一种抗荷供氧调节器

技术领域

本发明涉及航空技术领域，具体涉及一种抗荷供氧调节器。

背景技术

利用载人离心机对飞行员进行抗荷生理训练时，为防止持续性加速度(+Gz)引起的不良影响，特别是高持续+Gz引起的意识丧失(G-LOC)，必须采取一些防护措施，最常用的就是抗荷供氧装备，包括抗荷服、抗荷调压器、供氧调节器、保护头盔、加压供氧面罩、代偿背心等。其中，抗荷调压器与供氧调节器在+Gz过程中，分别起为抗荷服与面罩充气建压并自动调节压力值与流量的作用，是抗荷供氧装备中的关键部件。

目前，我国载人离心机采用的是机载氧气系统及飞行员个体防护装备成品，包括抗荷调压器、氧气调节器、压力比调节器、氧气断接器、减压器，以及配套的头盔、面罩、抗荷服等装备，除具有抗荷、抗荷正压呼吸(PBG)功能外，还具有高空供氧(PBA)等功能，能够满足某机型飞行员使用需要。但是现有的抗荷供氧系统采用机械式结构，管路长、吸气阻力偏大、组成成品数量多、质量重、占用座舱空间大。而且目前不同机种飞行员进行离心机抗荷能力训练时，只能采用与载人离心机安装的抗荷供氧系统而不是与所飞机种配套的个体防护装备，针对性不强；特别是受其机械结构性能所限，新机飞行员无法完成大纲规定的高增长率过载训练科目，大大降低了训练效能。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的与载人离心机安装的抗荷供氧调节器不能与各种类型抗荷供氧装备相适配的缺陷，从而提供一种抗荷供氧调节器。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明实施例提供一种抗荷供氧调节器，抗荷供氧调节器与抗荷供氧装备连接，抗荷供氧调节器包括：状态信息采集模块、控制模块、调压模块及多个调压接口，其中，状态信息采集模块，其与控制模块连接，用于采集载人离心机当前运动状态信息发送给控制模块；控制模块，用于根据预设抗荷供氧装备机型，发出对应的预充压信号；以及根据载人离心机当前运行状态信息、预设抗荷供氧装备机型及对应的预设阈值，发出对应的控制信号；调压模块，其分别与控制模块、外接的氧气源及空气源连接，并通过不同的调压接口与不同的抗荷供氧装备连接，调压模块用于根据预充压信号对抗荷供氧装备预充压；根据控制信号，调节抗荷供氧装备中的氧气含量和/或空气含量。

在一实施例中，抗荷供氧调节器还包括：抗荷供氧调节器所连接的抗荷供氧装备不同，所对应的预设阈值不同。

在一实施例中，抗荷供氧调节器抗荷供氧装备包括：抗荷服、代偿背心及面罩；调压接口包括：抗荷服接口、代偿背心接口、面罩接口、余压管接口。

在一实施例中，抗荷供氧调节器还包括：机型选择模块，其与控制模块连接，用户通过机型选择模块选择不同的预设抗荷供氧装备机型；测试模块，其与控制模块连接，用户通过测试模块输出测试信号至控制模块，控制模块根据测试信号进行自检测试。

在一实施例中，抗荷供氧调节器还包括：氧气接嘴、空气接嘴、抗荷供氧装备连接板，其中，氧气接嘴及空气接嘴分别与外接的氧气源及空气源连接；每个调压接口均设置于抗荷供氧装备连接板上。

在一实施例中，调压模块包括：氧气调压单元及空气调压单元，其中，氧气调压单元，其通过氧气接嘴与外接氧气源连接，并与通过代偿背心接口与代偿背心连接，通过面罩接口与面罩连接，通过余压管接口与余压管连接，用于根据控制信号，控制抗荷供氧装备中的氧气含量；空气调压单元，其通过空气接嘴与外接空气源连接，并与通过抗荷服接口与抗荷服连接，用于根据控制信号，控制抗荷供氧装备中的空气含量。

在一实施例中，氧气调压单元包括：氧气连通管道、氧气卸压机构、多个氧气活门及多个氧气电机，其中，氧气接嘴设置于氧气连通管道上，并贯穿进氧气连通管道中；一个氧气活门与一个氧气电机对应连接，每个氧气电机均与控制模块连接，每个氧气活门设置于氧气连通管道中，且每个氧气活门的尺寸与氧气连通管道的直径相适配；控制模块发出控制信号至氧气电机，通过控制对应的氧气电机的运行状态，控制对应的活门的开关状态；氧气卸压机构与氧气连通管道连接，用于自动卸除氧气连通管道内过高的压力。

在一实施例中，空气调压单元包括：空气连通管道、空气活门、空气电机及空气卸压机构，其中，空气接嘴设置于空气连通管道出口，用于与外接空气源连接；空气活门与空气电机连接，空气电机与控制模块连接，空气活门设置于空气连通管道中，且空气活门的尺寸与空气连通管道的直径相适配；控制模块发出控制信号至空气电机，通过控制空气电机的运行状态，控制活门的开关状态；空气卸压机构与空气连通管道连接，用于自动卸除空气连通管道内过高的压力。

在一实施例中，抗荷供氧调节器还包括：氧气调节选择模块，其与控制模块连接，用户通过氧气调节选择模块控制控制模块是否对抗荷供氧装备中的氧气含量进行调节。

在一实施例中，抗荷供氧调节器还包括：头盔通讯接口，设置于抗荷供氧装备连接板上，用于与头盔的通讯接口连接；机载通讯接口，通过线缆与载人离心机座舱内语音通讯系统相连；电源接口，与外接电源连接，外接电源为抗荷供氧调节器供电；数据接口，与外接的调试设备连接，调试设备用于对抗荷供氧调节器进行调试、故障诊断及维护。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的抗荷供氧调节器，多个调压接口与不同的抗荷供氧装备连接，控制模块根据载人离心机当前运动状态信息，对抗荷供氧装备内气体压力进行调节，从而实现了单台抗荷供氧调节器对不同机型抗荷供氧装备调节，简化了飞行员航空生理训练装置，提高了对飞行员的训练效率。

2.本发明提供的抗荷供氧调节器，通过控制模块的内部参数设置，与机型选择模块，以及多个调压接口的设计，实现单台装备达到不同机种抗荷供氧系统指标要求；调压接口与各种供氧面罩、抗荷服、代偿背心接口匹配连接，满足了不同机种飞行员实际训练需要，扩大现有载人离心机训练保障对象范围，提升了训练效能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的抗荷供氧调节器的一个具体示例的组成图；

图2为本发明实施例提供的抗荷供氧调节器的另一个具体示例的组成图；

图3为本发明实施例提供的抗荷供氧调节器的具体结构图；

图4为本发明实施例提供的抗荷供氧调节器的另一个具体示例的组成图；

图5为本发明实施例提供的抗荷供氧调节器的另一个具体示例的组成图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例

本发明实施例提供一种抗荷供氧调节器，应用于需要抗荷供氧装备中的压力进行调整的场合，如图1所示，抗荷供氧调节器与抗荷供氧装备连接，抗荷供氧调节器包括：状态信息采集模块1、控制模块2、调压模块3及多个调压接口4。

如图1所示，本发明实施例的状态信息采集模块1，其与控制模块2连接，用于采集载人离心机当前运动状态信息发送给控制模块2。

当利用载人离心机对飞行员进行抗荷生理训练时，常采用抗荷供氧装备以防止载人离心机的持续性加速度引起的不良影响，本发明实施例中，抗荷供氧装备与抗荷供氧调节器连接，抗荷供氧调节器通过不同的调压接口4与不同的抗荷供氧装备(抗荷供氧装备包括：抗荷服、代偿背心及面罩等)连接，状态信息采集模块1根据载人离心机当前运动状态信息(例如：载人离心机的加速度，则状态信息采集模块1包括加速度传感器，仅以此为例但并不以此为限，实际中根据具体需求获取离心机当前对应的运动状态信息)，调节抗荷供氧装备内的压力，以调节抗荷供氧装备内的氧气含量或空气含量。

如图1所示，本发明实施例的控制模块2，用于根据预设抗荷供氧装备机型，发出对应的预充压信号；以及根据载人离心机当前运行状态信息、预设抗荷供氧装备机型及对应的预设阈值，发出对应的控制信号；

本发明实施例的调压模块3分别与控制模块2、外接的氧气源及空气源连接，并通过不同的调压接口4与不同的抗荷供氧装备连接，调压模块3用于根据预充压信号对抗荷供氧装备预充压；根据控制信号，调节抗荷供氧装备中的氧气含量和/或空气含量。

由于本发明实施例的抗荷供氧调节器可以调节不同的抗荷供氧装备内的压力，因此，用户通过根据飞行员所穿戴的抗荷供氧装备机型，选择不同的预设抗荷供氧装备机型，并输入至抗荷供氧调节器中，之后，控制模块2根据不同的预设抗荷供氧装备机型，发出不同的预充压信号至调压模块3，调压模块3根据预充压信号对抗荷供氧装备进行预充压，不同的预充压信号可以对应不同的压力值等信息。

本发明实施例的控制模块2当判断出载人离心机当前运行状态信息，超过了其对应的预设阈值，则发出对应的控制信号，调压模块3对所连接的抗荷供氧装备的压力进行调节(即：对抗荷供氧装备内的氧气含量或空气含量进行调节)。例如：当载人离心机当前运行状态信息为载人离心机的加速度，则该加速度所对应的预设阈值则为G值(G＝a/g，a为载人离心机加速度，g为重力加速度)，当载人离心机的加速度超过G值时，则控制模块2发出控制信号至调压模块3，此外，由于本发明实施例可以控制不同的抗荷供氧装备中的压力，因此，不同抗荷供氧调节器所连接的抗荷供氧装备不同，所对应的预设阈值不同。

需要说明的是，本发明实施例的控制模块2中所涉及的比较算法、控制算法等方法均为现有技术中成熟的比较算法、控制算法等，在此不再赘述。

本发明实施例中，当抗荷供氧调节器与面罩、代偿背心连接时，则调压模块3可以根据控制信号调节面罩及代偿背心内的氧气含量，当抗荷供氧调节器与抗荷服连接时，则调压模块3可以根据控制信号调节抗荷服内的空气含量。

由于本发明实施例可以与不同的抗荷供氧装备连接，因此调压接口4包括：抗荷服接口、代偿背心接口、面罩接口、余压管接口。

需要说明的是，本发明实施例的抗荷供氧调节器可以与一个或多个不同的抗荷供氧装备同时连接，具体的连接状况由实际情况确定。

本发明实施例提供的抗荷供氧调节器，多个调压接口与不同的抗荷供氧装备连接，控制模块根据载人离心机当前运动状态信息，对抗荷供氧装备内气体压力进行调节，从而实现了单台抗荷供氧调节器对不同机型抗荷供氧装备调节，简化了飞行员航空生理训练装置，提高了对飞行员的训练效率。

在一具体实施例中，如图2所示，抗荷供氧调节器还包括：机型选择模块5及测试模块6。

如图2所示，本发明实施例的机型选择模块5与控制模块2连接，用户通过机型选择模块5选择不同的预设抗荷供氧装备机型。

由于本发明实施例的抗荷供氧调节器可以与不同抗荷供氧装备连接，当用户根据飞行员所佩戴的抗荷供氧装备的机型，选择预设抗荷供氧装备机型，控制模块2根据预设抗荷供氧装备机型选择不同的预充压力阈值，控制调压模块3对抗荷供氧装备进行预充压，使得抗荷供氧装备中的压力达到预充压力阈值，此外控制模块2根据预设抗荷供氧装置选择不同的预设阈值，并当判断出载人离心机当前运行状态信息，超过了其对应的预设阈值，则发出对应的控制信号，调压模块3对所连接的抗荷供氧装备的压力进行调节。

如图2所示，本发明实施例的测试模块6与控制模块2连接，用户通过测试模块6输出测试信号至控制模块2，控制模块2根据测试信号进行自检测试。

本发明实施例的测试模块6可以模拟载人离心机运行状态信息(例如：载人离心机加速度信号)，并将模拟载人离心机运行状态信息输入至控制模块2，控制模块2开始自检测试。

在一具体实施例中，如图3所示，抗荷供氧调节器还包括：氧气接嘴7、空气接嘴8、抗荷供氧装备连接板9，其中，氧气接嘴7及空气接嘴8分别与外接的氧气源及空气源连接；每个调压接口4均设置于抗荷供氧装备连接板9上。

如图3所示，本发明实施例的抗荷供氧装备连接板9可以包括3中形式，即设置有余压管接口、面罩接口、代偿背心接口、抗荷服接口及头盔通讯接口的抗荷供氧装备连接板9，设置有面罩接口、抗荷服接口及头盔通讯接口的抗荷供氧装备连接板9，设置有代偿背心接口、抗荷服接口及头盔通讯接口的抗荷供氧装备连接板9，其中头盔通讯接口与飞行员佩戴的头盔连接。

图3中，控制模块2包括DSP芯片，测试模块6可以为测试旋钮，机型选择模块5可以为机型选择旋钮，用户通过旋转测试旋钮控制抗荷供氧调节器进行自检测试，通过旋转机型选择旋钮，选择抗荷供氧装备对应的预设抗荷供氧装备机型。

本发明实施例的氧气接嘴7可以通过载人离心机舱内氧气管路与氧气源连接，空气接嘴8可以通过载人离心机舱内空气管路与空气源(例如：压缩空气站储气罐)连接。

在一具体实施例中，如图4所示，调压模块3包括：氧气调压单元31及空气调压单元32。

如图4所示，本发明实施例的氧气调压单元31，其通过氧气接嘴7与外接氧气源连接，并与通过代偿背心接口与代偿背心连接，通过面罩接口与面罩连接，通过余压管接口与余压管连接，用于根据控制信号，控制抗荷供氧装备中的氧气含量；

空气调压单元32，其通过空气接嘴8与外接空气源连接，并与通过抗荷服接口与抗荷服连接，用于根据控制信号，控制抗荷供氧装备中的空气含量。

在一具体实施例中，如图3所示，氧气调压单元31包括：氧气连通管道311、氧气卸压机构312、多个氧气活门313及多个氧气电机314。

如图3所示，氧气接嘴7设置于氧气连通管道311上，并贯穿进氧气连通管道311中；并且，一个氧气活门313与一个氧气电机314对应连接，每个氧气电机314均与控制模块2连接，每个氧气活门313设置于氧气连通管道311中，且每个氧气活门313的尺寸与氧气连通管道311的直径相适配；氧气卸压机构312与氧气连通管道311连接，用于自动卸除氧气连通管道311内过高的压力。

本发明实施例的控制模块2发出控制信号至氧气电机314，通过控制对应的氧气电机314的运行状态，控制对应的活门的开关状态，其中氧气电机314可以通过反转或正转控制氧气活门313的开启或关闭，从而控制氧气进入氧气活门313对应的抗荷供氧装备(面罩、或代偿背心、或余压管)中。

在一具体实施例中，如图3所示，空气调压单元32包括：空气连通管道321、空气活门322、空气电机323及空气卸压机构324。

如图3所示，空气接嘴8设置于空气连通管道321出口，用于与外接空气源连接；空气活门322与空气电机323连接，空气电机323与控制模块2连接，空气活门322设置于空气连通管道321中，且空气活门322的尺寸与空气连通管道321的直径相适配；空气卸压机构324与空气连通管道321连接，用于自动卸除空气连通管道321内过高的压力。

本发明实施例的控制模块2发出控制信号至空气电机323，通过控制对应的空气电机323的运行状态，控制对应的活门的开关状态，其中空气电机323可以通过反转或正转控制空气活门322的开启或关闭，从而控制空气进入空气活门322对应的抗荷供氧装备(抗荷服)中。

本发明实施例的氧气卸压机构312及空气卸压机构324，在其所连接的氧气连通管道311或空气连通管道321内的压力超过限值时，卸压机构内置的活门自动打开，从而排气卸压，由此防止因意外情况而导致管道内压力过高的情况。

需要说明的是，图3中，本发明实施例的氧气连通管路中仅仅设置了两个氧气连通支路，每个氧气连通支路与一个调压接口4连接，但是若实际工况中需要对多个抗荷供氧装备进行调压时，则氧气连通管路可设置多个氧气连通支路，在此不做限制。同理，图3中，本发明实施例的空气连通管路为单管路，该单管路与一个调压接口4连接，但是若实际工况中需要对多个抗荷供氧装备进行调压时，则空气连通管路可设置多个空气连通支路(其结构与图3中的氧气连通管路的结构相同或相似)，在此不做限制。

在一具体实施例中，如图5所示，抗荷供氧调节器还包括：氧气调节选择模块10，其与控制模块2连接，用户通过氧气调节选择模块10控制控制模块2是否对抗荷供氧装备中的氧气含量进行调节。

本发明实施例的氧气调节选择模块10可以为PBG开关，如图3所示，用户可以通过按下或抬起PBG开关，控制控制模块2是否具有氧气含量调节功能。

在一具体实施例中，如图3所示，抗荷供氧调节器还包括：头盔通讯接口、机载通讯接口、电源接口及数据接口。

如图3所示，头盔通讯接口，设置于抗荷供氧装备连接板9上，用于与头盔的通讯接口连接；

机载通讯接口，通过线缆与载人离心机座舱内语音通讯系统相连；

电源接口，与外接电源连接，外接电源为抗荷供氧调节器供电；

数据接口，与外接的调试设备连接，调试设备用于对抗荷供氧调节器进行调试、故障诊断及维护。

本发明实施例提供的抗荷供氧调节器，多个调压接口与不同的抗荷供氧装备连接，控制模块根据载人离心机当前运动状态信息，对抗荷供氧装备内气体压力进行调节，从而实现了单台抗荷供氧调节器对不同机型抗荷供氧装备调节，简化了飞行员航空生理训练装置，提高了对飞行员的训练效率；通过控制模块的内部参数设置，与机型选择模块，以及多个调压接口的设计，实现单台装备达到不同机种抗荷供氧系统指标要求；调压接口与各种供氧面罩、抗荷服、代偿背心接口匹配连接，满足了不同机种飞行员实际训练需要，扩大现有载人离心机训练保障对象范围，提升了训练效能。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。