УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ ВЕСТИБУЛЯРНОГО АППАРАТА
DEVICE FOR TRAINING VESTIBULAR APPARATUS

Изобретение относится к области авиации, космонавтики и может быть использовано при профессиональных тренировках для лиц, деятельность которых связана с воздействием разнонаправленных ускорений, действующих на вестибулярный аппарат, для повышения устойчивости организма человека с целью адаптации к перегрузкам и синдрому невесомости.
Известно «Устройство для тренировки вестибулярного аппарата», авторское свидетельство №125844, МПК А63В 23/02, опубл. 23.09.86, БИ №35, состоящее из рамы и стойки, на котором шарнирно установлено средство для размещения человека, представляющее собой кресло. Боковины кресла являются водилами планетарного механизма с неподвижными зубчатыми солнечными колесами, закрепленными на стойках, и с зубчатыми колесами-сателлитами, установленными на концах коленчатого вала. Коленчатый вал смонтирован в боковинах кресла с помощью подшипников, в середине которого выполнена рукоятка в виде трубки. Движение кресла обеспечивается за счет вращения рукоятки испытуемым.
Недостатком данного технического решения является конструктивное выполнение, при котором испытуемый сам крутит ручной привод устройства и создает неравномерное и неконтролируемое только однонаправленное вращательное движение кресла, что снижает технологические возможности тренажера вестибулярного аппарата, а отсутствие тормоза кресла приводит к последствиям, а именно к потери сознания испытуемого, вследствие невозможности экстренной остановки вращения кресла, которое также ведет к снижению безопасности, а вследствие этого - снижению качества установки, что в целом снижает эффективность тренажера.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является «Устройство для тренировки вестибулярного аппарата», авторское свидетельство №1535558, МПК A63G 31/02, опубл. 15.01.90, БИ №2, содержащее установленную на основании стойку, связанную с приводными кривошипами и расположенный под углом к ним дополнительный кривошип с пальцем и кинематически связанный с ним вал с экраном, при этом кабина расположена на пальце дополнительного кривошипа, а угловые и линейные параметры противолежащих звеньев и произведения их длин на синус угла скрещивания осей шарниров смежных звеньев равны между собой. Устройство имеет гидроцилиндр для связи основания со стойкой.
Недостатком данного технического решения является сложная и ненадежная конструкция тренажера. На установленный гидроцилиндр для связи основания со стойкой действует максимальный опрокидывающий момент, что способствует неустойчивой работе устройства, что снижает надежность и безопасность его. Кабина имеет консольное расположение на дополнительном кривошипе, из-за чего возникают нагрузки на ведущее звено и что приводит к заклиниванию привода устройства, что также снижает надежность и безопасность системы в целом.
Решаемой технической задачей изобретения является повышение эффективности устройства для тренировки вестибулярного аппарата путем расширения технологических возможностей конструкции за счет упрощения конструкции устройства.
Техническим результатом от использования заявляемого технического решения является повышение эффективности устройства с одновременным повышением надежности путем расширения технологических возможностей за счет упрощения конструкции.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для тренировки вестибулярного аппарата, содержащем стойку, привод вращения, ведущий кривошип, кабину, которые соединены между собой шарнирами, ведущий кривошип выполнен в виде двух спаренных кривошипов, установленных с возможностью вращения на одной общей оси, и введены ведомый кривошип, ведущий пространственный стержень, который соединен с одной стороны с приводом вращения, при этом привод вращения выполнен в виде планетарного однорядного редуктора, с другой стороны - с ведомым кривошипом, шарнирно соединенным с кабиной, расположенной между двумя ведущими спаренными кривошипами, жестко посаженными на вал привода и шарнирно соединенными со стойкой.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для тренировки вестибулярного аппарата введенный электродвигатель снабжен частотным преобразователем, управляемым компьютером, для регулирования многорежимности устройства.
Новым является:
1
3
1
3
2
4
2
4
1
3
2
4
Предлагаемое устройство для тренировки вестибулярного аппарата позволяет создать надежное устройство путем расширения технологических возможностей за счет упрощения конструкции, в которую введены ведущий и ведомый кривошипы, оси отверстий которых выполнены с возможностью скрещивания в пространстве под углом α=α, и кратчайшие расстояния между этими осями равно отрезкам 1=1, а оси отверстий кабины и ведущего пространственного стержня выполнены с возможностью скрещивания под прямым углом α=α=90° и с возможностью кратчайшего расстояния между этими осями отрезков 1=1, причем концы этих отрезков 1-1-1-1 совпадают и установлены на вал соединения О. При этом ведущий кривошип выполнен из двух спаренных кривошипов, вращающихся на одной общей оси.
Для пояснения технической сущности заявленного технического решения рассмотрим чертеж.
На фигуре представлена структурная схема устройства для тренировки вестибулярного аппарата, где:
1
2
3
4
1
2
3
4
1 - стойка; 2 - кабина; 3 - ведущий кривошип; 4 - вал центрального колеса; 5 - электродвигатель; 6 - однорядный редуктор; 7 - ведомый кривошип; 8 - пространственный стержень; 9 - вал водило; 10 - центральное колесо; 11 - сателлит; 12 - водило; 13 - венец; 1, 1, 1, 1 - кратчайшие расстояния между осями отверстий шарниров A, B, C, D; α, α, α, α - углы скрещивания звеньев (3, 7, 8) в пространстве.
Устройство для тренировки вестибулярного аппарата состоит из стойки 1, кабины 2, которая шарнирно соединена с одной стороны с ведущим кривошипом 3, выполненным в виде двух спаренных кривошипов, который установлен на вал центрального колеса 4, кинематически связанного с электродвигателем 5 и планетарным однорядным редуктором 6, другой стороной кабина через ведомый кривошип 7 шарнирно соединена с ведущим пространственным стержнем 8, установленным на валу водила 9. Планетарный однорядный редуктор 6 состоит из центрального колеса 10, установленного на вал центрального колеса 4, и входит в контакт как минимум с двумя сателлитами 11, шарнирно установленными на водило 12 и входящими во внутреннее зацепление с венцом 13, жестко установленным на корпус редуктора 6. Водило 12 жестко посажено на полый вал водила 9, внутри которого шарнирно установлен вал центрального колеса 4 с возможностью разностороннего вращения относительно друг друга.
Для регулирования многорежимности устройства электродвигатель 5 снабжен частотным преобразователем, управляемым компьютером.
Устройство для тренировки вестибулярного аппарата работает следующим образом.
Тренирующийся садится в кабину 2 и пристегивается с помощью ремней безопасности. Проверив надежность крепления, запускают электродвигатель 5. Вращательное движение от электродвигателя 5 передается планетарному однорядному редуктору 6, а именно с помощью центрального колеса 10, сателлитов 11, водила 12 и венца 13 вращательное движение предается через вал центрального колеса 4 и через вал водила 9 к ведущему кривошипу 3 и ведущему пространственному стержню 8. Ведущий кривошип 3 с помощью двух спаренных кривошипов, жестко посаженных на вал центрального колеса 4 привода и стойки 1, сообщает кабине сложное движение в пространстве по траектории эллипса, а ведущий пространственный стержень 8 через ведомый кривошип 7 сообщает сложное планетарное пространственное движение кабине с переменными скоростями и ускорениями, тогда как траектория движения кабины 2 принимает вид искаженного тора в пространстве, что позволит повысить эффективность и надежность путем расширения технологических возможностей устройства за счет упрощения конструкции. А снабжение электродвигателя частотным преобразователем, управляемым компьютером, позволит регулировать и управлять многорежимностью переменных скоростей и ускорений, что также повышает технологические возможности устройства и повышает эффективность установки в целом.
По своим технико-экономическим преимуществам, по сравнению с известными аналогами, заявляемое устройство для тренировки вестибулярного аппарата позволяет повысить эффективность и одновременно повысить надежность путем расширения технологических возможностей за счет упрощения конструкции благодаря конструктивному выполнению кабины шарнирно соединенной звеньями, выполняющей сложные планетарно-пространственные движения с переменными скоростями и ускорениями, принимающие вид искаженного тора в пространстве. А снабжение электродвигателя частотным преобразователем также позволит повысить технологические возможности установки, обеспечивая многорежимность устройства.