CN110182368B - 一种电动加压式抗荷服 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动加压式抗荷服，采用电机带动齿轮转动，使束缚绳缠绕在绕线轮上，实现对收紧区的压力控制，同时在收紧区设置弹性装置，保证收紧区的压力一致；当电机收到正转信号时，电机正转通过束缚绳将收紧区收紧，对飞行员的肢体施加持续的压力，使肢体周围血管的阻力立即增高，并且阻止膈肌下降，使肢体内的血液进入脑部，防止飞行员出现高空缺氧、灰视、黑视等症状；当电机收到反转信号时，电机反转，绕线轮反转，松开束缚绳，在弹力的作用下，收紧区松开，飞行员以内的血液正常流动。该装置取消了现有抗荷服中的气囊结构，降低了抗荷服的重量，同时解决了抗荷服通气性差以及飞行员热负荷过大的问题，提高人机结合效能。

Description

一种电动加压式抗荷服

技术领域

本发明涉及宇航抗荷装备技术领域，具体为一种电动加压式抗荷服。

背景技术

在战斗机加速转弯、爬升、下降等情况下，飞行人员体内的血液会重新分布集中于下肢，这就会造成脑部供氧不足，从而会出现高空缺氧、灰视、黑视等症状，严重时会发生意识丧失，若不采取有效的防护措施，则可引起较严重的飞行事故。

使用抗荷装备是国内外对抗高过载较为普遍的防护措施，抗荷服的主要功能是阻止或减少正向加速度对血管系统的最初作用，以及延迟其作用的效应。在飞机出现较高加速度时，与抗荷服连接的供氧装置启动，通过抗荷服内气囊充气给下肢产生持续压力，可以使下肢周围血管的阻力立即增高，并且阻止膈肌下降，在加速度开始作用后，抗荷服也可降低下肢周围血管内血液的积蓄量，使过载作用下人体血液分布正常进而防止因血液重新分布造成的脑部供氧不足。

现有的抗荷服采用供氧装置给气囊充气，进而对飞行员的下肢产生持续压力，由于气囊的大面积覆盖，大大增加了抗荷服的重量，导致抗荷服重量大，受束缚感过强，而且大面积设置气囊，导致抗荷服透气性差，长时间工作后飞行员热负荷过大，影响人机结合效能。其次，充气延误时间长，充气延误时间随着覆盖比例的增大而延长，随着全覆盖式抗荷服概念的提出，如何保证高覆盖比例的同时，减小或保持良好的充气延误时间是亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种电动加压式抗荷服，通过电机拉动束缚绳，将抗荷服收紧对飞行员的身体产生持续压力，解决了现有抗荷服重量大，通气性差的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种电动加压式抗荷服，其特征在于，包括若干收紧区，每个收紧区对应设置一个拉力组件，若干拉力组件分别与加压组件连接；

所述拉力组件包括束缚绳和两组绕线扣，两组绕线扣沿收紧区的纵向轴线对称设置在抗荷服上，每组绕线扣包括多个绕线扣，多个绕线扣沿收紧区的边缘自上而下间隔排布，束缚绳的两端分别交替穿插在绕线扣上；

加压组件包括壳体，以及设置在壳体内部的主动齿轮、从动齿轮和电机；

壳体设置在抗荷服上，主动齿轮设置在电机的输出轴上，两个从动齿轮通过转动轴设置在壳体上，主动齿轮与从动齿轮啮合，束缚绳的两端穿过壳体分别与两个从动齿轮的转动轴连接，转动轴转动能够使束缚绳对收紧区收紧或放松。

进一步，所述从动齿轮的转动轴上还设置有绕线轮，绕线轮包括多个绕线子轮，绕线子轮的中部设置有环形的绕线槽，束缚绳缠绕在绕线槽中，绕线子轮的数量与拉力组件的数量相同。

进一步，所述拉力组件与壳体之间设置有导线管，导线管缝制在抗荷服上，束缚绳的两端分别穿过两个导线管与绕线轮连接。

进一步，所述绕线扣包括缝合板和绕线柱，缝合板缝合在抗荷服上，绕线柱为倒U型结构，绕线柱的两端与缝合板的顶面固定连接，束缚绳绕在绕线柱上。

进一步，所述绕线柱上还套设有导线轮，束缚绳绕在导线轮上，导线轮的外侧设置有定位板，束缚绳位于定位板与缝合板之间。

进一步，所述收紧区的底部设置有底衬，底衬的两侧与收紧区两侧的抗荷服连接，底衬与抗荷服之间还设置有弹性装置，弹性装置用于使收紧区对飞行员肢体的压力保持一致。

进一步，所述弹性装置包括多个依次连接的弹性圈，所有连接端位于同一直线，多个弹性圈的直径依次递减，直径最大的弹性圈位于收紧区最先收紧的一端。

进一步，所述电机设置在壳体的中部，两个从动齿轮对称设置在主动齿轮的两侧，两个从动齿轮分别与主动齿轮啮合。

进一步，所述拉力组件的数量为三件，三件拉力组件分别设置在抗荷服的小腿位置、大腿位置和侧腰位置，加压组件位于胯部的侧边，且三个拉力组件和加压组件位于抗荷服的同一侧。

进一步，所述加压组件中还设置有棘轮、棘爪和弹簧；

棘轮固定设置在电机的输出轴上，棘爪的下端穿过壳体的顶部与棘轮啮合，棘爪上部的两侧设置有导向块，导向块的上端穿过壳体的顶部，棘爪的下部设置水平的固定销，弹簧套设在棘爪上，弹簧的下端与固定销接触，上端抵触在壳体上。与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供了一种电动加压式抗荷服，包括加压组件和设置在抗荷服收紧区的拉力组件，加压组件通过束缚绳与拉力组件连接，当战斗机在转弯、爬升或俯冲时，启动加压组件，电机通过主动齿轮带动转动轴转动，使束缚绳缠绕在转动轴上，进而使收紧区收缩，对收紧区对应的身体部位施加持续的压力，使血液供给给脑补，防止飞行员出现缺氧现象，采用侧边拉力加压方式，抗荷服拉紧时肢体均匀受压，抗荷效能明显提升；同时，由于该抗荷服采用机械增压的方式，通过电机控制，缩短了延误时间，提高人机结合效能；其次，采用机械增压去掉现有的气囊增压，大大减小了抗荷服的重量，还解决由于气囊覆盖面积大，导致抗荷服透气性差的问题，避免飞行员出现热负荷，进一步提高了人机结合效能。

进一步在压力组件和拉力组件之间设置导线管，以及将每一个束缚绳缠绕在绕线轮上，避免束缚绳之间相互缠绕，影响拉力组件的对收紧区的作用。

进一步使束缚绳穿过绕线扣，收紧束缚绳使收紧区两侧的绕线扣相互靠拢，进而实现收紧区对身体施加压力，结构简单，操作便捷。

进一步绕线扣上设置导线轮，将束缚绳的滑动摩擦改为滚动摩擦，降低摩擦力，提高收紧效率。

进一步在收紧区的底部设置弹性装置，保证收紧区对应的肢体部位压力相同，同时能够快速释放压力，提高人机结合效能。

进一步弹性装置由多个大小不同的弹性圈组成，结构简单，制作便捷且成本低廉。

进一步在加压组件中设置棘轮结构，防止电机倒转，使拉力组件对收紧区对应的肢体部位施加压力保持恒定。

附图说明

图1为本发明抗荷服的外观图；

图2为本发明绕线扣的排布示意图；

图3为本发明束缚绳穿线示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为本发明弹性装置的结构示意图。

图6为本发明加压组件的内部结构示意图；

图7为本发明加压组件的齿轮排布图；

图8为本发明束缚绳的缠绕示意图；

图9为本发明加压组件的俯视图；

图10为本发明止转装置的轴测图；

图11为本发明止转装置的结构图。

图中：1、加压组件；2、主动齿轮；3、从动齿轮；4、棘轮；5、棘爪；6、导线管；7、电机；8、绕线轮；9、电池；10、束缚绳；11、绕线扣；12、收紧区；13、弹性装置；14、拉力组件；15、底衬；16、壳体；17、导线轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参阅图1，一种电动加压式抗荷服，包括设置在抗荷服上的加压组件1，以及与加压组件1连接三个拉力组件；三个拉力组件分别设置在抗荷服的小腿位置、大腿位置和侧腰位置，加压组件1位于胯部的侧边，且三个拉力组件和位于加压组件1人体的同一侧，加压组件1通过拉力组件14控制抗荷服对飞行员的身体施加持续压力。

参阅图2至图4，拉力组件14包括设置在抗荷服上的收紧区12、绕线扣11、束缚绳10、弹性装置13和底衬15。

该收紧区12沿人体的纵向设置，收紧区12靠近加压组件1的一端为首端，远离加压组件1的一端为末端。

在收紧区12两侧的抗荷服上分别设置一组绕线扣，两组绕线扣沿收紧区12对称设置，每组绕线扣包括多个绕线扣，多个绕线口沿收紧区的边缘自上而下等间距排布。

束缚绳10的两端分别穿过最下端或最上端的两个绕线扣，束缚绳10的两端分别沿“z”字型交替穿过两组绕线扣，直至束缚绳10的两端分别自最上端或最下端的两个绕线扣11穿出，然后与加压组件1连接，加压组件启动，能够拉动束缚绳10收紧，进而使收紧区12两侧的抗荷服向收紧区12的中心移动，对收紧区12对应的身体部位施加持续的压力。

再次参阅图3，束缚绳10的绕线方式如图所示，该绕线方式可参考鞋带的绕线方式。

首先，束缚绳10的两端自最下端的两个绕线扣穿过。

然后，收紧区12左侧的束缚绳10穿过收紧区12右侧自下而上的第二个绕线扣，收紧区12右侧的束缚绳10穿过收紧区12左侧自下而上的第二个绕线扣。

再然后，收紧区12右侧的束缚绳10穿过收紧区12左侧自下而上的第三个绕线扣，收紧区12左侧的束缚绳10穿过收紧区12右侧自下而上的第三个绕线扣，依次类推，重复该步骤，直至束缚绳10的两端自最上端的两个绕线扣穿过。

继续参阅图4，绕线扣11包括缝合板、绕线柱和导线轮17，缝合板用于缝合在抗荷服上，绕线柱为倒U型结构，绕线柱的两端与缝合板的顶面固定连接，导线轮17套设在绕线柱上，将束缚绳10与绕线柱滑动摩擦变为滚动摩擦，降低了摩擦力，提高了收紧速度。

底衬15设置在抗荷服的内部，底衬15的两侧与收紧区12两侧的抗荷服连接，底衬15采用具有弹性的材料制备，在收紧区12收紧或松开时，底衬与其同步伸出或缩短，并防止束缚绳10与飞行员的身体直接接触。

弹性装置13设置在底衬15与抗荷服之间，并位于收紧区12处，弹性装置13用于使收紧区12的压力保持一致，弹性装置13由多个弹性圈水平依次连接而成，多个弹性圈的直径逐级递减，直径大的弹性圈位于束缚绳10的出口位置，即收紧区12的首端。

继续参阅图5，多个弹性圈的直径递减，在加压组件1对束缚绳10进行牵拉时，首先束缚绳10收紧，收紧区12两侧的抗荷服向收紧区12的中心移动，在移动过程中，直径最大的弹性圈受力变形，束缚绳10的拉力向收紧区12的末端逐步传递，依次使每个弹性圈受力变形，在弹力的支撑下，能够使收紧区12收紧距离相等，进而保证整个收紧区的对飞行员的肢体的压力相同；避免收紧区首端的达到指定压力，而收紧区末端压力未达到指定压力的问题。

同时，在松开收紧区时，在弹性圈的作用下，能够使收紧区12快速打开，释放压力，提高人机结合效能。

继续参阅图6，压力装置1包括壳体16，以及设置在壳体内部的主动齿轮2、从动齿轮3、电机7、绕线轮8。

电机7通过电机固定架安装在壳体的中部，主动齿轮2安装在电机7的输出轴上，两个从动齿轮3对称设置在主动齿轮2的两侧，从动齿轮3与主动齿轮2啮合连接，从动齿轮3通过固定轴固定在壳体16上，固定轴上还设置有绕线轮8，束缚绳10穿过壳体绕装在绕线轮8上。固定轴的两端通过轴承安装在壳体上，从动齿轮3与转动轴和绕线轮8同步转动。

继续参阅图7，两个电池9分别设置在两个绕线轮8的底部，两个电池9之间为电机固定架，电机固定架的底部设置有控制电路板，用于控制电机的正反转以及转速。

主动齿轮2的直径小于从动齿轮的直径，用于降低转速。

电机7为正反转自锁电机。

束缚绳的绕线方式请参阅图8，由于采用一个主动齿轮2带动两个从动齿轮3同步转动，两个从动齿轮3同向转动，因此，同一根束缚绳的两端，其中一端自绕线轮的上部穿过进行缠绕，另一端自另一个绕线轮8下部穿过进行缠绕，保证电机在转动时能够束缚绳10的两端同时收紧或放松。

继续参阅图9，该绕线轮8包括三个绕线子轮，三个绕线子轮依次安装在固定轴上，绕线子轮的中部设置有环形的绕线槽，两个绕线轮8共计六个绕线子轮，三个拉力组件的束缚绳分别缠绕在六个绕线子轮上。

壳体的两侧还分别设置有导线管6，每个绕线子轮对应设置一个导线管6，防止束缚绳之间相互缠绕，束缚绳10的端部穿过壳体后通过导线管缠绕在对应的绕线子轮上。

拉力组件14和加压组件1之间还设置有导线管，束缚绳10穿过绕线扣11后进入导线管，在穿过壳体和壳体上的导线管与绕线子轮连接。拉力组件14和加压组件1之间的导线管缝制在抗荷服上。

请继续参阅图10和11，进一步加压组件1的壳体内还设置有止转装置，用于对电机锁至，防止电机倒转，使压力减小，包括棘轮4、棘爪5和弹簧，棘轮4固定设置在电机7的输出轴上，棘爪5的下端穿过壳体的顶部与棘轮4啮合，棘爪5下端的斜面与棘轮齿的斜面向匹配，棘爪5上部的两侧设置有导向块，棘爪5的下部水平的固定销，弹簧套设在棘爪上，弹簧的下端与固定销接触，上端抵触在壳体上。

由于棘爪采用圆柱体结构，在其两端设置导向块，壳体上与棘爪匹配的过孔形状与圆柱体和导向块的水平截面相同，当电机需要反转时，向上拉动棘爪，弹簧压缩，使棘爪5的下单与棘轮4分离，并且使导向块位于壳体的表面，然后旋转棘爪90°，使导向块的下端卡在壳体的顶面。当需要对电机7锁至时，反向转动棘爪90，使导向块进入壳体的过孔中，在弹簧的弹力下棘爪的下端卡在棘轮齿上，实现对棘轮的锁至。

本发明提供的一种电动加压式抗荷服，采用电机带动齿轮转动，使束缚绳缠绕在绕线轮上，实现对收紧区的压力控制，同时在收紧区设置弹性装置，保证收紧区的压力一致；当电机收到正转信号时，电机正转通过束缚绳将收紧区收紧，对飞行员的肢体施加持续的压力，使肢体周围血管的阻力立即增高，并且阻止膈肌下降，使肢体内的血液进入脑部，防止飞行员出现高空缺氧、灰视、黑视等症状；当电机收到反转信号时，电机反转，绕线轮反转，松开束缚绳，在弹力的作用下，收紧区松开，飞行员以内的血液正常流动。

该装置取消了现有抗荷服中的气囊结构，降低了抗荷服的重量，同时解决了抗荷服通气性差以及飞行员热负荷过大的问题，提高人机结合效能。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动加压式抗荷服，其特征在于，包括若干收紧区，每个收紧区(12)对应设置一个拉力组件(14)，若干拉力组件分别与加压组件(1)连接；

所述拉力组件(14)包括束缚绳(10)和两组绕线扣，两组绕线扣沿收紧区(12)的纵向轴线对称设置在抗荷服上，每组绕线扣包括多个绕线扣，多个绕线扣沿收紧区(12)的边缘自上而下间隔排布，束缚绳(10)的两端分别交替穿插在绕线扣(11)上；

加压组件(1)包括壳体(16)，以及设置在壳体内部的主动齿轮(2)、从动齿轮(3)和电机(7)；

壳体(16)设置在抗荷服上，主动齿轮(2)设置在电机(7)的输出轴上，两个从动齿轮通过转动轴设置在壳体(16)上，主动齿轮(2)与从动齿轮(3)啮合，束缚绳(10)的两端穿过壳体分别与两个从动齿轮的转动轴连接，转动轴转动能够使束缚绳对收紧区收紧或放松；

所述加压组件(1)中还设置有棘轮(4)、棘爪(5)和弹簧；

所述棘轮(4)固定设置在电机(7)的输出轴上，棘爪(5)的下端穿过壳体的顶部与棘轮(4)啮合，棘爪(5)上部的两侧设置有导向块，导向块的上端穿过壳体的顶部，棘爪(5)的下部设置水平的固定销，弹簧套设在棘爪上，弹簧的下端与固定销接触，上端抵触在壳体上；

当电机需要反转时，向上拉动棘爪，弹簧压缩，使棘爪(5)的下端与棘轮(4)分离，并且使导向块位于壳体的表面，然后旋转棘爪90°，使导向块的下端卡在壳体的顶面；当需要对电机(7)锁至时，反向转动棘爪90°，使导向块进入壳体的过孔中，在弹簧的弹力下棘爪的下端卡在棘轮齿上，实现对棘轮的锁至。

2.根据权利要求1所述电动加压式抗荷服，其特征在于，所述从动齿轮(3)的转动轴上还设置有绕线轮(8)，绕线轮(8)包括多个绕线子轮，绕线子轮的中部设置有环形的绕线槽，束缚绳(10)缠绕在绕线槽中，绕线子轮的数量与拉力组件(14)的数量相同。

3.根据权利要求2所述电动加压式抗荷服，其特征在于，所述拉力组件(14)与壳体(16)之间设置有导线管，导线管缝制在抗荷服上，束缚绳(10)的两端分别穿过两个导线管与绕线轮(8)连接。

4.根据权利要求1所述电动加压式抗荷服，其特征在于，所述绕线扣(11)包括缝合板和绕线柱，缝合板缝合在抗荷服上，绕线柱为倒U型结构，绕线柱的两端与缝合板的顶面固定连接，束缚绳(10)绕在绕线柱上。

5.根据权利要求4所述电动加压式抗荷服，其特征在于，所述绕线柱上还套设有导线轮(17)，束缚绳(10)绕在导线轮(17)上，导线轮(17)的外侧设置有定位板，束缚绳(10)位于定位板与缝合板之间。

6.根据权利要求1所述电动加压式抗荷服，其特征在于，所述收紧区(12)的底部设置有底衬(15)，底衬(15)的两侧与收紧区(12)两侧的抗荷服连接，底衬(15)与抗荷服之间还设置有弹性装置，弹性装置(13)用于使收紧区(12)对飞行员肢体的压力保持一致。

7.根据权利要求6所述电动加压式抗荷服，其特征在于，所述弹性装置(13)包括多个依次连接的弹性圈，所有连接端位于同一直线，多个弹性圈的直径依次递减，直径最大的弹性圈位于收紧区最先收紧的一端。

8.根据权利要求1所述电动加压式抗荷服，其特征在于，所述电机(7)设置在壳体的中部，两个从动齿轮对称设置在主动齿轮(2)的两侧，两个从动齿轮分别与主动齿轮(2)啮合。

9.根据权利要求1所述电动加压式抗荷服，其特征在于，所述拉力组件的数量为三件，三件拉力组件分别设置在抗荷服的小腿位置、大腿位置和侧腰位置，加压组件(1)位于胯部的侧边，且三个拉力组件和加压组件(1)位于抗荷服的同一侧。

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