本發(fā)明涉及一種太空鞋磁系統(tǒng)，尤其是以磁力替代重力的、宇航員在空間艙內(nèi)行走或站立類似于在地面上的、身體容易保持直立的、宇航員行動(dòng)自如生活方便的、腳或手的功能得到充分發(fā)揮從而工作效率提高的太空鞋磁系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

宇航員進(jìn)入太空空間艙，經(jīng)過初期神奇失重體驗(yàn)后，經(jīng)常的飄浮與在地面長(zhǎng)期形成的行動(dòng)習(xí)慣反差很大，逐漸不適應(yīng)。不適應(yīng)表現(xiàn)在：身體難以保持直立狀態(tài)，生活不方便；飄浮時(shí)須注意力集中，要不斷用手將身體推離障礙物，不小心就會(huì)碰撞四肢或頭部；腳的部分功能由手兼顧，手常要扶著空間艙以防飄移，需要兩只手共同操作的工作，只能用一只手去完成，手忙腳“廢”，工作效率降低；行走或站立時(shí)須手足并用，動(dòng)作緩慢，行動(dòng)不方便。

如何使身體容易保持直立狀態(tài)，如何讓行走或站立類似于地面上，如何讓行動(dòng)快速自如，如何充分發(fā)揮腳的功能讓手解放出來(lái)，如何提高安全性，如何提高工作效率，這些問題的解決不容小視，這些問題的解決是中國(guó)從航天大國(guó)邁向航天強(qiáng)國(guó)的當(dāng)務(wù)之急。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種太空鞋磁系統(tǒng)。該太空鞋磁系統(tǒng)使宇航員在空間艙內(nèi)站立或行走時(shí)，身體容易保持直立狀態(tài)，磁力替代重力，行走或站立都類似于在地面上。本發(fā)明另一個(gè)要解決的問題是使用該太空鞋磁系統(tǒng)的方法。

為解決上述太空鞋磁系統(tǒng)的技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的：

一種太空鞋磁系統(tǒng)，含鞋本體、墊板。

墊板為長(zhǎng)條形板，其用軟磁材料制作，其下表面與空間站內(nèi)行人道的上表面固緊連接。

鞋本體含鞋底、鞋面、電源、電源盒、開關(guān)。

鞋本體上鞋面的內(nèi)表面與對(duì)置的穿在該鞋本體內(nèi)的腳的皮膚緊密接觸。

電源安裝在電源盒內(nèi)，該電源盒固緊安裝在鞋面前部的外表面上。

開關(guān)隱藏在鞋底內(nèi)，或者固緊安裝在電源盒上。

鞋底用柔軟非導(dǎo)磁材料制造，其上有感應(yīng)片、永磁體、電磁體。

鞋本體的鞋底上的永磁體為圓柱體，其軸線與該鞋底的底面垂直，其位于穿在該鞋本體內(nèi)腳的跟骨的正下方，其下表面與該鞋底露出的下底面齊平，其軸向高度小于該鞋底的厚度，其下表面之上的磁體隱藏在該鞋底內(nèi)。

鞋本體的鞋底上的電磁體由鐵芯和導(dǎo)電繞組組成；該鐵芯為弓形塊，其位于穿在該鞋本體內(nèi)腳的五個(gè)腳趾的正下方，其弧面的形狀與該鞋底前弧面的形狀對(duì)應(yīng)，其相對(duì)面積大的下表面與該鞋底露出的下底面齊平，其用軟磁材料制作，其豎直高度小于該鞋底的厚度，水平導(dǎo)電繞組纏繞于其四周側(cè)面上，該導(dǎo)電繞組連同該鐵芯下表面之上的磁體隱藏在該鞋底內(nèi)；該電磁體上的導(dǎo)電繞組與該鞋本體上的開關(guān)、電源用導(dǎo)線連接成回路。

鞋本體的鞋底上的感應(yīng)片為弓形薄片，其弧面的形狀與該鞋底后弧面的形狀對(duì)應(yīng)且齊平，其相對(duì)面積小的前表面與該鞋底上的永磁體接近，其相對(duì)面積大的上表面與該永磁體后方的該鞋底的下底面固豎連接，其下表面從該鞋底的下底面向下突出；該感應(yīng)片與該鞋本體上的開關(guān)、電源用導(dǎo)線連接成回路，該開關(guān)的接通和斷開受該感應(yīng)片控制：該感應(yīng)片受到豎直方向壓力作用時(shí)該開關(guān)自動(dòng)閉合，從而該鞋底上的電磁體通電產(chǎn)生磁性，且該電磁體的下端與該鞋底上永磁體的下端為異性磁極；作用于該感應(yīng)片上豎直方向的壓力消失，該開關(guān)自動(dòng)斷開，從而該電磁體斷電磁性迅速消失。

使用太空鞋磁系統(tǒng)的方法是這樣的：

行走：

宇航員伸于身體前方一只腳上的鞋本體的鞋底的下表面與墊板接觸，該鞋底上的永磁體與該墊板相互吸引，該鞋底上的感應(yīng)片受到壓力作用，觸發(fā)該鞋本體上的開關(guān)閉合，該鞋底上的電磁體通電產(chǎn)生磁性，該鞋底的前后部都吸附在該墊板上，將該腳束縛于原處。

該宇航員身體后方一只腳的腳后跟用力斜上提，克服該墊板對(duì)該腳上鞋本體的鞋底上永磁體的磁力，該鞋底的后部與該墊板脫離，該鞋底上的感應(yīng)片受到的壓力消失，觸發(fā)該鞋本體上的開關(guān)斷開，該鞋底上的電磁體因斷電磁性迅速消失，該腳帶著該鞋本體離開該墊板后，向前伸出踏向前方的該墊板上。

上述兩個(gè)過程不斷循環(huán)。

站立：

宇航員兩只腳之一上的鞋本體的鞋底與墊板保持接觸。

站立轉(zhuǎn)為飄?。?/p>

宇航員兩只腳的腳后跟同時(shí)用力上提，使這兩只腳之一上的鞋本體的鞋底上的永磁體與墊板脫離，該鞋底上的感應(yīng)片受到的壓力消失，觸發(fā)該鞋本體上的開關(guān)斷開，該鞋底上電磁體因斷電磁性迅速消失，身體便飄浮起來(lái)了。

為使宇航員在空間艙內(nèi)的站立或行走類似于在地面上，鞋本體的鞋底上永磁體的磁性滿足：鞋本體的鞋底上永磁體與墊板接觸吸引時(shí)，該鞋底上感應(yīng)片受到的壓力能觸發(fā)開關(guān)閉合；宇航員一只腳上鞋本體的鞋底與墊板接觸，當(dāng)該腳的腳后跟用力斜上提，其感覺不太費(fèi)力，就能帶動(dòng)該鞋底上的永磁體與該墊板脫離。

采用這樣的結(jié)構(gòu)后，宇航員兩只腳上的鞋本體的鞋底與墊板接近時(shí)，該墊板對(duì)鞋底上永磁體或電磁體的磁力類似重力，主動(dòng)將鞋底吸下；宇航員站立在空間艙內(nèi)時(shí)，該墊板對(duì)鞋底上永磁體或電磁體的磁力類似重力，將兩腳束縛在原處，有如站立在地面上；宇航員在空間艙內(nèi)行走時(shí)，兩腳受的磁力束縛不斷協(xié)同變換，使得兩腳能夠不斷輪流向前伸出到墊板上，有如在地面上行走。

采用這樣的結(jié)構(gòu)后，宇航員在空間艙內(nèi)不論行走還是站立，身體容易保持直立狀態(tài)，長(zhǎng)期生活在地面上形成的習(xí)慣得以延續(xù)，不用擔(dān)心四肢或頭部受到碰撞，行動(dòng)自如，生活方便。

采用這樣的結(jié)構(gòu)后，在空間艙內(nèi)，腳的行走或站立功能能得到了充分發(fā)揮，手也被解放出來(lái)，工作效率顯著提高。

采用這樣的結(jié)構(gòu)后，太空鞋磁系統(tǒng)的構(gòu)件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是鞋底底面朝上的俯視示意圖。

圖2是鞋底豎直縱向剖面示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示，一種太空鞋磁系統(tǒng)，含鞋本體、墊板5。

如圖2所示，墊板5為長(zhǎng)條形板，其用軟磁材料制作，其下表面與空間站內(nèi)行人道的上表面固緊連接。

鞋本體含鞋底1、鞋面、電源、電源盒、開關(guān)。

鞋本體上鞋面的內(nèi)表面與對(duì)置的穿在該鞋本體內(nèi)的腳的皮膚緊密接觸。

電源安裝在電源盒內(nèi)，該電源盒固緊安裝在鞋面前部的外表面上。

開關(guān)隱藏在鞋底1內(nèi)，或者固緊安裝在電源盒上。

如圖1、圖2所示，鞋底1用柔軟非導(dǎo)磁材料制造，其上有感應(yīng)片2、永磁體3、電磁體4。

如圖1所示，鞋本體的鞋底1上的永磁體3為圓柱體，其軸線與該鞋底1的底面垂直，其位于穿在該鞋本體內(nèi)腳的跟骨的正下方，其下表面與該鞋底1露出的下底面齊平，如圖2所示，其軸向高度小于該鞋底1的厚度，其下表面之上的磁體隱藏在該鞋底1內(nèi)。

鞋本體的鞋底1上的電磁體4由鐵芯和導(dǎo)電繞組組成；如圖1所示，該鐵芯為弓形塊，其位于穿在該鞋本體內(nèi)腳的五個(gè)腳趾的正下方，其弧面的形狀與該鞋底1前弧面的形狀對(duì)應(yīng)，其相對(duì)面積大的下表面與該鞋底1露出的下底面齊平，其用軟磁材料制作，如圖2所示，其豎直高度小于該鞋底1的厚度，水平導(dǎo)電繞組纏繞于其四周側(cè)面上，該導(dǎo)電繞組連同該鐵芯下表面之上的磁體隱藏在該鞋底1內(nèi)。該電磁體4上的導(dǎo)電繞組與該鞋本體上的開關(guān)、電源用導(dǎo)線連接成回路。

如圖1、圖2所示，鞋本體的鞋底1上的感應(yīng)片2為弓形薄片，其弧面的形狀與該鞋底1后弧面的形狀對(duì)應(yīng)且齊平，其相對(duì)面積小的前表面與該鞋底1上的永磁體3接近，其相對(duì)面積大的上表面與該永磁體3后方的該鞋底1的下底面固豎連接，其下表面從該鞋底1的下底面向下突出。該感應(yīng)片2與該鞋本體上的開關(guān)、電源用導(dǎo)線連接成回路，該開關(guān)的接通和斷開受該感應(yīng)片2控制：該感應(yīng)片2受到豎直方向壓力作用時(shí)該開關(guān)自動(dòng)閉合，從而該鞋底1上的電磁體4通電產(chǎn)生磁性，且該電磁體4的下端與該鞋底1上永磁體3的下端為異性磁極；作用于該感應(yīng)片2上豎直方向的壓力消失，該開關(guān)自動(dòng)斷開，從而該電磁體4斷電磁性迅速消失。

使用太空鞋磁系統(tǒng)的方法是這樣的：

行走：

如圖2所示，宇航員伸于身體前方一只腳上的鞋本體的鞋底1的下表面與墊板5接觸，該鞋底1上的永磁體3與該墊板5相互吸引，該鞋底1上的感應(yīng)片2受到壓力作用，觸發(fā)該鞋本體上的開關(guān)閉合，該鞋底1上的電磁體4通電產(chǎn)生磁性，該鞋底1的前后部都吸附在該墊板5上，將該腳束縛于原處。

如圖2所示，該宇航員身體后方一只腳的腳后跟用力斜上提，克服該墊板5對(duì)該腳上鞋本體的鞋底1上永磁體3的磁力，該鞋底1的后部與該墊板5脫離，該鞋底1上的感應(yīng)片2受到的壓力消失，觸發(fā)該鞋本體上的開關(guān)斷開，該鞋底1上的電磁體4因斷電磁性迅速消失，該腳帶著該鞋本體離開該墊板5后，向前伸出踏向前方的該墊板5上。

上述兩個(gè)過程不斷循環(huán)。

站立：

如圖2所示，宇航員兩只腳之一上的鞋本體的鞋底1與墊板5保持接觸。

站立轉(zhuǎn)為飄?。?/p>

如圖2所示，宇航員兩只腳的腳后跟同時(shí)用力上提，使這兩只腳之一上的鞋本體的鞋底1上的永磁體3與墊板5脫離，該鞋底1上的感應(yīng)片2受到的壓力消失，觸發(fā)該鞋本體上的開關(guān)斷開，該鞋底1上電磁體4因斷電磁性迅速消失，身體便飄浮起來(lái)了。

為使宇航員在空間艙內(nèi)的站立或行走類似于在地面上，如圖2所示，鞋本體的鞋底1上永磁體3的磁性滿足：鞋本體的鞋底1上永磁體3與墊板5接觸吸引時(shí)，該鞋底1上感應(yīng)片2受到的壓力能觸發(fā)開關(guān)閉合；宇航員一只腳上鞋本體的鞋底1與墊板5接觸，當(dāng)該腳的腳后跟用力斜上提，其感覺不太費(fèi)力，就能帶動(dòng)該鞋底1上的永磁體3與該墊板5脫離。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明。本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出的各種變化，仍屬于本發(fā)明的范圍。