CN105581702B - 太空淋浴器 - Google Patents

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Abstract

太空淋浴器由旋转部分和固定部分组成。固定部分包括机座、电动机B及其转轴。机座为中空桶形体，上细下粗；机座内部安装电动机B，其转轴从机座的上方伸出，转轴的中心线与机座的对称轴重合。旋转部分包括机架、电动机A、内螺杆、外螺杆、活塞、水桶、出水管、喷头转向机构、喷头、淋浴桶和集水桶。电动机A安装在机架的一端，电动机A的轴与内螺杆连接，内螺杆与外螺杆的一端啮合，外螺杆的另一端与活塞连接，活塞插入水桶内，且可以在水桶内往复运动；水桶底部开口处与出水管连接，出水管与喷头转向机构连接，喷头转向机构上装有可以转向的喷头；喷头通过转向可以对准淋浴桶；淋浴桶为空心圆台形，圆台较大的底面靠近喷头，另一个底面与集水桶的顶部活动连接；集水桶的顶部为外凹圆锥，中间的开口为集水桶进水口。

Description

太空淋浴器
技术领域
本发明涉及一种太空淋浴器。
背景技术
执行太空飞行任务的航天员需要在太空生活较长的时间，例如迄今为止在太空生活时间最长的俄罗斯航天员谢尔盖·瓦西里耶维奇·阿夫杰耶夫，第一次在太空停留189天，第二次在太空停留178天，第三次在太空停留378天。在太空生活如此长时间如果不洗澡，航天员的身上难免会产生异味，而舱内空间狭小，密不透风，异味的经久不衰更让人难以忍受，因此洗澡是航天员太空生活的一个不可或缺的部分。
太空中洗澡是一件很麻烦的事情。失重状态下的水是一粒粒的小水珠，很容易呛伤人甚至呛死人，因此，航天员通常的洗澡方法是先后用浸有清洁液和没有清洁液的湿毛巾擦身，称为海绵擦身浴。后来科学家发明了太空浴室，比如俄罗斯和平号空间站的浴室像是一间桑拿室，航天员进去后经过一段时间的升温，使身体出汗，然后用湿毛巾擦洗。由于不方便也不舒服，“桑拿室”后来被改造成一个像睡袋一样的装置，航天员洗澡时袋内有清水和浴液射出，搓洗完备后可以打开袋上的抽风机，把脏水抽走。这种太空浴室存在两个明显的弊端，其一是洗澡过程中航天员始终浸泡在混有浴液和人体污垢的脏水中，而且洗澡时间越长洗澡水越脏；其二是头部必须露在袋子外面，因此只能洗脖子以下部分。
发明内容
太空淋浴器由旋转部分和固定部分组成。固定部分包括机座、电动机B及其转轴。机座为中空桶形体，上细下粗；机座内部安装电动机B，其转轴从机座的上方伸出，转轴的中心线与机座的对称轴重合。
旋转部分包括机架、电动机A、内螺杆、外螺杆、活塞、水桶、出水管、喷头转向机构、喷头、淋浴桶和集水桶。电动机A安装在机架的一端，电动机A的轴与内螺杆连接，内螺杆与外螺杆的一端啮合，外螺杆的另一端与活塞连接，活塞插入水桶内，且可以在水桶内往复运动；水桶底部开口处与出水管连接，出水管与安装在机架另一端的喷头转向机构连接，喷头转向机构上装有可以转向的喷头，以方便航天员进出淋浴桶；喷头通过转向可以对准安装在机架上离转轴更远处的淋浴桶；淋浴桶为空心圆台形，圆台较大的底而靠近喷头，另一个底而与集水桶的顶部活动连接；集水桶的顶部为外凹圆锥，中间的开口为集水桶进水口。
本发明具有如下特点：
(1)航天员可以像在地球上那样洗淋浴，水滴自动从人体上脱落，水珠不会呛人；
(2)洗澡始终是活水，脏水及时被排出；
(3)全身可以洗澡，而不是将头露在外面；
(4)对洗澡后残留在身体上的水具有甩干功能。
附图说明
图1是太空淋浴器结构示意图，图2是太空淋浴器的半剖图。
标号说明：
1机架，2电动机A，3内螺杆，4外螺杆，5活塞，6水桶，7出水管，8喷头转向机构，9喷头，10淋浴桶，11集水桶，12电动机B，13机座，14转轴，15集水桶进水口。
具体实施方式
如图1所示，太空淋浴器由旋转部分和固定部分组成。
固定部分包括机座(13)、电动机B(12)及其转轴(14)。机座(13)为中空桶形体，上细下粗；机座(13)内部安装电动机B(12)，其转轴(14)从机座(13)的上方伸出，转轴(14)的中心线与机座(13)的对称轴重合。
旋转部分包括机架(1)、电动机A(2)、内螺杆(3)、外螺杆(4)、活塞(5)、水桶(6)、出水管(7)、喷头转向机构(8)、喷头(9)、淋浴桶(10)和集水桶(11)。电动机A(2)安装在机架(1)的一端，电动机A(2)的轴与内螺杆(3)连接，内螺杆(3)与外螺杆(4)的一端啮合，外螺杆(4)的另一端与活塞(5)连接，活塞(5)插入水桶(6)内，且可以在水桶(6)内往复运动；水桶(6)底部开口处与出水管(7)连接，出水管(7)与安装在机架(1)另一端的喷头转向机构(8)连接，喷头转向机构(8)上装有可以转向的喷头(9)，以方便航天员进出淋浴桶(10)；喷头(9)通过转向可以对准安装在机架(1)上离转轴(14)更远处的淋浴桶(10)；淋浴桶(10)为空心圆台形，圆台较大的底面靠近喷头(9)，另一个底面与集水桶(11)的一个底面活动连接；集水桶(11)的该底面为外凹圆锥，中间的开口为集水桶进水口(15)。
旋转部分通过机架(1)安装在转轴(14)上，在电动机B(12)的驱动下可以旋转。
洗澡时将喷头(9)转到淋浴桶(10)的侧面，航天员进入淋浴桶(10)后再将喷头(9)转到正对淋浴桶(10)的位置，并打开集水桶进水口(15)；启动电动机B(12)，使太空淋浴器的旋转部分旋转，同时启动电动机A(2)，带动由内螺杆(3)和外螺杆(4)组成的伸缩杆伸长，推动活塞(5)向水桶(6)的底部方向移动，将水桶(6)中的水挤出；挤出的水经出水管(7)到达喷头转向机构(8)，并从喷头(9)喷出。喷出来的水在离心力的作用下进入淋浴桶(10)，经过人体后到达集水桶(11)的顶部，并从集水桶进水口(15)进入集水桶(11)。
洗澡完毕时，首先切断电动机A(2)的电源，使喷头(9)停止供水；此时太空淋浴器的旋转部分仍在旋转，在离心力的作用下航天员身上的水不断被甩向集水桶(11)的方向；等航天员身上的水被甩尽后关闭集水桶进水口(15)，然后切断电动机B(12)的电源。将喷头(9)转到淋浴桶(10)的侧面，航天员离开淋浴桶(10)，洗澡结束。
假定太空淋浴器机架(1)的旋转角速度为ω，喷头(9)到转轴(14)的距离为R，从喷头(9)出来的水珠的离心加速度为Rω2。当转速为ω＝1.5转/秒，R＝0.1米时，离心加速度为
Rω2＝0.1×(3π)2＝8.88(m/s2)
可见，水滴的离心加速度已接近地球上的重力加速度。

Claims (2)

1.一种太空淋浴器，其特征在于：由旋转部分和固定部分组成，固定部分包括机座(13)、电动机B(12)及其转轴(14)；机座(13)为中空桶形体，上细下粗；机座(13)内部安装电动机B(12)，其转轴(14)从机座(13)的上方伸出，转轴(14)的中心线与机座(13)的对称轴重合；旋转部分包括机架(1)、电动机A(2)、内螺杆(3)、外螺杆(4)、活塞(5)、水桶(6)、出水管(7)、喷头转向机构(8)、喷头(9)、淋浴桶(10)和集水桶(11)；电动机A(2)安装在机架(1)的一端，电动机A(2)的轴与内螺杆(3)连接，内螺杆(3)与外螺杆(4)的一端啮合，外螺杆(4)的另一端与活塞(5)连接，活塞(5)插入水桶(6)内，且可以在水桶(6)内往复运动；水桶(6)底部开口处与出水管(7)连接，出水管(7)与安装在机架(1)另一端的喷头转向机构(8)连接，喷头转向机构(8)上装有可以转向的喷头(9)，以方便航天员进出淋浴桶(10)；喷头(9)通过转向可以对准安装在机架(1)上离转轴(14)更远处的淋浴桶(10)；淋浴桶(10)为空心圆台形，圆台较大的底面靠近喷头(9)，另一个底面与集水桶(11)的一个底面活动连接；集水桶(11)的该底面为外凹圆锥，中间的开口为集水桶进水口(15)；旋转部分通过机架(1)安装在转轴(14)上，在电动机B(12)的驱动下可以旋转。
2.根据权利要求1所述的一种太空淋浴器，其使用方法的特征在于：洗澡时将喷头(9)转到淋浴桶(10)的侧面，航天员进入淋浴桶(10)后再将喷头(9)转到正对淋浴桶(10)的位置，并打开集水桶进水口(15)；启动电动机B(12)，使太空淋浴器的旋转部分旋转，同时启动电动机A(2)，带动由内螺杆(3)和外螺杆(4)组成的伸缩杆伸长，推动活塞(5)向水桶(6)的底部方向移动，将水桶(6)中的水挤出；挤出的水经出水管(7)到达喷头转向机构(8)，并从喷头(9)喷出；喷出来的水在离心力的作用下进入淋浴桶(10)，经过人体后到达集水桶(11)的顶部，并从集水桶进水口(15)进入集水桶(11)；洗澡完毕时，首先切断电动机A(2)的电源，使喷头(9)停止供水；此时太空淋浴器的旋转部分仍在旋转，在离心力的作用下航天员身上的水不断被甩向集水桶(11)的方向；等航天员身上的水被甩尽后关闭集水桶进水口(15)，然后切断电动机B(12)的电源；将喷头(9)转到淋浴桶(10)的侧面，航天员离开淋浴桶(10)，洗澡结束。
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