5）与船桨（6）末端通过套筒（14）连接，柔索 （5）穿过可自由转动的套筒（14）与船桨（6）上相连，通过螺母挡圈限制柔索（5）的径向滑动；/n座椅单元由座椅（9）、导轨（10）、拉伸弹簧（11）和脚踏板（12）组成，座椅（9）可在导轨（10）上滑动，通过拉伸弹簧（11）与脚踏板（12）连接，自由状态下，座椅（9）被拉紧在导轨前部，训练时，拉伸弹簧（11）提供运动阻力以及座椅（9）归位的恢复力，对航天员腿部和腰腹部肌肉进行有效训练；/n虚拟显示单元部分主要由显示屏（13）组成，控制系统根据三根柔索的伸缩量可以确定船桨的位置，显示屏（13）模拟虚拟水面，并实时显示船桨在水中位置，同时，显示屏还显示人体生理数据，供相关人员监测和分析。/n