Бортовий стенд для дослідження функцій вестибулярного аналізатора в невагомості

1. БОРТОВОЙ СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИЙ ВЕСТИБУЛЯРНОГО АНАЛИЗАТОРА В НЕВЕСОМОСТИ, содержащий приспособление для фиксации биообъекта, кинематически связанное с приводом вращения и имеющее опору вращения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности и улучшения эксплуатационно-технических характеристик стенда путем снижения массы и упрощения конструкции, приспособление для фиксации биообъекта снабжено ленточными петлями для конечностей, а опора вращения выполнена в виде гибких торсионных о элементов. СО § Фиг] 11 127)5 тей закреплены на концах гибких тор2. Бортовой стенд по п. I, о тсионных элементов. л и ч а ю щ и й с я тем, что он 4.Бортовой стенд по п. ^ о т снабжен планкой, установленной на вал и ч а ю щ и й с я тем, что ведолу привода вращения перпендикулярно мый шкив выполнен в виде сочлененных его оси, при этом ленточные петли цилиндрическим шарниром полуколец, нижних конечностей закреплены на ^ снабженных замком. планке. 5. Бортовой стенд по п. 4, о т3. Бортовой стенд по п. 1, о тл и ч а г о щ и й с я тем, что привод л и ч а ю щ и й с я тем, что привращения снабжен катушкой-накопитевод вращения выполнен в виде наделем с навитым на нее гибким элеменваемого на тело биообъекта ведомого том, свободный конец которого охвашкива, связанного гибким элементом тывает по меньшей мере одним витком с приводным шкивом, закрепленным на ведомый шкив и жестко закреплен на корпусе космического аппарата, а поверхности ведущего шкива. петли для верхних и нижних конечнос I Изобретение относится к медикобиологическому оборудованию космических кораблей и орбитальных станций, а именно к конструкции бортового стенда для исследования функций вестибулярного анализатора в невесомости. Изобретение может быть использовано в космической медицине при проведении экспериментальных исследований состояния оператора в условиях реального космического полета. Известны комбинированные стенды для исследования, воздействия на вестибулярный анализатор угловым и линейным ускорителями, содержащий основание, на котором с возможностью вращения смонтирована горизонтальная платформа с установленным на ней вращающимся креслом, причем платформа и цапфа кресла связаны с системой механических приводов [Л . Наиболее близким по технической сущности н достигаемому эффекту является бортовой стенд для исследования функций вестибулярного анализатора в невесомости, содержащий приспособление фиксации биообъекта, кинематически связанное с приводом вращения и имеющее опору вращения [2] . Недостатком данного стенда являются его большая масса и габариты, определяющие его низкую экономичность, обусловленную значительной стоимостью доставки на орбиту полезного груза, и недостаточно высокие эксплуатационно-технические характеристики, связанные с необходимостью заблаговременного до выпуска монтажа стенда. 5 Целью изобретения является повышение экономичности и улучшение эксплуатационно-технических характеристик стенда путем снижения массы и упрощения конструкции. Ю Указанная цель достигаете* тем, что в бортовом стенде для исследова-* ния функций вестибулярного анализатора в невесомости, содержащем приспособление для фиксации биообъекта, 15 кинематически связанное с приводом вращения и имеющее опору вращения, приспособлени-е для фиксации биообъекта снабжено ленточными петлями для конечностей, а опора вращения выпол20 нена в виде гибких торсионных элементов. Кроме того, он снабжен планкой, установленной на валу привода вращения перпендикулярного его оси, при 25 этом ленточные петли нижних конечностей закреплены на планке. При этом привод вращения выполнен в виде надеваемого на тело биообъек30 та ведомого шкива, связанного гибким эпементом с приводным шкивом, закрепленным на корпусе космического аппар а т а ^ петли для верхних и нижних конечностей закреплены на концах гиб35 ких торсионных элементов. 1112715 на гибких торсионных элементах 5 и А также ведомый шкив выполнен в 11 соответственно. Привод 2 вращения виде сочлененных цилиндрическим шар(на чертеже обведен пунктирной линиром полуколец, снабженных замком. нией) содержит надеваемый на тело Кроме того, привод вращения снаббиообъекта ведомый шкив 12, связанжен катушкой-накопителем с навитым 5 ный гибким элементом 13 с приводным на нее гибким элементом» свободный шкивом 14, закрепленным на корпусе конец которого охватывает по меньшей 6 космического аппарата. Ведомый мере одним витком ведомый шкив и шкив 12 и приводной ведущий шкив жестко закреплен на поверхности ведущего шкива. 'О 14 могут быть охвачены замкнутой гибкой лентой, нитью, ремнем или цепью. Сущность изобретения поясняется Как показано на фиг. 4 ведомый чертежом, где изображены: на фиг. 1 шкив 12 выполнен в виде сочлененных стенд для исследования функций вестицилиндрическим шарниром J5 полуколец булярного анализатора в невесомости; f фиг. 2 - наиболее простая модификация 5 16, имеющих замок 17. Каждое полукольцо 16 снабжено ребордами 18 и привода стенда; фиг. 3 - модификаупругим вкладышем 19. Замок 17 может ция стенда с надеваемым ведомым шкипредставлять собой ременные застежвом; фнг, 4 - модификация ведомого ки, показанные на фиг. 4, либо магшкива: фиг. 5 - модификация стенда с катушкой-накопителем; фиг. 6 - мо- 20 ниты, либо любое другое быстроразъемное соедине ние. дификация стенда с приводом осевого перемещения. Модификация стенда, показанная на фиг. 5, дополнительно содержит каБортовой стенд для исследования тушку-накопитель 20. Один конец гибфункций вестибулярного анализатора в невесомости содержит приспособле- 25 кого элемента 13 закреплен на катушке 20 и навит на нее. Другой конец ние для фиксации биообъекта 1 гибкого элемента 13 охватывает по (фиг. 1 ) , кинематически связанное меньшей мере одним витком ведомый с приводом 2 вращения. Приспособшкив 12 и жестко закреплен на поверхление для фиксации имеет ленточные петли 3 и 4 соответственно для верх- 30 ности ведущего шкива. 14. Ведущий і шкив 14 (фиг. 3, 4) может быть свяних и нижних конечностей. Опора вразан с электроприводом 21, либо иметь щения стенда выполнена в виде гибручной привод - кривошип с рукояткой кого торсионного элемента 5, один 22 (фиг. 6 ) . конец которого прикреплен к корпусу 6 космическиого аппарата с помощью ^На фиг. 6 показана модификация карабина 7 (крюка, кольца или люстенда, обладающая более широкими бого другого замка), а с другим функциональными возможностями. В концом связаны гибкие тяги 8 или зачастности, гибкий элемент 5 связан меняющая их жесткая планка (на черс петлями 3 через упругий элемент теже не показана), к которым прикреп-4р 23, выполненный в виде пружины либо лены ленточные петли 3 для верхних резинового амортизатора. Гибкий элеконечностей. мент 11 навит на катушку 24, закреп-1 ленную на корпусе 6. Вал катушки 24 В наиболее простой модификации с помощью прерывателя 25 связан: с привода 2 ленточные петли 4 для нижних конечностей закреплены на план- 45 приводом вращения 26. Прерыватель 25 выполнен в виде зубчатого зацепке 9 (фиг. 2 ) . Планка 9 установлена ления "сектор-шестерня", либо в виде на валу 10 привода 2 вращения. В муфты предельного момента. этой модификации привод вращения может быть выполнен в виде электроДля регистрации электрофизиолодвигателя с редуктором, пружинного 50 гической активности организма при механизма, гидро- и пневмодвигателя вестибулометрических пробах могут и т.д. быть использованы многоканальные Более точная дозировка вращательсамописцы, закрепленные на теле исной нагрузки достигается с помощью пытуемого, как показано на фиг. 3 модификации стенда, показанной на (самописец 27). Для приема и записи 55 фиг, 3. Согласно этой модификации биоэлектрической активности и, в петли 3 верхних конечностей и петли частности, электронистагмограмм, 4 для нижних конечностей закреплены может быть использован передатчик 5 1 П 2 7 15 6 щения и после приложения стон-стиму28 (фиг. Ь ) , закрепленный на костюла электрофизиологические параметры ме испытуемого и имеющий автономное биообъекта I снимаются заранее закпитание. Передатчик 28 может раборепленными на его теле датчиками (на тать в комплекте с приемником 29, подключенным к самописцу 30. В ком5 чертежах не показаны) и передаются на контрольно-измерительную аппаратуплекте с упомянутой и другой контру с помощью проводной связи или рольно-измерительной аппаратурой телеметрического радиоканала. целесообразно использовать также портативный магнитограф с автономным Модификация стенда, показанная питанием (на чертежах не показан), 10 на фиг. 3, работает и основном так, с помощью которого записанная элеккак описано выше. Однако, перед фиктрофизиологическая информация может сацией нижних конечностей в ленточбыть сохранена до посадки или по ных петлях 4, а верхних - в петлях радиоканалу передана в Центр управ' испытуемый надевает на пояс или на 3 ления попетом во время сеанса связи 15 ноги ведомый шкив (2 и закрывает задля расшифровки и обработки с помомок 17 (фиг. 4 ) , сведя полукольца щью ЭВМ. 16. С помощью другого чдена экипажа осуществляется предварительная наРаботает стенд следующим образом. мотка гибкого элемента 13 на ведоДля проведения вестибулометрических тестов с помощью карабина 7 на внут- 20 мый шкив 12, после чего реализуется вестибулометрическая проба. Для ренние стенки корпуса 6 космического этого питание подается к электроприаппарата закрепляют гибкий торсион-* воду 21, которая вращает ведущий ный элемент 5 с ленточными петлями шкив 14. Гибкий элемент 13 с ведо3. На противоположной стенке корпуса 25 мого шкива 12 перематывается на ве6 закрепляют привод 2 вращения с дущий шкив 14, сообщая вращение биоленточными петлями 4 для нижних кообъекту 1. Поскольку конец элемента нечностей. Испытуемый член экипажа 13 прикреплен к ведомому шкиву 12, (биообъект 1) надевает ленточные петпосле полного сматывания гибкий элели 1, а ступни ног вводит в ленточные петли 4. Длина торсионного эле- 30 мент 13 натягивается и прекращает вращение биообъекта 1. Одновременно мента 5 и периметры ленточных петель питание отключается от электропри3 и 4 могут быть заранее отрегулировода 21 с помощью тензометрического ваны но его росту и другим антропоконтактного мкровыключателя или люметрическим параметрам, либо быть приведены в требуемое положение не- 35 бых других известных средств. Для иллюстрации возможных вариантов запосредственно при монтаже с помощью писи электрофизиологических параизвестных средств: тендеров, винтовых метров на фиг. 3 показан закрепленрастяжек, ремней с пряжками и т.д. ный на теле и костюме биообъекта 1 После фиксации верхних и нижних конечностей в ленточных петлях 3 и 4 40 многоканальный самописец 27 с автономным питанием. испытуемый биообъект 1 оказывается ориентированным вдоль оси, совпадаМодификация стенда, показанная ющей с осью "привода 2 вращения. Друна фиг. 5, работает в основном так, гой член экипажа включает привод 2, как описано выше.Однако перед вестикоторый вращает планку 9. ,45 булометрической пробой нет необходиПри вращении биообъекта 1 гибкий мости "вращать испытуемого в протиторсионный элемент 5 выполняет роль воположном направлении. Перед надеопоры вращения благодаря своей спованием верхних 3 или нижних 4 петель • собности закручиваться без разрушенеобходимо, перемещая катушку-накония на значительное число оборотов, 5 ^ питель 20 с гибким элементом 13 воквполне достаточное для проведения руг шкива 12, образовать на нем по большинства вестибулометрических меньшей мере один виток. После этого проб. Остановка стенда и создание катушку-накопитель 20 закрепляют на стоп-стимула осуществляется путем корпусе 6. фиксируют конечности и отключения привода 2 за счет трения 55 включают электропривод 21. Ведущий в его редукторе или путем переключешкив 14 наматывает на себя гибкий ния полярности электропитания, подаэлемент 13, который, сматываясь с ваемого к приводу 2. В процессе вракатушки-накопителя 20, сообщает вра 7 . • і 112715 щение ведомому шкиву 12 и соответственно биообъекту 1. Подобным образом работает и модификация стенда, показанная на фиг. 6. Как видно на этой фигуре, вращение ведущего шкива 14 может осу1 ществляться вручную с помощью рукоятки 22. Биоэлектрическая информация, снимаемая датчиками, с помощью передачи 28 по радиоканалу поступает к приемнику 29 и самописцу 30. Характерной особенностью этой модификации является возможность воздействия на биообъект 1 инерционными нагрузками. Для этого одновременно с вращением биообъекта 1 включают привод 26, который через прерыватель 25 (зубчатый сектор-шестерня или муфта продольного момента) передает вращение катушке 24. Торсионный гибкий элемент 11 наматывается на катушку 24, преодолевая упругость пружины 23 и растягивая ее. Когда биообъект приблизится к катушке 24, прерыватель 25 отключит катушку от привода 26 и биообъект 11 под действием пружины 23 переместится к противоположной стороне с линейным ускорением, определенным жесткостью пружины. При этом гибкий торсионный элемент 11 сматывается с катушки 24 на всю длину и, ввиду жесткого крепления его конца , останавливает биообъект у противоположной стенки. В дальней Фиг.2 5 І0 15 20 25 30 ° шем прерыватель 25 вновь соединяет вал катушки 24 с приводом 2 6 вращения и цикл линейного перемещения повторяется.Это позволяет не только оказывать воздействие на рецепторные поля полукружных каналов, но и раздражать отолиты. . 5 „ Преимущества данного техничёского решения по сравнению с известным заключаются в следующем. Выполнение большинства конструктивных элементов стенда из гибких элементов (нитей, тросов, петель и т.д) позволило в 36 раз снизить его вес: с 18 до 0,5 кг. Простота конструкции и в особенности сочпенений отдельных деталей обусловила возможность доставки| стенда на орбитальную стенцию в ком,'пактном упакованном виде для ее непосредственного монтажа на борту перед выполнением вестибулометрических проб. Этот же фактор позволяет после завершения данной части программы медико-биологических исследований разобрать стенд 4 освободить полезный объем орбитальной станции. Монтаж и демонтаж стенда занимает от 3 до 5 мин и не требует использования специализированного инструмента и приспособлений. Снижение веса конструкции стенда позволяет получить от экономический эффект от использования изобретения. ФигЗ 1112715 ФигМ • Ч Ч УЧЧЧЧ 23 Л ті ////7/77Т7 Фиг 5 1112715 Фиг.6 Редактор А.Федорова Составитель С.Низовой Техред И. Верес Корректор А.Зимокосов Заказ 1046/ДСП Тираж 253 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Прорьтная, 4