[发明专利]一种体验微重力的装置

权利要求书

1.一种体验微重力的装置，包括舱体(1)、压力感应器(2)、磁力衣(3)、绳索(4)、力传感器(5)、绝缘层(6)、电磁铁(7)、控制系统(8)、电磁起重装置(9)、缓冲层(10)、角度仪(11)、磁场屏蔽材料(12)、门(13)、安全带(14)，其中，舱体(1)为高强度绝缘材料制成的、直径1.5-8m、高度2-5m的空心圆柱舱体(1)，舱体(1)外部覆盖一层磁场屏蔽材料(12)，屏蔽磁场避免影响装置外部的仪器和金属；舱体(1)上有压力感应器(2)用于感应人员对舱体(1)底部的压力，信号反馈到控制系统(8)来调节电磁铁(7)电流的大小，从而控制电磁力的大小来升降人员，绳索(4)作为传感器，其内部的拉力通过力传感器(5)传输到控制系统(8)，在整个过程中绳索(4)不提供对人体宏观向上的拉力，但需要时刻保持绷直的状态，即绳索(4)内部需要存在小部分力反馈给控制系统(8)来动态调节人体的平衡，人员在装置内受到电磁铁(7)的吸引力，大小控制在人员体重的1/2～9/10，使人员在舱内处于“悬浮”状态，体验到微重力的感觉，对身体控制力的生疏以及距离电磁铁(7)距离的变化会导致对压力感应器(2)的压力处于变化的状态，因此需要动态调节电磁吸引力的大小，以保证绳索(4)内部拉力不会发生突变，人员用力踏地时，会产生向上的加速度，此时绳索(4)会处于松弛状态，拉力迅速降至0，此时应适当减小电流促进人员回落，避免造成加速度过大撞到装置顶部，当想加大电流使装置内人员缓慢上升至完全悬浮时，电流增加的幅度应保持不会使绳索(4)内拉力发生突变，直到磁力与人体重力相平衡，避免发生危险；磁力衣(3)为高精密纤维或纳米材料制成的包裹住人员躯干部的特殊衣服，中间衬料为钕铁硼磁铁，为人员提供向上的电磁力；绝缘层(6)为绝缘材料，隔绝电路及控制系统(8)与装置内部的接触，避免产生漏电现象，起到保护系统和人员的作用；缓冲层(10)为厚度30cm的弹性填充物，以防止电流突然增大导致人员受到的电磁力过大发生意外；安全带(14)固定在磁力衣(3)的上下前后左右六个方向，另一端与装置主体相连，在普通状态下处于松弛状态，当发生特殊情况时，人员某一方向加速度突然增大达到极限状态安全带会提供一个向反方向的一个弹力，以防止人员撞到装置四周；电磁起重装置(9)为圆形盘状结构，均分为八个角度固定8个相同的电磁铁(7)，通电时对磁力衣(3)的磁力的水平分力相互抵消，形成竖直向上的合力；人员在水平方向发生位移时，角度仪(11)记录绳索(4)在水平方向的角度信息反馈给控制系统(8)，相应的调节该方向上的电磁铁(7)减小电流减小电磁力，使人员自由地完成水平方向的运动；控制系统(8)负责接收各个传感器的信号，并实时调节装置内各个电磁铁(7)的工作情况。