專利名稱：一種用于手臂氣流解脫力實(shí)驗(yàn)的模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置，具體地說(shuō)，是指 一種用來(lái)模擬飛行員彈射救生時(shí)手臂氣流解脫力的裝置，適用于飛行員彈射救生時(shí)的手部 氣流解脫力的研究。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)高速飛行過(guò)程中，如遇危險(xiǎn)，飛行員就需要彈射救生。為了使彈射救生 系統(tǒng)質(zhì)量小，穩(wěn)定性好，因此現(xiàn)有的彈射救生系統(tǒng)多采用敞開(kāi)式彈射救生座椅，飛行員彈射 離機(jī)的瞬間便會(huì)暴露在高速吹襲的氣流沖擊作用下，給人體的胸腹部及四肢造成非常嚴(yán)重 的損傷。由于上肢活動(dòng)度大，難于固定等原因，在氣流沖擊損傷中占絕大部分。彈射中，當(dāng) 手握不住彈射擊發(fā)手柄(中央環(huán))而被高速氣流吹脫時(shí)，上肢將產(chǎn)生相對(duì)軀干的甩打運(yùn)動(dòng)， 劇烈的甩打有可能使上肢關(guān)節(jié)超過(guò)活動(dòng)范圍，造成脫臼，關(guān)節(jié)囊撕裂，因此防護(hù)設(shè)備的研究 成為重大課題亟待解決，目前國(guó)內(nèi)外雖然提出一些防護(hù)措施，但仍然有上肢損傷的報(bào)道。人體對(duì)高速氣流吹襲耐限，目前沒(méi)有國(guó)外相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)相關(guān)單位研究較少。我國(guó) 新型高速?gòu)椛渚壬俣冗_(dá)到1100 1200km/h，此時(shí)飛行員上肢若不加防護(hù)，則高速氣流吹 襲致傷率達(dá)100%。隨著我國(guó)新殲飛機(jī)彈射速度和救生性能的提高，現(xiàn)有的研究水平和標(biāo)準(zhǔn) 既不適應(yīng)也不能滿足目前我國(guó)航空救生水平發(fā)展的需要，尤其是不適應(yīng)新殲飛機(jī)現(xiàn)有的救 生水平的需要。因此研究高速氣流吹襲生理耐限和相應(yīng)的防護(hù)措施是目前航空彈射救生中 的重要研究?jī)?nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
由于飛行員上肢的損傷是由雙手脫離彈射手柄開(kāi)始的，氣流作用在手臂上產(chǎn)生手 臂氣流解脫力，使手脫開(kāi)彈射擊發(fā)手柄。對(duì)于手臂氣流解脫力(手臂抗拉力)的研究最簡(jiǎn) 單、最直接的方法是研制合適的機(jī)械模擬裝置，通過(guò)模擬裝置測(cè)得力學(xué)數(shù)據(jù)為飛行員彈射 救生時(shí)手臂防護(hù)措施的研究提供理論依據(jù)。因此本發(fā)明提供一種可產(chǎn)生飛行員在彈射離機(jī) 的瞬間受到的瞬時(shí)力的模擬裝置，可準(zhǔn)確地測(cè)出飛行員手臂極限抗拉能力的同時(shí)能夠保證 被試者的人身安全，且成本低，實(shí)用性高，體積小，易操作。本發(fā)明一種用于飛行員彈射救生時(shí)手臂氣流解脫力實(shí)驗(yàn)的模擬裝置，包括整體框 架、繞線機(jī)構(gòu)、牽引機(jī)構(gòu)和開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)。所述的整體框架包括底座、兩前支撐桿、兩后支撐桿、臺(tái)座、橫梁A和橫梁B;其中， 底座為兩平行的水平橫桿，在兩橫桿上分別豎直連接有前支撐桿與后支撐桿；臺(tái)座為矩形 框架，矩形框架的四條邊分別與兩前支撐桿與兩后支撐桿連接，在所述的兩個(gè)前支撐桿之 間的前邊的中心安裝有滑輪C，兩后支撐桿之間的后邊的中心安裝有滑輪B，其余的兩條相 對(duì)的左邊和右邊上滑動(dòng)連接有牽引機(jī)構(gòu)，并且在所述的左邊和右邊上還分別安裝有擋塊， 用來(lái)限制牽引機(jī)構(gòu)移動(dòng)的距離；兩前支撐桿之間的臺(tái)座前邊上還安裝有開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)；在臺(tái)座 所在平面以下的兩前支撐桿間連接有橫梁A ；在臺(tái)座所在平面以上的兩后支撐桿上對(duì)稱設(shè)置有通孔，用來(lái)安裝橫梁B ；在橫梁A的中部安裝有滑輪A，在橫梁B中部安裝有滑輪D，所 述的滑輪A、滑輪B、滑輪C、和滑輪D位于同一個(gè)豎直平面內(nèi)；在所述兩后支撐桿后方的底座兩端連接有繞線機(jī)構(gòu)支撐座，繞線機(jī)構(gòu)支撐座上連 接有繞線機(jī)構(gòu)支架；在臺(tái)座所在平面以下的兩后支撐桿之間連接有繞線機(jī)構(gòu)支撐梁，所述 的繞線機(jī)構(gòu)支撐梁的高度與繞線機(jī)構(gòu)支架的頂端高度相同，并且在所述的繞線機(jī)構(gòu)支撐梁 與繞線機(jī)構(gòu)支架的頂端上水平固定連接繞線機(jī)構(gòu)安裝臺(tái)，在所述的繞線機(jī)構(gòu)安裝臺(tái)上安裝 有繞線機(jī)構(gòu)；所述繞線機(jī)構(gòu)主要由繞線盤殼體、大齒輪、小齒輪、繞線軸、卡尺和手柄組成；其 中，繞線軸位于繞線盤殼體內(nèi)部，并且與繞線盤殼體側(cè)壁之間為轉(zhuǎn)動(dòng)連接，繞線軸上固定連 接有大齒輪，小齒輪固定連接在繞線盤殼體內(nèi)側(cè)的連接軸上，且小齒輪與大齒輪嚙合，所述 的連接軸一端伸出繞線盤殼體外部與手柄連接；所述的卡尺一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接在繞線盤殼體內(nèi) 壁上，另一端為自由端，自由端位于小齒輪輪齒處；卡尺上方與下方的繞線盤殼體內(nèi)壁上各 設(shè)置有限位銷，卡尺下邊緣為凸圓弧面，上邊緣為平直面；繞線機(jī)構(gòu)中的繞線軸上系有鋼絲 繩A，鋼絲繩A與彈簧的一端連接，彈簧的另一端連接有鋼絲繩B，鋼絲繩B繞過(guò)滑輪A和滑 輪B后，與牽引機(jī)構(gòu)連接；鋼絲繩C 一端與牽引機(jī)構(gòu)連接，另一端與開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)連接；鋼絲繩D 一端與牽引機(jī)構(gòu)連接，另一端繞過(guò)滑輪C，并由滑輪D上部繞過(guò)滑輪D與護(hù)臂套相連。在進(jìn)行飛行員手臂側(cè)向抗拉實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)繞線機(jī)構(gòu)中的手柄，小齒輪順時(shí)針 轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使繞線軸開(kāi)始繞線，此時(shí)鋼絲繩A、鋼絲繩B、鋼絲繩C、鋼絲繩D以及 彈簧開(kāi)始拉緊。在拉緊的過(guò)程中彈簧在不斷拉長(zhǎng)，產(chǎn)生形變，當(dāng)彈簧達(dá)到預(yù)定的形變時(shí)停止 繞線。通過(guò)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)使鋼絲繩C脫離扳手A的短邊，使彈簧張緊時(shí)存儲(chǔ)的勢(shì)能迅速轉(zhuǎn)化 為牽引機(jī)構(gòu)的動(dòng)能，牽引機(jī)構(gòu)離開(kāi)起始位置在臺(tái)座的長(zhǎng)邊間快速移動(dòng)，同時(shí)將動(dòng)能通過(guò)鋼 絲繩D傳遞給護(hù)臂帶，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)手臂施加側(cè)向的拉力，完成彈射時(shí)飛行員脫手力的模擬。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、本發(fā)明模擬裝置在準(zhǔn)確地測(cè)出飛行員手臂極限抗拉能力的同時(shí)能夠保證被試 者的人身安全；設(shè)計(jì)的護(hù)臂套還能夠模擬飛行員前臂受到的均布力；2、本發(fā)明模擬裝置的設(shè)計(jì)考慮實(shí)際彈射時(shí)飛行員受到的氣流吹襲力方向的可變 性，將人體受力的方向設(shè)計(jì)成可變的，更加符合真實(shí)的彈射情況，得出較為準(zhǔn)確的力學(xué)數(shù) 據(jù)；3、本發(fā)明模擬裝置成本低，實(shí)用性高，體積小，易操作。


圖1本發(fā)明模擬裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2本發(fā)明模擬裝置中整體框架結(jié)構(gòu)示意圖；圖3本發(fā)明模擬裝置中繞線機(jī)構(gòu)示意圖；圖4本發(fā)明模擬裝置中牽引體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5本發(fā)明模擬裝置中開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6本發(fā)明模擬裝置中開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)剖視圖；圖7本發(fā)明模擬裝置進(jìn)行模擬飛行員手臂抵抗氣流解脫力實(shí)驗(yàn)時(shí)與護(hù)臂套的連接示意圖8本發(fā)明模擬裝置進(jìn)行模擬飛行員手臂抵抗氣流解脫力實(shí)S乏時(shí)通過(guò)鋼絲繩E與護(hù)臂套的連接示意圖。
圖中
1-整體框架2-繞線機(jī)構(gòu)3_牽引機(jī)構(gòu)4-開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)
5-底座6-前支撐桿7-后支撐桿8-臺(tái)座
9_橫梁A10-橫梁B11-滑輪A12-滑輪B
13-滑輪C14-滑輪D15-通孔16-繞線機(jī)構(gòu)支撐座
17-繞線機(jī)構(gòu)支架18-繞線機(jī)構(gòu)支撐梁19-繞線機(jī)構(gòu)安裝臺(tái)201-繞線盤殼體
202-繞線軸203-大齒輪204-小齒輪205-卡尺
206-手柄207-限位銷301-后擋板302-前擋板
303-連接板304-滑塊305-滾輪306-圓孔A
307-圓孔B401-上蓋板402-下蓋板403-扳手A
404-扳手B405-”U” 形槽406-限位塊20-鋼絲繩A
21-鋼絲繩B22-鋼絲繩C23-鋼絲繩D24-鋼絲繩E
25-擋塊26-護(hù)臂套27-連接孔28-彈簧
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明一種用于飛行員彈射救生時(shí)手臂氣流解脫力實(shí)驗(yàn)的模擬裝置，如圖1所 示，包括整體框架1、繞線機(jī)構(gòu)2、牽引機(jī)構(gòu)3、開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)4。其中，整體框架1包括底座5、兩前支撐桿6、兩后支撐桿7、臺(tái)座8、橫梁A9、橫梁 B10，如圖2所示。其中，兩平行的橫桿與地面固定作為整體框架1的底座5，在兩平行橫桿 上分別豎直對(duì)稱連接有兩前支撐桿6與兩后支撐桿7，且后支撐桿7的高度為前支撐桿6 高度的兩倍。臺(tái)座8為一長(zhǎng)方形框架，臺(tái)座8的四條邊分別與兩前支撐桿6與兩后支撐桿 7連接，且臺(tái)座8所在平面與底座5所在平面平行。在臺(tái)座8所在平面以下的兩前支撐桿6 間連接有橫梁A9。在臺(tái)座8所在平面以上的兩后支撐桿7上對(duì)稱設(shè)置有通孔15，用來(lái)安裝 橫梁B10，本實(shí)施例在兩后支撐桿7上部不同平面內(nèi)分別開(kāi)有5個(gè)通孔15，從而通過(guò)將橫梁 BlO安裝在不同平面上的通孔15上，實(shí)現(xiàn)調(diào)整橫梁BlO的高度。在橫梁A9的中部安裝有滑 輪All，在橫梁BlO中部安裝有滑輪D14，且在臺(tái)座8中位于兩個(gè)前支撐桿6之間的前邊的 中心安裝有滑輪C13，兩后支撐桿7之間的后邊的中心安裝有滑輪B12 ；所述的滑輪All、滑 輪B12與滑輪C13和滑輪D14位于同一個(gè)豎直平面內(nèi)。在兩后支撐桿7后方的底座5上連接有繞線機(jī)構(gòu)支撐座16，繞線機(jī)構(gòu)支撐座16上 豎直連接有繞線機(jī)構(gòu)支架17。在臺(tái)座8所在平面以下的兩后支撐桿7間連接有繞線機(jī)構(gòu) 支撐梁18。所述的繞線機(jī)構(gòu)支撐梁18的高度與繞線機(jī)構(gòu)支架17的頂端高度相同，并且在 所述的繞線機(jī)構(gòu)支撐梁18與繞線機(jī)構(gòu)支架17的頂端上水平固定連接繞線機(jī)構(gòu)安裝臺(tái)19。 在所述的繞線機(jī)構(gòu)安裝臺(tái)19上安裝有繞線機(jī)構(gòu)2 ；如圖1所示，臺(tái)座8的兩條長(zhǎng)邊間滑動(dòng) 連接有牽引機(jī)構(gòu)3，使?fàn)恳龣C(jī)構(gòu)3有足夠的滑行距離。在臺(tái)座8中與兩前支撐桿6連接的短邊上安裝有開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)4。所述底座5、前支撐桿6、后支撐桿7、臺(tái)座8、橫梁A9、橫梁B10、繞 線機(jī)構(gòu)支撐座16、繞線機(jī)構(gòu)支撐梁18、繞線機(jī)構(gòu)支撐架17均為角鋼結(jié)構(gòu)。所述繞線機(jī)構(gòu)2包括繞線盤殼體201、繞線軸202、大齒輪203、小齒輪204、卡尺 205和手柄206，如圖3所示。其中，繞線軸202位于繞線盤殼體201內(nèi)部，并且與繞線盤殼 體201側(cè)壁之間為轉(zhuǎn)動(dòng)連接，在繞線盤殼體201側(cè)壁之間的繞線軸202上固定連接有大齒 輪203，小齒輪204與繞線盤殼體201 —側(cè)通過(guò)連接軸軸接，且小齒輪204與大齒輪203嚙 合，在連接軸一端連接有手柄206，手柄206位于繞線盤殼體201外部，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄帶動(dòng) 小齒輪204轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)繞線軸202隨大齒輪203轉(zhuǎn)動(dòng)，使繞線軸上開(kāi)始繞線?？ǔ?05 一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接在繞線盤殼體201內(nèi)壁上，另一端為自由端，自由端位于小齒輪204輪齒處； 卡尺201上方與下方的繞線盤殼體201內(nèi)壁上各設(shè)置有限位銷207，由此來(lái)對(duì)卡尺205的上 下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行限位，從而對(duì)小齒輪204進(jìn)行限位。通過(guò)搖動(dòng)繞線盤手柄206，小齒輪204開(kāi)始 轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)大齒輪203轉(zhuǎn)動(dòng)，繞線盤開(kāi)始繞線，因此，卡尺205下邊緣為凸圓弧面，從而使小 齒輪204轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會(huì)被卡尺205卡住而停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)停止搖動(dòng)繞線盤手柄206時(shí)，為了防 止小齒輪204反轉(zhuǎn)，因此將卡尺205上邊緣設(shè)計(jì)為平直面；從而通過(guò)卡尺205上部的限位銷 207的限位作用，卡尺205卡住，同時(shí)卡尺205卡住小齒輪204，使小齒輪204停止轉(zhuǎn)動(dòng)。卡 尺205、小齒輪204與大齒輪203位于繞線盤殼體201的同一側(cè)。所述牽引機(jī)構(gòu)3包括牽引體、滑塊304，如圖4所示。其中，牽引體包括后擋板301、 前擋板302與連接板303。后擋板301與前擋板302結(jié)構(gòu)相同的矩形鋼板，后擋板301與前 擋板302平行于長(zhǎng)邊的中軸線處連接有連接板303，形成“H”字形結(jié)構(gòu)，連接板303位于后 擋板301與前擋板302之間，且與水平面平行。后擋板301與前擋板302中部靠近上邊緣處對(duì)稱開(kāi)有至少一個(gè)圓孔A306，前擋板 301中部的靠近下邊緣處開(kāi)有至少一個(gè)圓孔B307。后擋板301與前擋板302兩端分別固定有滑塊304，滑塊304為槽鋼形滑塊，在槽 鋼形滑塊304內(nèi)的上下兩側(cè)均固定連接有滾輪305。通過(guò)牽引體兩端的滑塊304使?fàn)恳w 可在臺(tái)座8的兩長(zhǎng)邊間自由滑動(dòng)。開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)4包括上蓋板401、下蓋板402、扳手A403、扳手B404，如圖5、圖6所示。 其中，上蓋板401與下蓋板402為長(zhǎng)方形薄鋼板，上蓋板401與下蓋板402 —側(cè)長(zhǎng)邊中部對(duì) 稱開(kāi)有“U”型槽405，另一側(cè)長(zhǎng)邊中部固定連接有限位塊406。所述扳手A403與扳手B404 為結(jié)構(gòu)相同的“L”型扳手，扳手A403與扳手B404的拐角處軸接在上蓋板401與下蓋板402 間，且軸接位置分別位于“U”型槽與限位塊406所在直線的兩側(cè)，扳手A403與扳手B404開(kāi) 口相對(duì)。扳手A403的拐角處到“U”型槽405的垂直距離小于扳手A403短邊的長(zhǎng)度。扳手 A403短邊用來(lái)套接鋼絲繩，扳手A403的長(zhǎng)邊與扳手B的短邊搭接，扳手B的長(zhǎng)邊與限位塊 406搭接。當(dāng)捆綁在扳手A403短邊上的鋼絲繩對(duì)扳手A403短邊施加一個(gè)拉力時(shí)，扳手A403 會(huì)向開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)4 一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)扳手A403長(zhǎng)邊會(huì)搭接在扳手B404短邊處，帶動(dòng)扳手B404 轉(zhuǎn)動(dòng)，最終扳手B404的長(zhǎng)邊與限位塊406搭接，使扳手A403與扳手B404相互固定，此時(shí)扳 手A403的短邊與上蓋板401、下蓋板402的長(zhǎng)邊平行。如圖1所示，上述繞線機(jī)構(gòu)2中的繞線軸202上系有鋼絲繩A20，鋼絲繩A20與彈 簧28的一端連接，彈簧28的另一端連接有鋼絲繩B21，鋼絲繩B21由滑輪All下放繞過(guò)輪 All，并由滑輪B12下放繞過(guò)滑輪B12，最終系在牽引機(jī)構(gòu)3中后擋板301上端中部的圓孔A306上。鋼絲繩C22 —端系在前擋板302下端中部圓孔B307上，另一端套接在開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu) 4中的扳手A403短邊上。鋼絲繩D23 —端系在牽引機(jī)構(gòu)3中的前擋板302上端中部圓孔 A306上，另一端由滑輪C306底部繞過(guò)滑輪C306，并由滑輪D306上部繞過(guò)滑輪D306與護(hù)臂 套26上的連接孔27相連，如圖7所示，所述護(hù)臂套26用于包裹人體前臂。為了模擬飛行 員彈射時(shí)上肢受到的均布的力，可在護(hù)臂套26上開(kāi)有至少兩個(gè)連接孔27，用來(lái)連接鋼絲繩 E24的一端，鋼絲繩E24的另一端均與鋼絲繩D23連接，如圖8所示。在進(jìn)行飛行員手臂抵抗氣流解脫力實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)繞線機(jī)構(gòu)2中的手柄，小齒 輪204順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)大齒輪203轉(zhuǎn)動(dòng)，使繞線軸202開(kāi)始繞線，此時(shí)鋼絲繩A20、鋼絲繩 B21、鋼絲繩C22、鋼絲繩D23以及彈簧28開(kāi)始拉緊。在此拉緊的過(guò)程中，開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)4中的扳 手A403的短邊受到鋼絲繩C22的拉力，使扳手A403開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，造成扳手A403的長(zhǎng)邊與扳 手B的短邊搭接，扳手B的長(zhǎng)邊與限位塊406搭接，通過(guò)限位塊406使扳手A403與扳手B相 對(duì)固定，從而使開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)4與牽引機(jī)構(gòu)3相對(duì)固定。在拉近的過(guò)程中彈簧28在不斷拉長(zhǎng)， 產(chǎn)生形變，當(dāng)彈簧28達(dá)到預(yù)定的形變時(shí)停止繞線，由于繞線軸202受到逆向的拉力，小齒輪 204會(huì)發(fā)生反轉(zhuǎn)，但由于卡尺205與限位銷207的作用，使小齒輪204不會(huì)產(chǎn)生反轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn) 員根據(jù)彈簧28的形變可估量出預(yù)應(yīng)力大小，也可通過(guò)應(yīng)變片或傳感器測(cè)出更加精確應(yīng)力。扳動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)4中的扳手B404的長(zhǎng)邊，使扳手B404的短邊與扳手A403的場(chǎng)邊搭 接的部位錯(cuò)開(kāi)，從而使鋼絲繩C22脫離扳手A403的短邊，從而使彈簧28張緊時(shí)存儲(chǔ)的勢(shì)能 迅速轉(zhuǎn)化為牽引機(jī)構(gòu)3的動(dòng)能，牽引機(jī)構(gòu)3中的滑塊304離開(kāi)起始位置在臺(tái)座8的長(zhǎng)邊間 快速移動(dòng)，同時(shí)將動(dòng)能通過(guò)鋼絲繩D23傳遞給護(hù)臂帶，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)手臂施加側(cè)向的拉力，完 成彈射時(shí)飛行員脫手力的模擬。由于是真人實(shí)驗(yàn)，牽引機(jī)構(gòu)3中滑塊304的位移不能過(guò)大 以免造成人手臂過(guò)度外展而損傷，因此在臺(tái)座8長(zhǎng)邊上分別安裝有擋塊25，當(dāng)牽引機(jī)構(gòu)3撞 到擋塊25時(shí)，會(huì)減速停止。由于橫梁BlO可安裝在后支撐桿7不同的高度，因此鋼絲繩D23 繞過(guò)滑輪D306時(shí)會(huì)具有不同的方向，由此在實(shí)驗(yàn)時(shí)可模擬飛行員受不同方向合力時(shí)，手臂 的脫開(kāi)情況。本發(fā)明模擬裝置的牽引機(jī)構(gòu)3設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)，并采用中空的角鋼架搭建整體 框架1?？紤]到實(shí)驗(yàn)空間不宜過(guò)大，本發(fā)明模擬裝置采用短小型，長(zhǎng)lm，寬0.4m，前支撐桿6 高0. 6m,重約28KG?？紤]到模擬不同方向氣流吹襲的需求，實(shí)驗(yàn)裝置后支撐桿7長(zhǎng)為1. 2m。 同時(shí)，基于實(shí)驗(yàn)臺(tái)大小、使用方便程度、實(shí)驗(yàn)安全性、設(shè)計(jì)難度以及需要急停急起等各種因 素，裝置使用彈簧28驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3拖拽力模擬氣流吹襲的沖擊力，研究彈射救生時(shí)氣流解脫 力。
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權(quán)利要求
一種用于手臂氣流解脫力實(shí)驗(yàn)的模擬裝置，其特征在于包括整體框架、繞線機(jī)構(gòu)、牽引機(jī)構(gòu)和開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)；所述的整體框架包括底座、兩前支撐桿、兩后支撐桿、臺(tái)座、橫梁A和橫梁B；其中，底座為兩平行的水平橫桿，在兩橫桿上分別豎直連接有前支撐桿與后支撐桿；臺(tái)座為矩形框架，矩形框架的四條邊分別與兩前支撐桿與兩后支撐桿連接，在所述的兩個(gè)前支撐桿之間前邊的中心安裝有滑輪C，兩后支撐桿之間后邊的中心安裝有滑輪B，其余的兩條相對(duì)的左邊和右邊上滑動(dòng)連接有牽引機(jī)構(gòu)，并且在所述的左邊和右邊上還分別安裝有擋塊，用來(lái)限制牽引機(jī)構(gòu)移動(dòng)的距離；兩前支撐桿之間的臺(tái)座前邊上還安裝有開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)；在臺(tái)座所在平面以下的兩前支撐桿間連接有橫梁A；在臺(tái)座所在平面以上的兩后支撐桿上對(duì)稱設(shè)置有通孔，用來(lái)安裝橫梁B；在橫梁A的中部安裝有滑輪A，在橫梁B中部安裝有滑輪D，所述的滑輪A、滑輪B、滑輪C和滑輪D位于同一個(gè)豎直平面內(nèi)；在所述兩后支撐桿后方的底座兩端連接有繞線機(jī)構(gòu)支撐座，繞線機(jī)構(gòu)支撐座上連接有繞線機(jī)構(gòu)支架；在臺(tái)座所在平面以下的兩后支撐桿之間連接有繞線機(jī)構(gòu)支撐梁，所述的繞線機(jī)構(gòu)支撐梁的高度與繞線機(jī)構(gòu)支架的頂端高度相同，并且在所述的繞線機(jī)構(gòu)支撐梁與繞線機(jī)構(gòu)支架的頂端上水平固定連接繞線機(jī)構(gòu)安裝臺(tái)，在所述的繞線機(jī)構(gòu)安裝臺(tái)上安裝有繞線機(jī)構(gòu)；所述繞線機(jī)構(gòu)主要由繞線盤殼體、大齒輪、小齒輪、繞線軸、卡尺和手柄組成；其中，繞線軸位于繞線盤殼體內(nèi)部，并且與繞線盤殼體側(cè)壁之間為轉(zhuǎn)動(dòng)連接，繞線軸上固定連接有大齒輪，小齒輪固定連接在繞線盤殼體內(nèi)側(cè)的連接軸上，且小齒輪與大齒輪嚙合，所述的連接軸一端伸出繞線盤殼體外部與手柄連接；所述的卡尺一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接在繞線盤殼體內(nèi)壁上，另一端為自由端，自由端位于小齒輪輪齒處；卡尺上方與下方的繞線盤殼體內(nèi)壁上各設(shè)置有限位銷，卡尺下邊緣為凸圓弧面，上邊緣為平直面；繞線機(jī)構(gòu)中的繞線軸上系有鋼絲繩A，鋼絲繩A與彈簧的一端連接，彈簧的另一端連接有鋼絲繩B，鋼絲繩B繞過(guò)滑輪A和滑輪B后，與牽引機(jī)構(gòu)連接；鋼絲繩C一端與牽引機(jī)構(gòu)連接，另一端與開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)連接；鋼絲繩D一端與牽引機(jī)構(gòu)連接，另一端繞過(guò)滑輪C和滑輪D與護(hù)臂套相連。
2.如權(quán)利要求1所述一種用于手臂氣流解脫力實(shí)驗(yàn)的模擬裝置，其特征在于所述牽 引機(jī)構(gòu)包括牽引體、滑塊；其中，牽引體由后擋板、前擋板與連接板組成；后擋板與前擋板 為結(jié)構(gòu)相同的長(zhǎng)方形板，后擋板與前擋板之間平行于長(zhǎng)邊的中軸線處水平連接有連接板， 后擋板與前擋板兩端分別固定有滑塊；后擋板與前擋板中部對(duì)稱位置分別設(shè)置圓孔A，圓 孔A位置靠近后擋板與前擋板的上邊緣處；后擋板中部靠近下邊緣位置設(shè)置有圓孔B。
3.如權(quán)利要求2所述一種用于手臂氣流解脫力實(shí)驗(yàn)的模擬裝置，其特征在于所述的 滑塊為槽鋼結(jié)構(gòu)，滑塊內(nèi)的上下兩側(cè)固定連接有滾輪。
4.如權(quán)利要求1所述一種用于手臂氣流解脫力實(shí)驗(yàn)的模擬裝置，其特征在于所述開(kāi) 關(guān)機(jī)構(gòu)包括上蓋板、下蓋板、扳手A、扳手B;其中，上蓋板與下蓋板一側(cè)長(zhǎng)邊中部對(duì)稱開(kāi)有 “U”型槽，與所述長(zhǎng)邊相對(duì)的另一側(cè)長(zhǎng)邊中部固定連接有限位塊；所述扳手A與扳手B為結(jié) 構(gòu)相同的“L”型扳手，扳手A與扳手B的拐角處軸接在上蓋板與下蓋板間，并且軸接位置分 別位于“U”型槽與限位塊所在直線的兩側(cè)，扳手A與扳手B開(kāi)口相對(duì)；其中，扳手A的拐角 處到“U”型凹槽的垂直距離小于扳手A短邊的長(zhǎng)度，當(dāng)所述扳手B長(zhǎng)邊與限位塊搭接，扳手 B短邊與扳手A長(zhǎng)邊搭接時(shí)，扳手A的短邊與上蓋板、下蓋板的長(zhǎng)邊平行。
5.如權(quán)利要求1所述一種用于手臂氣流解脫力實(shí)驗(yàn)的模擬裝置，其特征在于所述后 支撐桿的高度為前支撐桿高度的兩倍。
6.如權(quán)利要求1所述一種用于手臂氣流解脫力實(shí)驗(yàn)的模擬裝置，其特征在于所述護(hù) 臂套上開(kāi)有至少兩個(gè)連接孔，每個(gè)連接孔上連接一根鋼絲繩E，鋼絲繩E的另一端均與鋼絲 繩D連接。
7.如權(quán)利要求1所述一種用于手臂氣流解脫力實(shí)驗(yàn)的模擬裝置，其特征在于所述底 座、前支撐桿、后支撐桿、臺(tái)座、橫梁A、橫梁B、繞線機(jī)構(gòu)支撐座、繞線機(jī)構(gòu)支撐梁、繞線機(jī)構(gòu) 支撐架為角鋼結(jié)構(gòu)，且臺(tái)座所在平面與底座所在平面平行。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種用于手臂氣流解脫力實(shí)驗(yàn)的模擬裝置，包括整體框架、繞線機(jī)構(gòu)、牽引機(jī)構(gòu)和開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)；繞線機(jī)構(gòu)與牽引機(jī)構(gòu)以及開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)間通過(guò)鋼絲繩與彈簧連接，牽引機(jī)構(gòu)通過(guò)鋼絲繩還與護(hù)臂套連接。通過(guò)繞線機(jī)構(gòu)繞線使鋼絲繩拉緊，從而使彈簧發(fā)生形變，通過(guò)打開(kāi)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)將與開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)連接的鋼絲繩脫離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)，從而通過(guò)彈簧形變時(shí)存儲(chǔ)的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為牽引機(jī)構(gòu)的動(dòng)能。牽引機(jī)構(gòu)在整體框架上滑動(dòng)，帶動(dòng)在護(hù)臂套上的鋼絲繩將手拉開(kāi)，達(dá)到完成實(shí)驗(yàn)的目的。本發(fā)明操作方便，成本低廉，更加符合真實(shí)的彈射情況，得出較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，得到的力學(xué)數(shù)據(jù)為飛行員彈射救生時(shí)手臂防護(hù)措施的研究提供理論依據(jù)。
文檔編號(hào)G01M9/06GK101995323SQ201010278629
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者朱罡, 李慧, 樊瑜波, 牟姣, 裴葆青 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)