Стенд для исследований и тренировок вестибулярного аппарата человека

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ ССР) ОБРЕТЕНИЯ ВУ ОПИСАНИ У СВИДЕТЕЛЬСт К АВТОР ного раздражения вестибулярного аппарата человека с частичной имитацией условий реальной невесомости, Цель - . приближение матизи- условий исследований и тренировок к реСонар" альным условиям свободной пространственной ориентации человека. Стенд для икберг, исследований и тренировок вестибулярногоаппарата человека содержит шахту, вентилятор, решетку, сферическую кабину оператора, упругие упоры, рассекатель И ТРЕ- аэродинамического потока. Кабина снабже- ПАРАТАна аэродинамическими лопастями и люком.Рассекатель может быть выполнен в виде решетки или чечевицеобразного тела, 2 з,п.ф-лы, 2 ил. ится к авиационнои ендам для адекват(21) 4785663/23(71) Научно-инженерный центр авторованных биотехнических системИнститута кибернетики АН УССР(56) Авторское свидетельство СССРЬЬ 378500, кл. 6 09 В 9/00, 1971.(54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙНИРОВОК ВЕСТИБУЛЯРНОГО АПЧЕЛОВЕКА.(57) Изобретение относмедицине, а именно к ст Изобретение относится к авиакосмической медицине, а именно к стендам для адекватного раздражения вестибулярного аппарата человека с частичной имитацией условий реальной невесомости,Изобретение может быть использовано для проведения исследований и тренировок вестибулярного аппарата человека. С наибольшим успехом заявляемая установка может быть использована для отбора и подготовки космонавтов в предполетный период.Для изучения особенностей двигательной деятельности человека в космосе, для выработки у него устойчивых стереотипов двигательной деятельности в этих условиях созданы и создаются специальные устройства, имитирующие условия невесомости.Наиболее близким к объекту изобретения по технической сущности и достигаемому эффекту я вля ется стенд для)з 6 09 В 9/00, А 61 В 5/1 исследования функции вестибулярного анализатора в условиях действия адекватных раздражителей. Стенд содержит шарообразную кабину, опорно-приводной механизм и блок управления. С целью фиксирования кабины в пространстве опорно-приводной механизм выполнен в виде нескольких фрикционных роликов, Шаровая кабина для осуществления вращения в разных направлениях снабжена несколькими роликами, причем часть их является ведущими, а остальные спорными.Этот стенд позволяет вызвать симптомокомплекс болезни движения под действием угловых ускорений.Недостатком стенда является то, что он имитирует условия, далекие от реальных условий свободной пространственной ориентации человека в невесомости, что существенно ограничивает его функциональные возможности.1785027 3Целью изобретения является прибли- На внешней поверхности сферической жение условий исследований и тренировок кабины 4 смонтированы управляемые аэрок реальнымусловиям свободной пространст- динамические лопасти 7, Аэродинамичевеннойориентации человека;ские лопасти 7 кинематически связаны сПоставленная цель достигнута тем, что 5 приводом, смойтированным в кабине 4, ков стенде для исследований итренировок торая снабжена также системой петель и вестибулярного аппарата человека, содер- . привязей (не показаны) для оператора, жащем расположенную на опорно-привод- Кабина 4 имеетлюк 8 и.по крайней мере нам устройстве кабину, согласно один иллюминатор не показай),.изобретению кабина снабжена установлен Работает. стенд следующим образом, йыми на еевнешней поверхности управля- При выключенном приводном вентиляемыми аэродинамическими лопастями, а торе 2 сферическаякабина 4 лежитнаупру- опорно-приводноеустройство выполнено в. гих упорах 5. Бйообьект (испытуемый виде вертйкальноустановленной на основа-.оператор) входит в кабину 4 через люк 8 и нии шахты с упругими упорами для предав фиксирует свое тело с помощью прйвязной рительного размещения кабины и системы ипетель так, чтобы центр тяжести . установленйыми под ними последователь- - еготела совпадал,с центром тяжести каби-.нодругза другом рассекателями вентилято- ны. Затем закрывают люки включают приром с приводом еговращения, :,: . - : водной вентилятор 2. ПриводнойТакая конструкция за счет размещения 20 вентилятор 2 создает в шахте 1 мощныйкабины в аэродинамическом потоке поэво- . завихренный аэродинамический поток, Реляет приблизйть условия исследований ишетка 3 аэродинамйческих плоскостей латренировоккреальным,напримеркуслови-. минаризует этот поток и направляет на.ям невесомости. Наличие аэродинамиче-: кабину 4. Под действием ламинаризованноских лопастей обеспечивает воэможность 25 го аэродинамического потокасферическая управляемого вращения кабины вокруг лю- кабина 4 с оператором поднимается над упбой из трех осей координат. Таким образом, ругими упорами 5 и оказывается ва взве установкаможетбытьиспользованавкаче- шенном состоянии. При убранныхстве вестибулометрического стенда с че-аэродинамйческих лопастях 7 сферическая тырьмя степенямй свободы: раздельное или 30 кабина 4 занимает безразличное состояйие .сйнхронйое вращение вокруг трех оСей и в аэродинамическом потоке, В этомсостоявертикальноелинейноеперемещейие каби-нии можно йройодить различные тесты по ны; - , . :. - . контролю деятельйости оператора в "безРассекатель проще всего выйолнить в опорном" состоянии, Так любое телодвижевиде решетки.,: . . .:35 ние оператора йриводит к повороту кабиныДля предотвращенияударов кабины о 4 соператоромвпротивоположнуюсторонустенки шахты целесообразно формировать под действием реактивного момента, пере- " кольцевой поток, скорость которого на пе- даваемого на кабину через привязную сисриферии ваше, чем в центре, С этой целью тему, В этом случае работу оператора в рассекатель необходимо выполнить.в виде 40 сферической кабине нужно рассматривать чечевицеобразного тела; . " " как.айалогйю тестов на неустойчивой опореНа фиг. 1 показан стенд в вертикальном с большим числомстепеней свободы.разрезе; на фиг. 2 - вертикальная шахта с . Во избехсайие ударов Сферической ка чечевицеобразным рассекателем; - : бины 4 о стенки.шахты 1 чечевицеобразныйСтенд содержит шахту 1, в которой ус рассекатель 6 формирует кольцевой в попетановлен приводной вентилятор 2. С целью речйом Сечении восходящий аэродинамичесоздания ламинарного воздушного потока ский .поток, стабилизирующий положение смонтирована решетка 3 аэродинамических центров масс сферическойкабины 4 на верплоскостей. В шахте 1 помещена сфериче- тикальной оси шахты 1.ская кабина 4 оператора, котораяпрй вы Для контроля деятельности оператора ключенном вентиляторе 2 опирается на при проявлениисимптомов болезнидвижеупругиеупоры 5, . - ния сферическую кабину 4 приводят во враСогласно предйочтительной модифика- щательное движение и/или осциллирующееции установки она снабжена чечевицеоб- вертикальное перемещение. Для этого выразным рассекателем 6 аэродинамического 55 двигают аэродинамические лопасти 7 сфепотока (фиг. 2). Рассекатель 6 аэродинами- рической кабичы 4. Лопасти ческого потока имеет форму хорошо обтека- взаимодействуя с аэродинамическим потоемого тела вращения и смонтирован ком,эакручиваюткабину 4 относительноодкоаксиально в шахте 1 под сферической ка- ной или нескольких осей, При этом биной 4 оператора. реализуется одий или несколько вестибуло17850275 6метрических тестов и происходит адекват- Размещение сферической кабины вное раздражение вестибулярного анализа- аэродинамическом потоке вертйкальнойтора, вызывающее симптомокомплекс шахты обусловило возможность приближеболезни движения. При появлении устойчи- ния условий исследований. и тренировок квых симптомов болезни движения управля реальным условиям свободной пространстемые аэродинамические лопасти 7 убирают венной ориейтации человека в невесомо-"либо флюгируют в аэродинамическом пото- сти, что повышает качество исследований ике. Сферическая кабина 4 опять занимает " тренировок,безразличное положение в аэродинамиче- Использоваййе стенда успешнодопол-ском потоке, что дает возможность повто няет- методики предполетной подготовкирить тренировку и контроль деятельности космонавтов виммерсионйойсреде и Кратоператора в "безопорном" состоянии (опи-ковременной невесомости "при .полете посано выше):. " :.":.:-. параболе:Кеплера,Возможность управления степенью вц-" :.:, Стенд позволит,более качественно осу-движения и угла поворота каждой из лопа ществлять первичный Отборспецкойтинстей 7 в отдельности позволяетгейта и будет СпособСтвовать привитиюпроизводить ориентирование кабины 4, а навыков операторскойдеятельности в "без-",такжевращение этой кабины вокруг любой : опорном" состоянии. при тренировках реизееосей;" . .: : - - зерна космонавгов. Следствием такогоПри стабилизировайномстатическом 20 йримененияустановки может явиться :положении завйсающей в аэродинамиче-уменьшение ошибок в:ойератОРской" деяском потоке кабины 4 одновременное вы-"-"тельности вранний период адаптации к од-двйжение лопастей 7, плоскости которых . ному из проявлений. невессмостиперпендикулярны направленйю аэродина-"безопорному" состоянию нафоне проявле-мического потока; вызовет увеличение яо ния симптомов болезнидвижения,бового сопротивления (парусности) кабины4; что приведет квозникйовению силы, на- . Ф о р м у л а и 3 о б р. е т ен ия ,правленной в сторону движения потока и1. Стенд для исследованйй и тренирО вызывающей ускорение движенйя кабины " вок вестибулярного аппарата человека,4, Хаким образом, кабина 4 начнет переме содержащий раСпбложеннуЮ на опорнощаться вверх со скоростью, зависящей:от и рййоднам уетройСтвЕ кабину, о т л истепени выдвижения лопастей 7. Убйрая ло- ч а ю щ и й с я тем, что, с целью приближепасти 7, оператор вызывает замедление"ния условий исследований и тренировоккдвижейия кабины 4, ее остановку или паде- реальным условиям свободной пространстние;.:;: : . " .;: 35 венной ориентации человека, кабина снабПриповоротелопастей 7 иустановкеихжена установленййми на ее внешнейпод углом к аэродинамическому потоху. наповерхности управляемыми аэродинамичекаждую лопасть 7 начинает действовать си-,скими лопастями, а опорно-приводное устла,являющаясясоставляющейаэродинами-. ройство выполнено в виде вертйкальйоческой силы, действующая под углом к 40 установленной на основании шахты супрунаправлению движения аэродинамическо- гйми упорами для предварительного размего потока и придающая вращательное дви- щения кабийы и установленными под нимижение кабине 4 вокруг оси; последовательно. друг эа другом рассекатеперпендикулярной плоскости расположе- . лем и вентйлятором с приводом его вращения лопастей 7 по периметру кабины 4.45 ния.Следует отметить, что в процессе пере-: .:2. Стенд по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с ямещения кабины вдоль оси шахты 1 возни- тем, что рассекатель вьеолней в виде рекают явления перегрузки и частичной шетки.невесомости, что позволяет эффективно . 3. Стенд по и. 1, отл ича ю щи йс япроводить подготовку оператора к действи тем, что рассекатель выполнен в виде чечеям в таких условиях. вицеобразного тела.1785027 Составитель Е, Сок Папп едактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Коррек зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 каз 4368 Тираж ПбдписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5