宇航锻炼器械

技术领域

本发明涉及一种宇航锻炼器械，尤其是在无引力空间长时间飞行的宇宙飞船中，使宇航员身体机能不退化的简单小型的宇航锻炼器械。

背景技术

现代文明已经发展到探测太阳系行星的阶段，从上世纪60年代至今，多个国家先后向火星发射了44个探测器，其中19个成功到达火星地面或环火轨道。可以预料，未来十年，人类将乘宇宙飞船亲临火星。

地球与火星相距遥远，2003年8月27日火星与地球的距离约为5576万公里，是6万年来最近的一次。

当火星距离地球较近时，从地球飞到火星，搭载宇航员的宇宙飞船要飞行多长时间呢？

下面的数据可作参考。

2020年7月23日12时41分，我国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥四运载火箭成功发射首次火星探测任务“天问一号”探测器，按照设想，“天问一号”会在地火转移轨道飞行7个月左右，预计2021年2月的时候进入环火轨道。

宇宙飞船中的宇航员，在没有引力的空间飞行7个月，如果没有应对措施，根据用进废退生理规律，身体机能会严重退化。当他到达火星上时，可能不能站立，可能进食困难，可能严重消化不良，可能无法完成探测任务。

要想身体机能不严重退化，唯一可行办法是坚持锻炼。

未雨绸缪提前开发在无引力空间长时间宇宙飞行过程中，防止宇航员身体机能退化的锻炼器械，是现实的急迫需要。

但宇宙飞船空间狭小，容不下大型复杂锻炼器械，何况每增加地球上的1公斤重量，需要费用30000美元，约190000元人民币。

能不能用简单小型锻炼器械来防止身体机能退化呢？

应该可行，关键在于创新。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，在无引力空间长时间飞行的宇宙飞船中，为宇航员提供一种防止身体机能退化的简单小型的宇航锻炼器械。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样的：

一种宇航锻炼器械，其供宇航员在没有引力的空间于宇宙飞船中，用作锻炼身体维持身体机能的锻炼器械，其含直杆、皮带、拉力器、底板磁铁、鞋底磁铁和底板挂圈。

该直杆，其用密度小的坚硬材料制造，其上端和下端分别垂直固定连接在该宇宙飞船内腔的顶板和底板上。

该皮带，其上固定连接两个皮带挂勾，当其缚在宇航员的腰上时这两个皮带挂勾分别位于该宇航员身体的两侧。

两拉力器中的任意一个拉力器，其为拉伸弹簧，其长度等于或小于该宇航员小腿的长度，其上端为拉力器挂圈，其下端为拉力器挂勾。

该底板磁铁，其为薄长方体形，其两个磁极均在垂直该宇宙飞船内腔底板的方向上；两底板磁铁，其位于该直杆的后方但接近该直杆，其分居该直杆的后两侧，其间距离等于或大于该宇航员的肩宽，其分别固定连接在相应位置的该宇宙飞船内腔的底板上。

该鞋底磁铁，其为薄圆柱体形，其两个磁极均在垂直该宇宙飞船内腔底板的方向上；两鞋底磁铁，其分别嵌在该宇航员两只鞋后部的鞋底上，其下表面分别与这两只鞋鞋底的下表面齐平。

两底板挂圈，其分别位于两底板磁铁的正后方或侧后方，且分别接近这两底板磁铁，其固定连接在相应位置的该宇宙飞船内腔的底板上，其不使用时倒平在该底板上，其使用时能转至与该底板垂直。

该宇航员锻炼时，其将皮带缚紧在腰上，其将两拉力器上端的拉力器挂圈分别勾挂在该皮带两侧的皮带挂勾上，其两脚分别站立在两底板磁铁上且让两只鞋上的两鞋底磁铁分别与这两底板磁铁强磁力吸附，接着其蹲下将这两拉力器下端的拉力器挂勾分别勾挂在两底板挂圈上，然后两手握住该直杆；该宇航员用腿脚和腰部的力量使自己站立然后再缓慢下蹲过程中，相应肌肉便得到了锻炼，有如在地球上作下蹲和站立的往复运动；该宇航员用手臂和胸腹的力量使自己站立然后再缓慢下蹲过程中，相应肌肉便得到了锻炼，有如在地球上沿竖直爬梯用两手交错抓杠，向上作攀登运动，接着向下作下降运动；该宇航员用全身的力量使自己站立然后再缓慢下蹲过程中，身体上的大部分肌肉便得到了锻炼，有如在地球上游泳；人体是一个有机整体，各个器官相互作用、相互配合、相互协同，看似锻炼肌肉，维持和强化了肌肉的机能，实际上各个器官的机能都得到维持和强化，从而该宇航员在没有引力的空间作长时间宇宙飞行过程中，能维持甚至强化身体的机能。

宇航员停止锻炼时，鞋底磁铁与与之吸附的底板磁铁的脱离方法是这样的：该鞋底磁铁沿其与该底板磁铁的接触面，通过相对滑动而脱离。

采用这样的结构后，由于直杆、皮带、拉力器、底板磁铁、鞋底磁铁和底板挂圈的体积都较小，质量也较小，既占空间少，又增加的发射费用不多，产生的科学研究效益却较大。

采用这样的结构后，由于宇航员在无引力空间的宇宙飞行过程中，能够得到锻炼，身体机能不会退化，能以好的身体条件完成星球探测工作。

采用这样的结构后，以锻炼肌肉为突破口，促成了各个器官的机能都不退化。

采用这样的结构后，身体肌肉得到了全面锻炼，有如在地球上进行了多种运动。

采用这样的结构后，鞋底磁铁与底板磁铁脱离，不采用垂直接触面脱离的方法，而采用沿接触面滑离的方法，垂直接触面脱离需要克服强大磁力，而沿接触面滑离需要克服的是滑动摩擦力，由于滑动摩擦力远小于磁力，因而沿接触面滑离用力小、时间短。这是发明人通过简易实验印证了的。

采用这样的结构后，未雨绸缪提前解决了，在无引力空间的长时间宇宙飞行过程中，宇航员身体机能退化的严重问题，有可能加速人类宇宙探索的前进步伐。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是宇宙飞船中宇航员使用宇航锻炼器械的示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种宇航锻炼器械，其供宇航员在没有引力的空间于宇宙飞船5中，用作锻炼身体维持身体机能的锻炼器械，其含直杆1、皮带2、拉力器3、底板磁铁4a、鞋底磁铁4b和底板挂圈。

该直杆1，其用密度小的坚硬材料制造，其上端和下端分别垂直固定连接在该宇宙飞船5内腔的顶板和底板上。

该皮带2，其上固定连接两个皮带挂勾，当其缚在宇航员的腰上时这两个皮带挂勾分别位于该宇航员身体的两侧。

两拉力器3中的任意一个拉力器3，其为拉伸弹簧，其长度等于或小于该宇航员小腿的长度，其上端为拉力器挂圈，其下端为拉力器挂勾。

该底板磁铁4a，其为薄长方体形，其两个磁极均在垂直该宇宙飞船5内腔底板的方向上。两底板磁铁4a，其位于该直杆1的后方但接近该直杆1，其分居该直杆1的后两侧，其间距离等于或大于该宇航员的肩宽，其分别固定连接在相应位置的该宇宙飞船5内腔的底板上。

该鞋底磁铁4b，其为薄圆柱体形，其两个磁极均在垂直该宇宙飞船5内腔底板的方向上。两鞋底磁铁4b，其分别嵌在该宇航员两只鞋后部的鞋底上，其下表面分别与这两只鞋鞋底的下表面齐平。

两底板挂圈，其分别位于两底板磁铁4a的正后方或侧后方，且分别接近这两底板磁铁4a，其固定连接在相应位置的该宇宙飞船5内腔的底板上，其不使用时倒平在该底板上，其使用时能转至与该底板垂直。

该宇航员锻炼时，其将皮带2缚紧在腰上，其将两拉力器3上端的拉力器挂圈分别勾挂在该皮带2两侧的皮带挂勾上，其两脚分别站立在两底板磁铁4a上且让两只鞋上的两鞋底磁铁4b分别与这两底板磁铁4a强磁力吸附，接着其蹲下将这两拉力器3下端的拉力器挂勾分别勾挂在两底板挂圈上，然后两手握住该直杆1。该宇航员用腿脚和腰部的力量使自己站立然后再缓慢下蹲过程中，相应肌肉便得到了锻炼，有如在地球上作下蹲和站立的往复运动。该宇航员用手臂和胸腹的力量使自己站立然后再缓慢下蹲过程中，相应肌肉便得到了锻炼，有如在地球上沿竖直爬梯用两手交错抓杠，向上作攀登运动，接着向下作下降运动。该宇航员用全身的力量使自己站立然后再缓慢下蹲过程中，身体上的大部分肌肉便得到了锻炼，有如在地球上游泳。人体是一个有机整体，各个器官相互作用、相互配合、相互协同，看似锻炼肌肉，维持和强化了肌肉的机能，实际上各个器官的机能都得到维持和强化，从而该宇航员在没有引力的空间作长时间宇宙飞行过程中，能维持甚至强化身体的机能。

宇航员停止锻炼时，鞋底磁铁4b与与之吸附的底板磁铁4a的脱离方法是这样的：该鞋底磁铁4b沿其与该底板磁铁4a的接触面，通过相对滑动而脱离。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明。本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化，仍属于本发明的范围。