阅读说明：本技术 一种失重条件下穿戴式人体位置限制装置 (Wearable human body position limiting device under weightlessness condition ) 是由 邹朋 王林杰 李志利 何思扬 袁敏 张剑锋 刘书娟 王惠娟 王颜晴 戴小倩 李莹 于 2020-12-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种失重条件下穿戴式人体位置限制装置,包括：脚部连接部件、连接层和黏附层；脚部连接部件通过穿戴的方式与人体脚部连接；连接层用于将所述脚部连接部件和所述黏附层连接；黏附层用于通过范德华力将人体脚部与接触面连接。本发明公开的穿戴式人体位置限制装置不需要固定的接口装置便可与接触面形成稳定接触力,可使航天员在舱内不同位置均可获得良好的位置限制效果,大大改善了传统位置限制装置位置限制稳定性差以及使用灵活性差的问题,同时还减少航天员在位置限制中处于不舒适的身体姿态的机会,从而大大提升了位置限制中的人体适用性。(The invention relates to a wearable human body position limiting device under weightlessness conditions, comprising: a foot connecting part, a connecting layer and an adhesion layer; the foot connecting part is connected with the feet of the human body in a wearing way; the connecting layer is used for connecting the foot connecting part and the adhesion layer; the adhesive layer is used to connect the human foot to the contact surface by van der waals forces. The wearable human body position limiting device disclosed by the invention can form stable contact force with a contact surface without a fixed interface device, so that a spacecraft can obtain good position limiting effect at different positions in a cabin, the problems of poor position limiting stability and poor use flexibility of the traditional position limiting device are greatly improved, and meanwhile, the probability that the spacecraft is in uncomfortable body posture in position limitation is reduced, thereby greatly improving the human body applicability in position limitation.)

一种失重条件下穿戴式人体位置限制装置

技术领域

本发明涉及空间站服务舱内人体位置限制技术领域，特别是涉及一种失重条件下穿戴式人体位置限制装置。

背景技术

在空间站服务舱内，由于缺少重力，人体脚部与其接触面缺乏作用力，使人体脚部不能与接触面形成稳定连接，人体处于漂浮状态。在这种漂浮的状态下，航天员不借助辅助措施无法保持稳定的位置。这给航天员空间站服务舱内生活和工作均带来限制。为此，人们开发了多种多样的舱内位置限制装置来辅助航天员进行位置限制。舱内的人体位置限制装置主要为脚限制器。脚限制器给航天员在舱内的生活和工作带来了巨大便利，但依然存在一些值得改进的问题。其一是使用灵活性差。脚限制器通过接口装置与舱内表面的接口进行连接，由于接口在舱内的位置相对固定，使航天员只有在有接口和脚限制器的地方才能获得位置限制效果。同时，为了节省发射成本，往往会利用最少的脚限制器来实现最大的位置限制范围，使得航天员在位置限制的过程中容易处于非常规的身体姿态，从而引发肌肉酸痛等不适。其二，位置限制稳定性差。在使用脚部进行位置固定时，这些辅助固定装置与脚部之间无法现成稳定的接触力，使航天员用脚部位置固定时需要持续性地翘起脚尖，长时间持续用力会导致下肢肌肉(尤其是胫前肌)不适甚至损伤。其三，在紧急情况下，因为缺乏脚限制器固定接口帮助人体获得固定位置，使人员不能及时有效处理警情，可能产生不良任务事件，对飞行任务构成威胁。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种失重条件下穿戴式人体位置限制装置，以实现在舱内不同位置均可获得良好的位置限制。

为实现上述目的，本发明提供了一种失重条件下穿戴式人体位置限制装置，所述装置包括：

脚部连接部件、连接层和黏附层；

所述脚部连接部件通过穿戴的方式与人体脚部连接；

所述连接层用于将所述脚部连接部件和所述黏附层连接；

所述黏附层用于通过范德华力将人体脚部与接触面连接。

可选地，所述脚部连接部件包括绑带和连接板，所述绑带和所述连接板连接；所述连接板用于放置脚部，所述绑带用于将所述连接板与脚部连接。

可选地，所述连接层为固定胶。

可选地，所述黏附层为纤毛结构。

可选地，所述纤毛结构的直径为纳米级。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明公开的穿戴式人体位置限制装置不需要固定的接口装置便可与接触面形成稳定接触力，可使航天员在舱内不同位置均可获得良好的位置限制效果，大大改善了传统位置限制装置位置限制稳定性差以及使用灵活性差的问题，同时还减少航天员在位置限制中处于不舒适的身体姿态的机会，从而大大提升了位置限制中的人体适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例位置限制装置主视图；

图2为本发明实施例位置限制装置左视图；

其中，1、脚部连接部件，11、绑带，12，连接板，2、连接层，3，黏附层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种失重条件下穿戴式人体位置限制装置，以实现在舱内不同位置均可获得良好的位置限制。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-2所示，本发明公开一种失重条件下穿戴式人体位置限制装置，其特征在于，所述装置包括：脚部连接部件1、连接层2和黏附层3；所述脚部连接部件1通过穿戴的方式与人体脚部连接；所述连接层2用于将所述脚部连接部件1和所述黏附层3连接；所述黏附层3用于通过范德华力将人体脚部与接触面连接。

作为一种实施方式，本发明所述脚部连接部件1包括绑带11和连接板13，所述绑带11和所述连接板13连接；所述连接板13用于放置脚部，所述绑带11用于将所述连接板13与脚部连接。作为一种最优实施方式，本发明所述脚部连接部件1为鞋，将连接层2和黏附层3直接粘贴在鞋底，减少了整个装置的成本。

本实施例可以根据人体脚部的大小和舒适程度可调节松紧度，保证使用中的稳定性和舒适性。

作为一种实施方式，本发明所述连接层2为固定胶，通过固定胶将所述黏附层3与所述连接板13固定连接，提高了连接的稳定性。

作为一种实施方式，本发明所述黏附层3为直径为纳米级纤毛结构，所述纤毛结构的直径为纳米级，与接触面形成可靠的范德华力，使人体穿着所述位置限制装置能与接触面形成稳定接触。另外通过改变黏附层3的面积大小(纤毛数量)和接触面粗糙程度可改变所述范德华力的大小，进而使所述位置限制装置与接触面之间获得不同大小的接触力。

本发明将上述公开的位置限制装置应用于拉力器锻炼的实验过程，通过悬吊减重系统对人体减重，建立模拟失重的力学条件，分别人分别模拟人体在穿着和不穿着位置限制装置在模拟失重的力学条件下进行拉力器下拉锻炼动作。获取运动学视频，基于运动学视频进行分析，在没有穿着本发明位置限制装置的情况下，人体在进行拉力器下拉锻炼时，由于脚部与其作业面之间没有稳定的接触力，人体受到向上的反作用力影响身体向上移动，双脚离开作业面，致使人体无法完成下拉锻炼动作。因此，在失重条件下，由于脚部与作业面无稳定接触力，人体无法完成下拉等防护锻炼动作，因此也无法完成具有类似力作用效果的在轨操作。在穿着本发明位置限制装置的条件下，人体在进行拉力器下拉的时候，虽然身体同样也会受到向上反作用力的影响，但本发明位置限制器能够为其提供足够的稳定接触力，使人体能够完成拉力器下拉动作，同样也能完成具有类似力作用效果的在轨操作。

本实施例中，通过设置所述位置限制装置将人体脚步与接触面稳定连接，使人体在失重条件下获得稳定的位置限制效果，可使航天员在舱内不同位置均可获得良好的位置限制效果，大大改善了传统位置限制装置位置限制稳定性差以及使用灵活性差的问题，同时还减少航天员在位置限制中处于不舒适的身体姿态的机会，从而大大提升了位置限制中的人体适用性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。