本發(fā)明涉及一種簡易太空鞋磁系統(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簡易太空鞋磁系統(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期形成的行動習(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,動作緩慢,行動不方便。
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,如何讓行動快速自如,如何充分發(fā)揮腳的功能讓手解放出來,如何提高安全性,如何提高工作效率,這些問題的解決是中國從航天大國邁向航天強(qiáng)國的當(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)問題是提供一種簡易太空鞋磁系統(tǒng),該簡易太空鞋磁系統(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簡易太空鞋磁系統(tǒng)的方法。
為解決上述簡易太空鞋磁系統(tǒng)的技術(shù)問題,本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的:
一種簡易太空鞋磁系統(tǒng),含鞋本體、墊板。
墊板為長條形板,其用軟磁材料制作,其下表面與空間艙內(nèi)行人道的上表面固緊連接。
鞋本體由鞋底、鞋面組成。
鞋本體上鞋面的內(nèi)表面與對置的穿在所述鞋本體內(nèi)的腳的皮膚緊密接觸。
鞋底用柔軟非導(dǎo)磁材料制造,其上有后永磁體、前永磁體。
鞋本體的鞋底上的后永磁體為圓柱體,其軸線與該鞋底的底面垂直,其位于該鞋本體內(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)。
鞋本體的鞋底上的前永磁體的水平縱向斷面為四邊形且兩側(cè)邊從后到前逐漸向該鞋底的內(nèi)側(cè)傾斜,其位于該鞋本體內(nèi)腳的跖骨前部的正下方,其下表面與該鞋底露出的下底面齊平,其豎直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),其下端與該鞋底上后永磁體的下端為異性磁極。
使用簡易太空鞋磁系統(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與墊板接觸,該鞋底上的后永磁體或前永磁體與該墊板相互吸引,該腳被束縛在原處。
該宇航員身體后方一只腳的腳后跟斜上提接著前腳掌上蹬,用力帶動該腳上的鞋本體,克服該鞋本體的鞋底上的后永磁體和前永磁體受的磁力,該后永磁體和該前永磁體先后與墊板脫離,然后該腳帶著該鞋底伸向前方的該墊板上且與之接觸。
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相應(yīng)位置的墊板保持接觸。
從站立轉(zhuǎn)為飄浮:
宇航員兩只腳的腳后跟同時(shí)上提接著前腳掌上蹬,用力帶動這兩只腳之一穿的鞋本體,克服該鞋本體的鞋底上的后永磁體或前永磁體受的磁力,該后永磁體和該前永磁體先后與接觸的墊板脫離。
為使宇航員在空間艙內(nèi)的站立或行走類似于在地面上,鞋本體的鞋底上的后永磁體或前永磁體的磁性滿足:該鞋底的下底面與墊板接觸時(shí),該鞋底上的后永磁體或前永磁體受的磁力,能有效束縛該鞋本體內(nèi)的腳靜止于原處;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接著前腳掌上蹬時(shí),其感覺不太費(fèi)力,就能帶著該鞋底上的后永磁體和前永磁體先后與該墊板脫離。
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),鞋底上的后永磁體和前永磁體與該墊板相互吸引,磁力類似重力主動將鞋底吸下;宇航員站立在空間艙內(nèi)時(shí),該墊板對鞋底上后永磁體或前永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伸到前方的墊板上,有如在地面上行走。
采用這樣的結(jié)構(gòu)后,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得到了充分發(fā)揮,手被解放出來,工作效率顯著提高。
采用這樣的結(jié)構(gòu)后,簡易太空鞋磁系統(tǒng)不消耗能源。
采用這樣的結(jié)構(gòu)后,簡易太空鞋磁系統(tǒng)構(gòu)件少,結(jié)構(gòu)簡單,容易制造。
附圖說明
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
圖1是鞋本體的鞋底朝上的俯視示意圖。
圖2是鞋底的豎直縱向剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示,一種簡易太空鞋磁系統(tǒng),含鞋本體、墊板4。
如圖2所示,墊板4為長條形板,其用軟磁材料制作,其下表面與空間艙內(nèi)行人道的上表面固緊連接。
鞋本體由鞋底1、鞋面組成。
鞋本體上鞋面的內(nèi)表面與對置的穿在該鞋本體內(nèi)的腳的皮膚緊密接觸。
如圖1、圖2所示,鞋底1用柔軟非導(dǎo)磁材料制造,其上有后永磁體2、前永磁體3。
如圖1所示,鞋本體的鞋底1上的后永磁體2為圓柱體,其軸線與該鞋底1的底面垂直,其位于該鞋本體內(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)。
如圖1所示,鞋本體的鞋底1上的前永磁體3的水平縱向斷面為四邊形且兩側(cè)邊從后到前逐漸向該鞋底1的內(nèi)側(cè)傾斜,其位于該鞋本體內(nèi)腳的跖骨前部的正下方,其下表面與該鞋底1露出的下底面齊平,如圖2所示,其豎直高度小于該鞋底1的厚度,其下表面之上的磁體隱藏在該鞋底1內(nèi),其下端與該鞋底1上后永磁體2的下端為異性磁極。
使用所述簡易太空鞋磁系統(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與墊板4接觸,該鞋底1上的后永磁體2或前永磁體3與該墊板4相互吸引,該腳被束縛在原處。
如圖2所示,該宇航員身體后方一只腳的腳后跟斜上提接著前腳掌上蹬,用力帶動該腳上的鞋本體,克服該鞋本體的鞋底1上的后永磁體2和前永磁體2受的磁力,該后永磁體2和該前永磁體3先后與墊板4脫離,然后該腳帶著該鞋底1伸向前方的該墊板4上且與之接觸。
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與相應(yīng)位置的墊板4保持接觸。
從站立轉(zhuǎn)為飄?。?/p>
如圖2所示,宇航員兩只腳的腳后跟同時(shí)上提接著前腳掌上蹬,用力帶動這兩只腳之一穿的鞋本體,克服該鞋本體的鞋底1上的后永磁體2或前永磁體3受的磁力,該后永磁體2和該前永磁體3先后與接觸的墊板4脫離。
如圖2所示,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1上的后永磁體2或前永磁體3的磁性滿足:該鞋底1的下底面與墊板4接觸時(shí),該鞋底1上的后永磁體2或前永磁體3受的磁力,能有效束縛該鞋本體內(nèi)的腳靜止于原處;宇航員一只腳上鞋本體的鞋底1與墊板4接觸,當(dāng)該腳的腳后跟用力斜上提接著前腳掌上蹬時(shí),其感覺不太費(fèi)力,就能帶著該鞋底1上的后永磁體2和前永磁體3先后與該墊板4脫離。
上面結(jié)合附圖對本發(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。