Пристрій для підтримки фізіологічного стану космонавта

Пристрій для підтримки фізіологічного стану космонавта, що містить пояс для кріплення на тілі, до якого прикріплені важелі та пружні елементи з засобами зміни їх натягу, який відрізняється тим, що додатково містить пружний наплічник, наколінники та -подібні важелі для ніг, кожний важіль шарнірно прикріплений своєю нижньою поперечною частиною до підошви взуття космонавта, плечі важеля знаходяться у порожнинах супортів, які шарнірно прикріплені до наколінників, вершинна частина важеля виконана вигнутою уперед та приєднана до пружного елемента, який у свою чергу з'єднаний з натягачем, до грудного та спинного боку наплічника прикріплено трос, до якого завдяки блоку приєднаний другий проміжний трос, який розташований в порожнині шарнірного супорта поясу та з'єднаний іншою своєю частиною з натягачем пружного елемента. Винахід належить до пристроїв для підтримки високого рівня фізіологічного стану космонавтів, спортивним тренажерам, медичним засобам для зміцнення кістково-м'язової системи людини в невагомості. Кості й м'язи космонавтів, звільнені від звичних навантажень, обумовлених гравітацією, можуть атрофуватися до небезпечної межі. М'язова атрофія супроводжується втратою маси кісток та їхньою зростаючою ламкістю [1, 2]. Тому в невагомості доцільне застосування спеціалізованих пристроїв для постійного навантаження на кістяк і м'язи космонавтів. Відомий пристрій для тренування спортсменів, що містить закріплене на поясі спортсмена пристосування для прискорення його пересування, виконане у вигляді зв'язаних між собою за допомогою пружного елемента шарнірно встановлених паралелограмних механізмів, одна із сторін кожного з них несе кріплення для ніг [3]. Недоліком пристрою є підтримка працездатності тільки ніг людини, неможливість тренувати кістково-м'язовий апарат в умовах невагомості. Відомий також пристрій для тренування спортсменів, що містить підставу, що має засіб для фіксації підстави до тіла спортсмена й несучого навантажувального елементів на кінцівці спортсмена, які мають елементи кріплення. Підставу виконано у вигляді горизонтальної рами та прикріпленої до неї вертикальної рами, а навантажувальні елементи на кінцівці спортсмена зв'язані з рамами за допомогою фіксаторів, установлених з можливістю переміщення. При цьому навантажувальні елементи на кінцівці спортсменів виконані у вигляді регульованих по довжині еластичних зв'язків [4]. Недолік винаходу - наявність стаціонарної підстави, до якої кріпляться навантажувальні елементи, великий об'єм пристрою, що не дозволяє переміщуватися в умовах космічних баз, відсутність безперервності ефекту протягом тривалого часу. Відомий імітатор гравітації космонавтів, що містить механізм фіксації, установлюваний на космонавті, і опорну поверхню для ніг, нерухомо закріплену на борті космічного апарата [5]. Імітатор має антифрикційну поверхню, нерухомо закріплену на борту апарата паралельно опорної поверхні, (19) UA (11) 96551 (13) (21) a201101363 (22) 07.02.2011 (24) 10.11.2011 (46) 10.11.2011, Бюл.№ 21, 2011 р. (72) ШУГУРОВ ОЛЕГ ОЛЕГОВИЧ, ЛЯШЕНКО ВАЛЕНТИНА ПЕТРІВНА (73) ШУГУРОВ ОЛЕГ ОЛЕГОВИЧ, ЛЯШЕНКО ВАЛЕНТИНА ПЕТРІВНА (56) RU 2007347 C1, 15.02.1994 SU 923560 A1, 30.04.1982 SU 820855 A1, 15.04.1981 SU 1251928 A1, 23.08.1986 EP 1731117 A1, 13.12.2006 RU 2033219 C1, 20.04.1995 US 3162442 A, 22.12.1964 RU 2196086 C2, 10.01.2003 US 5860944 A, 19.01.1999 WO 2008/144078 A1, 27.11.2008 C2 1 3 а механізм фіксації космонавта розташований між опорною й антифрикційною поверхнями, виконаний у вигляді дозатора тиску, що має з однієї сторони - рухливу антифрикційну пластину, що взаємодіє з антифрикційною поверхнею борта при її переміщенні, а з іншого боку - вузол кріплення з п'ятьма ступенями свободи, розташовуваний в області центра маси космонавта. Недоліком пристрою є те, що при його роботі космонавт повинен перебувати в одній точці космічного апарата та у цей час він не може виконувати службові обов'язки. Конструкція складна в роботі й "прив'язана" не до людини, а до космічного апарата. Пристрій не може впливати на космонавта тривалий час, включаючи сон. Найбільш близьким до винаходу є відомий пристрій для тренування м'язів спортсменів, що містить пояс для кріплення на тілі спортсмена, який має шарнірно встановлені на осі вертикальні важелі з ременями на нижніх кінцях для обхвату ніг і регульований пружний елемент і передачею зусилля в напрямку повороту важелів [6]. Пружний елемент виконаний у вигляді циліндричних пружин крутіння із засобами для зміни їхнього зусилля. Кожна пружина встановлена коаксіально на осі відповідного важеля й зв'язана одним кінцем з важелем, а іншим - з його віссю з можливістю поздовжнього переміщення й взаємодії із засобом для зміни зусилля пружини. Недоліком є підтримка працездатності тільки ніг людини (навантаження на ноги йде тільки при ходьбі), неможливість тренувати кістково-м'язовий апарат в умовах невагомості, відсутність безперервності ефекту впливу протягом тривалого часу застосування, відсутність відповідності навантаження з масою людини. Задача винаходу - отримати постійне навантаження на кістяк і м'язи людини з метою підтримки нормального фізіологічного рівня його організму в умовах невагомості. Задача вирішується тим, що пристрій включає пружний наплічник, наколінники та - подібні важелі для ніг, кожний важіль шарнірно прикріплений своєю нижньою поперечною частиною до підошви взуття космонавта, плечі важеля знаходяться у порожнинах супортів, які шарнірно прикріплені до наколінників, вершинна частина важеля вигнута уперед та приєднана до пружного елемента, який з'єднаний з натягачем, трос, який прикріплений до грудного та спинного боку наплічника, завдяки блоку приєднаний до проміжного троса, який розташований в порожнині шарнірного супорта пояса та з'єднаний іншою своєю частиною з натягачем. Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 показаний пристрій спереду, на фіг. 2 збоку, на фіг. 3 - при присіданні людини. Пристрій складається з наступних частин (фіг. 1, фіг. 2): пружного наплічника (1), до спинної та грудної сторони якого приєднано троси наплічника (2), які приєднані до проміжних тросів (3) за допомогою блока (4). Проміжні троси 3 проходять крізь бічні супорти (5) поясу (6), та з'єднанні з регуляторами натягу (7) пружних елементів (8). Пружні елементи 8 (пружини в оболонці) приєднані до 96551 4 вершин - подібних важелів (9). Плечі важелів 9 розташовані у порожистих каналах супортів 5 наколінників (10), нижні поперечини важелів приєднані до підошви (11) взуття космонавта шарнірним чином. Усі супорти 5 прикріплені (до поясу 6 та наколінників 10) шарнірним чином (можуть обертатися на них). Вершинні частини плеч важелів 9 вигнуті уперед. Працює пристрій у такий спосіб. В умовах, коли космонавт стоїть вертикально, кожний пружний елемент 8 натягують регуляторами натягу (натягувачем) 7 із силою, рівною половини ваги космонавта. Сила "стиску", що впливає на людину, спрямована по шляху: наплічник 1 - трос наплічника 2 пружний елемент 8 - важіль 9 - підошва взуття 11. При присіданні космонавта (фіг. 3), вершини важеля 9 за рахунок шарнірного кріплення поперечини важеля до взуття 11 й супортів 5 наколінника 10, відходять від коліна "уперед", збільшуючи натяг пружини 8 на величину, пропорційну куту коліна. У результаті - пружина 8 прагне повернути важіль 9 у попереднє положення, коли він був близьким до стегна, й тим самим повернути "стиск" тіла людини до "нормального" (відповідне його сили ваги) стану. Таким чином, пристрій за рахунок специфічного розташування тросів, наявності пружного елемента між плечима й п'ятами, дозволяє в невагомості здійснювати постійне навантаження на кістково-м'язову систему космонавта, рівну його ваги на Землі (чого немає в прототипі). Застосовуючи пристрій космонавт може рухатися в будьяку точку корабля, виконувати там маніпуляції руками (які не заняті самим пристроєм). Пристрій дозволяє спати космонавту в невагомості, перебуваючи під навантаженням. Це забезпечує постійне навантаження та роботу кістково-м'язового апарата космонавта, чим постійно підтримується його фізіологічний стан на нормальному рівні. Джерела інформації: 1. Физиологические проблемы невесомости // Под. ред. О. Г. Газенко, И. И. Касьяна // М.: Медицина, 1990. 2. Козловская И. Б. Механизмы влияния невесомости на системы управления движением / Козловская И. Б. // Физиология мышечной деятельности: Тез. докл. Междунар. конф. - М.: 2000. - С. 7274. 3. Сидоренко В. П., Сидоренко М. П., Сосновский Е. Л. Устройство для тренировки спортсменов.- А.с. СССР, № 820855, МПК А63В21/12, заяв. 23.06.1978, Опуб. 15.04.1981, Бюлл. № 14. 4. Ким В. В. Устройство для тренировки спортсменов. - пат. СССР № 923560, МПК А63В21/12, А63В23/00. - Заяв. 06.06.1979. - опуб. 30.04.1982, бюл. № 16. 5. Князев А. Н. Имитатор гравитации космонавтов. - Пат. RU № 2007348, МПК B64G4/00, Заяв. 4866828/23 от 08.08.1990, опуб. 15.02.1994. 6. Фомин Л. У. Устройство для тренировки мышц спортсменов. - А.С. СССР № 1251928, МПК А63В21/12, заяв. 13.09.84. - Опуб. 23.08.1986, бюл. 31. 5 96551 6 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 96551 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601