ЦКР Устройство воспроизведения эффектов искусственной гравитации центрифуга короткого радиуса (ЦКР) Магжанов Р.М. Мазуров П.В. Энергия - Сервис л.1 ЦКР Основание для разработки эскизного проекта: • Эскизный проект на устройство воспроизведения эффектов искусственной гравитации – центрифугу короткого радиуса (ЦКР) разработан на основании технического задания «Разработка опытного образца устройство воспроизведения эффектов искусственной гравитации – центрифуги короткого радиуса (ЦКР)» от 10.августа 2007 года. Обозначение опытного образца (ЦКР): Опытному образцу (ЦКР) предлагается дать обозначение:ЦКР.0000-0. Материалы эскизного проекта (ЦКР): Перечень материалов определен ведомостью эскизного проекта, в которую входят: •ЦКР.0000-0ВЭП - Ведомость эскизного проекта; •ЦКР.0000-0Е1 - Схема деления; •ЦКР.0000- 0ПЗ – Пояснительная записка; •ЦКР.0000-0ВО – Виды общие. Энергия - Сервис л.2 ЦКР Назначение центрифуги короткого радиуса: •Центрифуга короткого радиуса разрабатывается для создания нового перспективного средства профилактики неблагоприятного влияния невесомости на организм человека в сверхдлительных космических полетах, а также совершенствования методик лечения и реабилитации пациентов с нарушениями опорно-двигательного аппарата и сердечно сосудистой системы. Область применения устройства: •Область применения устройства воспроизведения эффектов искусственной гравитации - проведение терапии и реабилитации больных с ишемическими заболеваниями нижних конечностей, травмами ног, остеопенией и остеопорозом, реализация и внедрение в практическое здравоохранение метода гравитационной терапии в хирургии, травмотологии и ортопедии различных заболеваний. Энергия - Сервис л.3 ЦКР Анализ существующих вариантов центрифуг короткого радиуса (ЦКР) и их особенностей (размещения функциональных составных частей, положительных и отрицательных аспектов и пр.) ЦКР NASA, 2004 г. Энергия - Сервис л.4 ЦКР ЦКР ESA, 2006 г. Энергия - Сервис л.5 ЦКР ЦКР NASDA (Япония), 2002 г. Энергия - Сервис л.6 ЦКР ЦКР Института медико-биологических проблем, 1973-1979 гг. Энергия - Сервис л.7 ЦКР Энергия - Сервис л.8 ЦКР Выбор облика центрифуги короткого радиуса (ЦКР) по результатам проведенного анализа ● Двухконсольная конструкция, позволяющая одновременно вращать 2-х человек. ● Применение привода, закрытого кожухом, к которому крепятся подпорки консолей. Полуоткрытый кожух с воздухозаборниками позволяет существенно упростить и облегчить конструкцию привода и отказаться от примененной американцами системы водяного охлаждения двигателя. ● Компактность двигателя с редуктором обеспечивает возможность его установки без применения фальшпола или приямка. ● Крепление привода выполняется как в европейском варианте: рама вместе с приводом и основанием монтируется на закладную плиту в полу. ● Две консоли центрифуги выполнены в виде одной жесткой конструкции. Отсутствие стойки в центральной части конструкции позволяет перемещать ложемент в любое положение от оси вращения. ● Ложемент и подножка (платформа для установки тренажера) выполнены в виде раздельных элементов. Подножка совместно с велоэргометром крепится с дискретностью 25 мм. к ложементу–трансформеру Энергия - Сервис л.9 ЦКР ● Как у американцев ж/к монитор крепится к стойке ложемента, и, соответственно, перемещается вместе с ложементом. Кроме того, на этой же стойке крепится устройство для контроля периферического зрения «Периметр» и телекамера наблюдения за лицом пациента. ● Для защиты пациента от оптокинетических раздражителей во время вращения голова и верхняя часть туловища (поверх стойки с «Периметром» и пр.) закрывается светонепроницаемым колпаком (подобным Европейскому, но откидывающимся). ● Возможность проведения вращений в положении «лежа» и «сидя» реализована в Европейской ЦКР. Однако, примененная компоновка из 4 элементов (2 ложемента и 2 кресла) существенно усложняет конструкцию. Целесообразно применение специального трансформируемого ложемента. ● Полки для крепления аппаратуры для медицинского контроля и исследований целесообразно разместить в центральной части ЦКР и под консолями. ● Пульты управления ЦКР и контроля технических и медицинских параметров выполнены по Европейскому образцу. Пультовая комната имеет окно в зал ЦКР, расположенное выше верхнего края мониторов. Энергия - Сервис л.10 ЦКР Устройство воспроизведения эффектов искусственной гравитации Энергия - Сервис л.11 ЦКР Схема деления Устройство воспроизведения эффектов искусственной гравитации Помещения под УВЭИГ ЦКР Система медицинского обеспечения, включая пульт врача Энергия - Сервис Кабельная сеть и монтажи Система управления центрифугой, включая пульт инженера Система питания и автоматики л.12 ЦКР Внешний вид помещения УВЭИГ Поз. Энергия - Сервис Наименование Колво 1 Зал ЦКР 1 2 Пультовая 1 3 ЦКР 1 4 Техническое помещение 2 5 Система освещения 1 6 Система вентиляции 1 7 Система питания 1 8 Система пожаротушения 1 9 Пульт врача 1 10 Пульт инженера 1 11 Зона размещения дополнительного оборудования 1 л.13 ЦКР Схема деления помещения УВЭИГ Энергия - Сервис л.14 ЦКР Технические характеристики • Количество испытателей — 2 чел. (массой до 100 кг); • Количество консолей — 2 • Радиус — 2,5 м • Скорость вращения — до 45 об/мин; • Погрешность поддержания угловой скорости от установленного значения в автоматическом режиме — не более ± 1%; • Максимальное ускорение — до 5g; • Время непрерывной работы — до 8 часов; • Температура эксплуатации — (20±5)ºС; • Время аварийной остановки — не более 60 с, не менее 30 с; • Габаритные размеры: высота ширина длина — — — 1,9 м; 0,9 м; 5,0 м. Энергия - Сервис л.15 ЦКР Центрифуга короткого радиуса Энергия - Сервис л.16 ЦКР Схема деления центрифуги Энергия - Сервис л.17 ЦКР Внешний вид центрифуги короткого радиуса Поз. Наименование Кол-во 1 Основание 1 2 Рама 1 3 Ложемент подвижный 2 4 Кабина 2 Энергия - Сервис л.18 ЦКР Массовая сводка ЦКР Наименование Основание: Масса, кг 300,0 Основание с опорной рамой 195,0 Электромеханический привод (совместно с тормозом и ВКУ) 105,0 Рама: 74,0 Рама центрифуги совместно с площадками обслуживания и полками мед. оборудования 52,0 Неподвижная рама 22,0 Ложемент подвижный (2 шт.): 96,0×2=192,0 Подвижная рама с механизмом поворота 18,0 Ложемент–трансформер совместно с ложами спины, сиденья, икр и ремнями фиксации испытателя 32,0 Каретка–подножка: – велоэргометр – степпер – конструкция Энергия - Сервис 46,0 max 36,0 15,0 10,0 л.19 ЦКР Массовая сводка ЦКР (продолжение) Наименование Кабина (2 шт.): Масса, кг 38,0×2=76,0 Рама с задней стенкой 9,8 Колпак с механизмами подъема и фиксации 12,2 Подголовник 3,4 Сенсорная панель 7,9 Устройство «Периметр» 2,1 Видеокамера 1,5 Вентилятор 1,1 Кабельная сеть и монтажи ИТОГО: Энергия - Сервис 25,0 667,0 л.20 ЦКР Соответствие ЭП требованиям ТЗ Пункты ТЗ Соответствие ЭП Причина п. 4.2.1 высота ЦКР в ТЗ – 1,7 м в ЭП – 1,9 м – Конструкция кабины – Удобство размещения пациента п. 4.2.7 время аварийной остановки ТЗ – от 10 до 30 с ЭП – от 30 до 60 с – 60 с выбраны из условия работы ТЗ – двигатель без редуктора ЭП – двигатель с редуктором – Неудобство размещения двигателя с п. 4.9.20 Остальные пункты ТЗ Энергия - Сервис системы доводки, останавливающей центрифугу в определенном положении – Результаты расчетов показали, что время аварийной остановки равное 10 с заметно ухудшают массово-прочностные характеристики конструкции вертикальным валом без редуктора в данном помещении (требуется приямок или фальшпол) – Ухудшение габаритных параметров устройства без заметного улучшения технических характеристик. Соответствуют л.21