一种磁悬浮式前庭训练装置的制作方法

1.本发明属于体育运动器械技术领域，尤其是一种磁悬浮式前庭训练装置。


背景技术：

2.前庭系统是感觉系统之一，掌管人体平衡感，主要功能是侦测地心引力，当个体进行加速或减速活动时，前庭系统会调整头部倾斜的位置，以维持身体的平衡，在撞到东西或跌倒时能够及时反应，保护身体。此外，前庭系统还有改善其他神经系统的功能。在航空、航天、航海等领域，由于工作环境的特殊性，为了避免出现眩晕等现象，工作人员需要使用该装置进行前庭功能和抗眩晕训练，提高身体素质，以达到适应工作环境要求的目的。
3.目前，比较常用的前庭训练装置是二维滚轮，经典的二维滚轮是通过在二维平面内达到一定转速，被动提升人体前庭稳定性以及抗眩晕能力。
4.一种封闭式三维前庭训练装置(cn210612479u)，包括支架、外侧环、中间环和内侧环，在初始状态下，三个旋转环处于同圆心、同平面状态。支架与外侧环、外侧环与中间环、中间环与内侧环分别通过转动副相连接，内侧环在中间环内的旋转轴线与中间环在外侧环内的旋转轴线成90度角。中间环在外侧环内的旋转轴线与外侧环在支架内的旋转轴线成45度角。外侧环、中间环和内侧环直径依次缩小，在内侧环上安置安全装置。本装置通过多维度旋转，能够模拟高速、复杂转向、加减g等飞行运输实际环境，使训练更贴近工作实际要求，更贴合复杂环境所需求的前庭耐受和适应能力。
5.一种可调节的运动人体前庭训练器(cn110575347a)，包括支撑底座，辅助板，第一轴承，安装壳，可调速电动机，减速器，第二轴承，外侧环，插接轴，第一转动副，中间环，第二转动副，内侧环，横向杆，plc，开关，固定座椅结构，支撑座，测试长板结构和支撑移动架结构，所述的辅助板焊接在支撑底座上表面的左侧；所述的第一轴承镶嵌在辅助板内部的上侧；所述的安装壳焊接在支撑底座上表面的右侧。本发明的有益效果为：通过固定座椅结构的设置，使用过程中，能够方便快速的使固定带套在测试人员的身体上，且随之配合插扣固定住，进而方便快速的进行固定或者拆下，且随之进行使用。
6.一种单动力驱动空间运动人体前庭训练器(cn106530883a)，包括底座、固定设置于底座上的圆环支架、枢转铰接于底座上的第一摇杆以及枢转铰接于圆环支架上的第二摇杆和连接于第一摇杆与第二摇杆间的座椅，座椅上设置有驱动座椅转动的驱动装置，圆环支架上设置有两条圆弧形第一滑槽，第一滑槽上设置有沿第一滑槽滑动后固定在圆环支架上的第一滑轨，第一摇杆可枢转的连接在第一滑轨上，第二摇杆上设置有圆弧形第二滑槽，第二滑槽上设置有沿第二滑槽滑动后固定在第二摇杆上的第二滑轨，座椅一端与第二滑轨转动的连接，另一端与第一摇杆可转动连接。本发明的方案通过控制驱动装置，来实现模拟不同轨迹的空间运动，同时对运动轨迹和强度进行调节。
7.检索并对比以上现有技术及已公开专利文献，现有的训练装置由于旋转方式及动力控制分别存在不同的限制，在训练中模拟工作环境程度存在不足，因此抗眩晕能力的训练仍存在不足。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种结构简单、设计合理、应用性强的磁悬浮式前庭训练装置。
9.本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
10.一种磁悬浮式前庭训练装置，其特征在于：包括支撑底座、训练舱、座椅、电磁围栏以及电磁传感器，支撑底座上端固装有电子围栏，在支撑底座上方的电子围栏内侧安装有训练舱，训练舱内安装有座椅；电子围栏及训练舱表面均间隔安装有多个电磁传感器。
11.而且，训练舱内安装有曲面屏。
12.而且，支撑底座上端中部制有圆弧形凹槽，凹槽的弧度与训练舱外表面的弧度一致，用于限位支撑训练舱；支撑底座下端为稳定的平面结构，支撑底座下端直径大于上端直径，上端面最小直径大于训练舱的直径。
13.而且，支撑底座上端固装电子围栏，电磁围栏由相互连接的多条圆弧形的钢管构成的球形围网，每条钢管上间隔安装有两个电磁传感器。
14.而且，钢管设置为4
‑
8条。
15.而且，训练舱包括球体及舱门，在球体一侧安装铰链式舱门，舱门关闭状态时训练舱为封闭式圆球体结构；在训练舱的球体与舱门表面均间隔安装多个电磁传感器，用于控制球体在悬浮状态下的运动模式，训练舱的电磁传感器与电子围栏上电磁传感器作用产生吸力或斥力，从而使训练舱悬浮在电子围栏内，并且驱动训练舱进行转动、变向、加减速运动。。
16.而且，舱门为透明式舱门。
17.而且，座椅装有五点式安全带。
18.而且，在训练舱内壁安装环形轨道，座椅及曲面屏均安装在环形轨道上，座椅及曲面屏受控在训练舱内沿环形轨道进行旋转。
19.而且，训练舱内部配置相应接口与vr、ar、心电、脑电、肌电测试仪器相连接。
20.本发明的优点和积极效果是：
21.1、本装置采用磁悬浮式球体训练舱结构，能够更加有效的模拟高速、复杂转向、加减g等飞行运输环境，使训练中人员的重心位置、移动角度、转动方向、速度均可控制、可调节，使训练贴近工作环境实际要求，更贴合复杂环境所需要的前庭耐受和适应能力，提供高强度高水准的训练干预措施。
22.2、本装置的球体内部安装座椅以及曲面屏，并配置相应接口与vr、ar、心电、脑电、肌电等测试仪器相连接，球体表面呈封闭式，安装铰链式自动舱门供训练人员进出，球体表面装配一定数量的电磁传感器，用于控制球体在悬浮状态下的运动模式。
23.3、本装置安全可靠，采用包裹型安全座椅，座椅配备五点式安全带，保证训练中人员的安全性，有效避免不必要的损伤，保证训练安全性。
24.4、本装置可广泛应用于航空、航天、民航飞行专业、空乘、空保与飞行运输直接相关的空勤类专业，也可应用至军航飞行员训练、航海航运等专业训练，可用于上述专业的体育教学、身体锻炼、体能训练实践以及体能测试与实验等工作中。
附图说明
25.图1为本装置静止状态的主视图(未画舱门)；
26.图2为图1的立体图(未画舱门)；
27.图3为本装置悬浮状态的主视图(未画舱门)；
28.图4为本装置悬浮状态的立体图(未画舱门)。
具体实施方式
29.下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
30.一种磁悬浮式前庭训练装置，包括支撑底座5、训练舱1、座椅2、曲面屏6、电磁围栏3以及电磁传感器4，支撑底座上端固装有电子围栏，在支撑底座上方的电子围栏内侧安装有训练舱，训练舱内安装有座椅以及曲面屏；电子围栏及训练舱表面均间隔安装有多个电磁传感器。
31.支撑底座是构成磁悬浮式前庭训练装置的重要构件，是运动主体(球体)在静止状态下的支撑与固定装置。支撑底座上端中部制有圆弧形凹槽，凹槽的弧度与训练舱外表面的弧度一致，用于限位支撑训练舱；支撑底座下端为稳定的平面结构保证稳定性，支撑底座下端直径大于上端直径，上端面最小直径大于训练舱的直径。
32.支撑底座上端固装电子围栏，电磁围栏由相互连接的多条圆弧形的钢管构成的球形围网，本实施例所示的球形围网是由四条圆弧形的钢管构成，根据体积及质量需要，钢管可以设置为4
‑
8条。在钢管上根据高度布置电磁传感器4，本实施例所示的每条钢管上间隔安装有两个电磁传感器，以保证球体在悬浮状态下的多维旋转运动。
33.训练舱包括球体及舱门，在球体一侧安装铰链式舱门(图中未显示)供人员进出，舱门关闭状态时训练舱为封闭式圆球体结构，舱门与球体密度相同，也可安装配重，保证球体质量均匀，便于控制。根据训练需要可选装透明式舱门。在训练舱的球体与舱门表面均间隔安装多个电磁传感器，用于控制球体在悬浮状态下的运动模式，训练舱的电磁传感器与电子围栏上电磁传感器作用产生吸力或斥力，从而使训练舱悬浮在电子围栏内，并且驱动训练舱进行转动、变向、加减速等运动。
34.训练舱内安装座椅，采用包裹型座椅并装有五点式安全带；座椅正对位的训练舱内安装曲面屏，曲面屏可根据预设的球体运动模式和预设的视频音频内容，配合球体运动，适时进行视觉情景模拟，以训练人员的前庭功能。座椅及曲面屏可以固装在训练舱内壁，也可以在训练舱内壁安装环形轨道(图中未示出)，座椅及曲面屏均安装在环形轨道上，座椅及曲面屏受控在训练舱内沿环形轨道进行旋转。
35.训练舱内部配置相应接口与vr、ar、心电、脑电、肌电等测试仪器相连接，能够将训练信息进行实时传输并存储。信息可用于判断训练人员的身体状态以及训练成果，并可用于分析研究。
36.静止状态
37.训练舱球体置于支撑底座的上端圆弧形凹槽内，由于训练舱和支撑底座上端的弧度一致，且在底座与训练舱各自的传感器作用下，训练舱与底座磁性相吸，球体呈相对静止状态。
38.悬浮状态
39.在支撑底座和电子围栏通电后，与训练舱本身的传感器产生磁性排斥的效果，训练舱呈悬浮状态，通过调节球体、支撑底座、球体支架传感器的电磁信号强弱，促使球体在可控的高度和垂直运动范围内进行任意角度的旋转、加减速等运动。
40.控制电路采用现有技术连接，本文不再做详细描述。
41.尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。