姚　萍, 　李云義, 　姜麗萍, 　劉志洋
摘要: 　目的　建立新型動物離心機(jī)模擬加速度飛行環(huán)境。方法　應(yīng)用變頻器的控制技術(shù)控制新型動物離心機(jī)的動力系統(tǒng)。結(jié)果　能夠模擬高G值、不同G值增長率、單相和多相峰值加速度組合。結(jié)論　新型動物離心機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,操作性強(qiáng),功能完善。
關(guān)鍵詞: 　加速度; 　離心機(jī); 　動物
　　隨著現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)動性能的增加,高G 值可引起飛行人員的意識喪失（ G- LOC） ,從而威脅飛行安全,因此,加速度對人體的影響更加受到重視,已成為航空醫(yī)學(xué)研究的重點之一。同時也是航醫(yī)本科班學(xué)生必須掌握的教學(xué)內(nèi)容,為此我們依據(jù)航空動力學(xué)原理,研制一臺新型動物離心機(jī),以模擬高G 值、不同G 值增長率、單相和多相峰值加速度組合的飛行環(huán)境,探討飛行人員對加速度耐力不足、加速度引起意識喪失等問題,并且應(yīng)用到生理實驗教學(xué)當(dāng)中。現(xiàn)報道研究如下。
1 　新型動物離心機(jī)的初建
1. 1 　動物離心機(jī)的支撐結(jié)構(gòu)　由槽鋼焊接固定框架,用大理石板做外觀裝飾、穩(wěn)定配重和降低噪音。
1. 2 　動物離心機(jī)的動力裝置　電動機(jī):4 級交流電動機(jī),轉(zhuǎn)速1 400 r/ min ,電壓380 V ,頻率50 Hz/ s ,功率1.5 kW。控制儀:應(yīng)用SanKen - 高功能*式變頻器（日本） 。
1.3 　動物的固定裝置　主軸: 由直徑為6.0 cm ,高度為75.0 cm 的中空鋼軸構(gòu)成。動物固定:動物固定有三種方法:四肢固定法、玻璃罩法、臺式翻轉(zhuǎn)法（可產(chǎn)生不同的翻轉(zhuǎn)動作） 。旋轉(zhuǎn)臂:旋轉(zhuǎn)臂厚為1.0 mm ,直徑為7.0 cm ,長為5.0 m 的白鋼管制成（以動物心水平半徑為2.28 m） 。負(fù)重平衡架:用來配重,使離心機(jī)兩側(cè)保持平衡。
1. 4 　動物離心機(jī)的記錄系統(tǒng)　八道生理記錄儀（鄭州儀器廠） 、心電圖機(jī)（日本） 。
導(dǎo)電方法:采用懸線法。
動物連接記錄電極（或換能器） →懸線環(huán)→八道生理記錄儀和心電圖機(jī)（見圖1） 。

1. 5 　新型動物離心機(jī)的實驗原理　依據(jù)航空動力學(xué)規(guī)定,當(dāng)動物頭朝向軸心時,受到持續(xù)性+ Gz 值加速度的作用;當(dāng)動物尾朝向軸心時受到持續(xù)性- Gz 值加速度的作用。根據(jù)公式:
a = V 2/ R = （2πnR） 2/ R = 4π2 n2 R , G = a/ go
（ n :代表離心機(jī)的每秒轉(zhuǎn)數(shù)）
通過變頻器控制儀的調(diào)控,就可獲得不同G 值的加速度,也可控制G 值增長率。
2 　新型動物離心機(jī)的調(diào)控
　　動物離心機(jī)的調(diào)控主要由日本SanKen ———高功能*式變頻器來完成。可產(chǎn)生不同G 值增長率, G 值范圍為0～20Gz ,電動機(jī)與離心機(jī)主軸的轉(zhuǎn)數(shù)比為20∶1 。
　　SanKen - 高功能*式變頻器操作面板的顯示模式分為狀態(tài)顯示模式和功能顯示模式兩種類型,通常選擇功能顯示模式進(jìn)行離心機(jī)的調(diào)控, [ PROG]鍵為功能顯示模式鍵,按輸入[ ENTER]鍵設(shè)定,開始運(yùn)轉(zhuǎn)鍵[ FWD] ,運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束鍵[ STOP] 。具體如下。
2 . 1 　單相峰值的設(shè)定　首先打開功能顯示模式[ PROG]鍵,設(shè)定cd099 將變頻器初始化。
按[ ENTER]鍵輸入:
設(shè)cd101 運(yùn)轉(zhuǎn)模式選擇運(yùn)轉(zhuǎn)圖形為“1”,然后設(shè)定所需的加速時間cd019、運(yùn)轉(zhuǎn)時間cd103、減速時間cd023。
其他運(yùn)轉(zhuǎn)模式設(shè)成“0”。
設(shè)cd102 圖形運(yùn)轉(zhuǎn)的重復(fù)次數(shù)設(shè)為“1”。
zui后確定開始運(yùn)轉(zhuǎn)[ FWD]鍵,按[ STOP]鍵停機(jī)。
2. 2 　雙相和多相峰值組合的設(shè)定　打開功能顯示模式[ PROG]鍵。
按[ ENTER]鍵輸入:
設(shè)cd101 運(yùn)轉(zhuǎn)模式選擇運(yùn)轉(zhuǎn)圖形為“1”,然后設(shè)定三種或多種運(yùn)轉(zhuǎn)速度: 　1 速:加速時間cd019 ,運(yùn)轉(zhuǎn)時間cd103 ,減速時間cd023。2 速:加速時間cd020 ,運(yùn)轉(zhuǎn)時間cd104 ,減速時間cd024。3 速:加速時間cd021 ,運(yùn)轉(zhuǎn)時間cd105 ,減速時間cd025。
其他運(yùn)轉(zhuǎn)模式設(shè)成“0”,設(shè)cd113 正轉(zhuǎn)為“21”。
zui后確定開始運(yùn)轉(zhuǎn)按[ FWD]鍵,按[ STOP]鍵停機(jī)。
3 　啟用新型動物離心機(jī)的要求
　　實驗者認(rèn)真負(fù)責(zé),分工有序,專人專項,準(zhǔn)備好一切實驗物品。開機(jī)前,電源安全接地,檢查所有實驗設(shè)備是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常,零部件及動物均牢固無松動。動物離心機(jī)的旋轉(zhuǎn)臂兩端重量應(yīng)保持平衡,以達(dá)到穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。
　　動物離心機(jī)旋轉(zhuǎn)時,如有故障立即停止旋轉(zhuǎn),迅速斷電,以免造成危害。
　　實驗者必須在隔離操作室控制動物離心機(jī)的啟動。無關(guān)人員不得擅自啟動動物離心機(jī)。