CN108389460B

CN108389460B - 一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器

Info

Publication number: CN108389460B
Application number: CN201810254118.5A
Authority: CN
Inventors: 谢文丽
Original assignee: 谢文丽
Current assignee: GUANGZHOU CHUQU TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Priority date: 2018-03-26
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2020-09-08
Anticipated expiration: 2038-03-26
Also published as: HK1249709A2; CN108389460A; US20190295433A1; WO2019184041A1

Abstract

本发明公开了一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器，包括底座、导轨、动力装置、体感座椅、头戴式显示器以及一对控制拉环，底座上设置有箱体、控制器以及气泵；动力装置包括第一支撑板、液压杆、导向轮组、第一转轴、连接板、电机以及齿轮组；控制拉环包括拉环本体以及拉绳；拉环本体上镶嵌设置有控制按钮、无线发射模块、拉力传感器以及缓冲弹簧。本发明所述的一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器，其结构合理，具有结构简单、使用方便、操纵简单、造价低、安全可靠、真实感强、智能化程度高等优点，有效解决不能在真实载人飞行器上进行弹射座椅逃生训练和体验的问题。

Description

一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器

技术领域

本发明涉及虚拟现实设备领域，尤其是涉及一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器。

背景技术

在已知技术中，载人飞行器大都装备弹射座椅Ejection seat，弹射座椅是载人飞行器驾驶人员用的座椅，在载人飞行器遇难时依靠座椅下的动力装置将驾驶人员弹射出机舱，然后张开降落伞使驾驶人员安全降落的座椅型救生装置。

由于世界各国对载人飞行器进行严格管制，且弹射座椅使用后由于无人驾驶载人飞行器，载人飞行器随即坠毁，无论是普通人想体验弹射座椅还是对载人飞行器驾驶人员的训练都，都不可能使用真实的载人飞行器进行，而在地面单单使用弹射座椅体验从载人飞行器上弹射继而降落与从真实的载人航天器上使用弹射座椅弹射的体验是完全不同的，所以有必要发明一种在地面就能模拟弹射座椅从真实的飞行器上弹射降落的模拟装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服上述中存在的问题，提供了一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器，其结构合理，具有结构简单、操纵简单、造价低、安全可靠、真实感强、智能化程度高等优点，有效解决不能在真实载人飞行器上进行弹射座椅逃生训练和体验的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器，包括底座、导轨、动力装置、体感座椅、头戴式显示器以及一对控制拉环，所述的底座上设置有箱体、控制器以及气泵，所述箱体的上盖板上设置有若干通风孔，且箱体内腔是与气泵相互连通，而气泵是与控制器相互电连接；

所述的导轨是两侧带有滑槽的工字型结构，且导轨沿滑槽行进方向竖直固定设置在底座上；

所述的动力装置包括第一支撑板、液压杆、导向轮组、第一转轴、连接板、电机以及齿轮组；所述的液压杆两端分别与底座、第一支撑板相互固定连接；所述的导向轮组是分别与固定设置在第一支撑板上的第二转轴相互转动连接，且导向轮组是与导轨上的滑槽相互抵接；

所述的电机是固定在第一支撑板上，电机主轴与齿轮组传动连接；所述第一转轴的一端是与齿轮组相互传动连接，第一转轴的另一端是穿过设置在支撑板上的轴承，并通过万向轴节与连接板相互连接；

所述的导轨上设置有若干第一磁性接近开关，所述导向轮组上设置有第一磁铁，所述的第一支撑板上设置有第二磁性接近开关，相应的在第一转轴上周向设置有若干第二磁铁；

所述的导轨顶部设置有第三支撑板，且在第三支撑板上设置有若干照明灯以及喷头，其中喷头是与气泵相互连接；

所述的控制拉环包括拉环本体以及拉绳；所述的拉绳上端是固定设置在第三支撑板上；所述的拉环本体上镶嵌设置有控制按钮、无线发射模块、拉力传感器以及缓冲弹簧，所述拉力传感器的一端是固定设置在拉环本体内腔中，拉力传感器的另一端是与拉绳的下端相互连接，并在拉力传感器与拉环本体之间设置有缓冲弹簧。

进一步地，所述的体感座椅包括与连接板相互固定连接的第二支撑板、设置在第二支撑板上的靠垫以及安全压杠；所述的靠垫上设置有扬声器；所述的安全压杠一端是与第二支撑板相互铰接，安全压杠的另一端是通过安全带与第二支撑板相互连接。

进一步地，所述的第二支撑板与靠垫之间设置有与气泵相互连接的若干气囊，所述的第二支撑板上还设置有用于束缚脚部的束缚带。

进一步地，所述的第二支撑板上固定设置有电动缸，电动缸的主轴上固定设置有搁脚的踏板。

进一步地，所述的踏板上设置有第一压力感应器。

进一步地，所述的安全压杠上设置有缓冲胶垫，且在缓冲胶垫与安全压杠之间设置有第二压力传感器。

进一步地，所述的第二压力传感器是薄片型压力传感器。

进一步地，所述的体感座椅底部设置有振动马达。

进一步地，所述的电机、照明灯、第二磁性接近开关、电动缸、第一压力感应器、第二压力传感器、振动马达、第一磁性接近开关、头戴式显示器是分别与控制器相互电连接。

进一步地，所述的第一转轴上设置有连接件以及沿第一转轴中心轴线周向设置的若干转向气缸，转向气缸的两端是分别与连接件、连接板相互铰接。

本发明的有益效果是：一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器，包括底座、导轨、动力装置、体感座椅、头戴式显示器以及一对控制拉环，其中底座上设置的气泵通过箱体、喷头模拟弹射时的气流的变化，导轨竖直设置在底座上，动力装置推动体感座椅的上、下、翻转、倾斜运动模仿弹射和降落的体位变化，体感座椅在固定人体的同时利用气囊模拟弹射时失重和超重对身体的压迫，而控制拉环用于模拟降落时降落伞的操作，所有的操作经过处理后传送至头戴式显示器上；其结构合理，具有结构简单、使用方便、操纵简单、造价低、安全可靠、真实感强、智能化程度高等优点，有效解决不能在真实载人飞行器上进行弹射座椅逃生训练和体验的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明所述一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器的整体结构示意图；

图2是本发明所述一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器的俯视结构示意图；

图3是本发明所述一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器的体感座椅与动力装置的连接结构示意图；

图4是本发明所述一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器的体感座椅局部结构放大示意图；

图5是本发明所述一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器的控制拉环结构示意图。

附图中标记分述如下：1、底座，11、箱体，111、上盖板，12、控制器，13、气泵，2、导轨，21、第一磁性接近开关，22、第三支撑板，221、照明灯，222、喷头，3、动力装置，31、第一支撑板，311、轴承，312、第二磁性接近开关，313、第二转轴，32、液压杆，33、导向轮组，331、第一磁铁，34、第一转轴，341、第二磁铁，342、万向轴节，35、连接板，36、电机，37、齿轮组，38、连接件，39、转向气缸，4、体感座椅，41、第二支撑板，42、靠垫，421、扬声器，43、气囊，44、电动缸，441、第一压力感应器，442、踏板，45、安全压杠，451、安全带，452、束缚带，46、振动马达，47、缓冲胶垫，471、第二压力传感器，5、头戴式显示器，6、控制拉环，60、拉环本体，61、控制按钮，62、无线发射模块，63、拉力传感器，64、缓冲弹簧，65、拉绳。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1至5所示的一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器，包括底座1、导轨2、动力装置3、体感座椅4、带有加速度计和陀螺仪的头戴式显示器5以及一对控制拉环6，所述的底座1上设置有箱体11、控制器12以及气泵13，所述箱体11的上盖板111上设置有若干通风孔，且箱体11内腔是与气泵13相互连通，而气泵13是与控制器12相互电连接，控制器12控制气泵13向箱体11内供气，气体经由通风孔喷出，用以模拟弹射座椅降落过程中的气流；

所述的导轨2是两侧带有滑槽的工字型结构，且导轨2沿滑槽行进方向竖直固定设置在底座1上；

所述的动力装置3包括第一支撑板31、液压杆32、导向轮组33、第一转轴34、连接板35、电机36以及齿轮组37；所述的液压杆32两端分别与底座1、第一支撑板31相互固定连接；所述的导向轮组33是分别与固定设置在第一支撑板31上的第二转轴313相互转动连接，且导向轮组33是与导轨2上的滑槽相互抵接；

所述的电机36是固定在第一支撑板31上，电机36主轴与齿轮组37传动连接；所述第一转轴34的一端是与齿轮组37相互传动连接，第一转轴34的另一端是穿过设置在支撑板上的轴承311，并通过万向轴节342与连接板35相互连接；

所述的第一转轴34上设置有连接件38以及沿第一转轴34中心轴线周向设置的若干转向气缸39，转向气缸39的两端是分别与连接件38、连接板35相互铰接。

在液压杆32与导向轮组33的共同作用下第一支撑板31、液压杆32、第一转轴34、连接板35、电机36以及齿轮组37可以沿着导轨2作上下运动，第一转轴34在电机36的作用下带动连接板35转动，第一转轴34上设置的转向气缸39用以调整连接板35的朝向，因为连接板35直接连接体感座椅4，所以液压杆32、第一转轴34、转向气缸39间接控制体感座椅4上下运动以及倾斜运动。

所述的导轨2上设置有若干第一磁性接近开关21，所述导向轮组33上设置有第一磁铁331，所述的第一支撑板31上设置有第二磁性接近开关312，相应的在第一转轴34上周向设置有若干第二磁铁341；第一磁性接近开关21与第一磁铁331相互配合以确定导向轮组33距离地面的高度，间接得出动力装置3其他部件距离地面的距离，并将数据发送给控制器12；相似的原理，第二磁性接近开关312与第二磁铁341相互配合用以测量第一转轴34转动的角度，并将数据发送给控制器12进行数据处理。

所述的导轨2顶部设置有第三支撑板22，且在第三支撑板22上设置有若干照明灯221以及喷头222，其中喷头222是与气泵13相互连接；喷头222用于模拟弹射座椅在向上弹射时产生的向下气流。

所述的控制拉环6包括拉环本体60以及拉绳65；所述的拉绳65上端是固定设置在第三支撑板22上；所述的拉环本体60上镶嵌设置有控制按钮61、无线发射模块62、拉力传感器63以及缓冲弹簧64，所述拉力传感器63的一端是固定设置在拉环本体60内腔中，拉力传感器63的另一端是与拉绳65的下端相互连接，并在拉力传感器63与拉环本体60之间设置有缓冲弹簧64。控制拉环6的作用是模拟弹射座椅在降落过程中对降落伞操作，如拉动拉环控制降落伞的开启时间、拉动拉环控制降落伞的方向、按下控制按钮61隔断降落伞绳索等，控制拉环6内控制按钮61、拉力传感器63所产生的数据由无线发射模块62穿入控制器12进行数据处理。

所述的体感座椅4包括与连接板35相互固定连接的第二支撑板41、设置在第二支撑板41上的靠垫42以及安全压杠45；所述的靠垫42上设置有扬声器421；所述的安全压杠45一端是与第二支撑板41相互铰接，安全压杠45的另一端是通过安全带451与第二支撑板41相互连接。

所述的第二支撑板41与靠垫42之间设置有与气泵13相互连接的若干气囊43，所述的第二支撑板41上还设置有用于束缚脚部的束缚带452；所述的第二支撑板41上固定设置有电动缸44，电动缸44的主轴上固定设置有搁脚的踏板442；所述的踏板442上设置有第一压力感应器441；所述的安全压杠45上设置有缓冲胶垫47，且在缓冲胶垫47与安全压杠45之间设置有用于检测人体上肢相对于安全压杠45的压力的第二压力传感器471，其数据传入控制器12进行数据分析；所述的第二压力传感器471是薄片型压力传感器。所述的体感座椅4底部设置有振动马达46。

所述的气囊43主要用于对失重和超重环境下座椅对人体上肢的压迫感，气囊43使用前应容纳有一定空气，当模拟弹射座椅向上弹射过程时，动力装置3先沿导轨2向上加速产生真实的超重感，同时气囊43向外排气，人体上肢下落导致相对于安全压杠45的压迫感明显减小，在动力装置3停止运动后产生持续的超重感；当模拟弹射座椅降落时动力装置3先沿导轨2向下加速产生真实的失重感，同时向气囊43内充气，当动力装置3上升到一定高度，气囊43内充有一定量气体时，由于气囊43质地较软，人体上肢所受安全压杠45的压迫感远大于其他部位，进而产生持续的失重感。电动缸44带动踏板442上下运动以对人体下肢产生或不产生支撑力来增强失重或者超重的感觉，超重时踏板442向上运动支撑人体下肢，失重时踏板442向下运动使得人体下肢失去支撑；而振动马达46用于模拟振动。

所述的头戴式显示器5上带有的传感器、第二磁性接近开关312、第一压力感应器441、第二压力传感器471、第一磁性接近开关21、控制拉环6内控制按钮61、拉力传感器63是分别与控制器12通过有线或者无线连接，传入控制器12的数据进行分析处理后由控制器12发出指令对液压杆32、电机36、照明灯221、电动缸44、振动马达46、头戴式显示器5进行控制。

本发明所述的一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器，包括底座、导轨、动力装置、体感座椅、头戴式显示器以及一对控制拉环，其中底座上设置的气泵通过箱体、喷头模拟弹射时的气流的变化，导轨竖直设置在底座上，动力装置推动体感座椅的上、下、翻转、倾斜运动模仿弹射和降落的体位变化，体感座椅在固定人体的同时利用气囊模拟弹射时失重和超重对身体的压迫，而控制拉环用于模拟降落时降落伞的操作，所有的操作经过处理后传送至头戴式显示器上；其结构合理，具有结构简单、使用方便、操纵简单、造价低、安全可靠、真实感强、智能化程度高等优点，有效解决不能在真实载人飞行器上进行弹射座椅逃生训练和体验的问题。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims

1.一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器，其特征是：包括底座（1）、导轨（2）、动力装置（3）、体感座椅（4）、头戴式显示器（5）以及一对控制拉环（6），所述的底座（1）上设置有箱体（11）、控制器（12）以及气泵（13），所述箱体（11）的上盖板（111）上设置有若干通风孔，且箱体（11）内腔是与气泵（13）相互连通，而气泵（13）是与控制器（12）相互电连接；

所述的导轨（2）是两侧带有滑槽的工字型结构，且导轨（2）沿滑槽行进方向竖直固定设置在底座（1）上；

所述的动力装置（3）包括第一支撑板（31）、液压杆（32）、导向轮组（33）、第一转轴（34）、连接板（35）、电机（36）以及齿轮组（37）；所述的液压杆（32）两端分别与底座（1）、第一支撑板（31）相互固定连接；所述的导向轮组（33）是分别与固定设置在第一支撑板（31）上的第二转轴（313）相互转动连接，且导向轮组（33）是与导轨（2）上的滑槽相互抵接；

所述的电机（36）是固定在第一支撑板（31）上，电机（36）主轴与齿轮组（37）传动连接；所述第一转轴（34）的一端是与齿轮组（37）相互传动连接，第一转轴（34）的另一端是穿过设置在支撑板上的轴承（311），并通过万向轴节（342）与连接板（35）相互连接；

所述的导轨（2）上设置有若干第一磁性接近开关（21），所述导向轮组（33）上设置有第一磁铁（331），所述的第一支撑板（31）上设置有第二磁性接近开关（312），相应的在第一转轴（34）上周向设置有若干第二磁铁（341）；

所述的导轨（2）顶部设置有第三支撑板（22），且在第三支撑板（22）上设置有若干照明灯（221）以及喷头（222），其中喷头（222）是与气泵（13）相互连接；

所述的控制拉环（6）包括拉环本体（60）以及拉绳（65）；所述的拉绳（65）上端是固定设置在第三支撑板（22）上；所述的拉环本体（60）上镶嵌设置有控制按钮（61）、无线发射模块（62）、拉力传感器（63）以及缓冲弹簧（64），所述拉力传感器（63）的一端是固定设置在拉环本体（60）内腔中，拉力传感器（63）的另一端是与拉绳（65）的下端相互连接，并在拉力传感器（63）与拉环本体（60）之间设置有缓冲弹簧（64）；

所述的体感座椅（4）包括与连接板（35）相互固定连接的第二支撑板（41）、设置在第二支撑板（41）上的靠垫（42）以及安全压杠（45）；所述的靠垫（42）上设置有扬声器（421）；所述的安全压杠（45）一端是与第二支撑板（41）相互铰接，安全压杠（45）的另一端是通过安全带（451）与第二支撑板（41）相互连接；

所述的第二支撑板（41）与靠垫（42）之间设置有与气泵（13）相互连接的若干气囊（43），所述的气囊（43）主要用于对失重和超重环境下座椅对人体上肢的压迫感，气囊（43）使用前应容纳有一定空气，当模拟弹射座椅向上弹射过程时，动力装置（3）先沿导轨（2）向上加速产生真实的超重感，同时气囊（43）向外排气，人体上肢下落导致相对于安全压杠45的压迫感明显减小，在动力装置（3）停止运动后产生持续的超重感，当模拟弹射座椅降落时动力装置（3）先沿导轨（2）向下加速产生真实的失重感，同时向气囊（43）内充气，当动力装置（3）上升到一定高度，气囊（43）内充有一定量气体时，由于气囊（43）质地较软，人体上肢所受安全压杠（45）的压迫感远大于其他部位，进而产生持续的失重感，电动缸（44）带动踏板（442）上下运动以对人体下肢产生或不产生支撑力来增强失重或者超重的感觉，超重时踏板（442）向上运动支撑人体下肢，失重时踏板（442）向下运动使得人体下肢失去支撑，而振动马达（46）用于模拟振动；

所述的第二支撑板（41）上还设置有用于束缚脚部的束缚带（452）。

2.根据权利要求1所述的一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器，其特征是：所述的第二支撑板（41）上固定设置有电动缸（44），电动缸（44）的主轴上固定设置有搁脚的踏板（442）。

3.根据权利要求2所述的一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器，其特征是：所述的踏板（442）上设置有第一压力感应器（441）。

4.根据权利要求1所述的一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器，其特征是：所述的安全压杠（45）上设置有缓冲胶垫（47），且在缓冲胶垫（47）与安全压杠（45）之间设置有第二压力传感器（471）。

5.根据权利要求4所述的一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器，其特征是：所述的第二压力传感器（471）是薄片型压力传感器。

6.根据权利要求1所述的一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器，其特征是：所述的体感座椅（4）底部设置有振动马达（46）。

7.根据权利要求5所述的一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器，其特征是：所述的电机（36）、照明灯（221）、第二磁性接近开关（312）、电动缸（44）、第一压力感应器（441）、第二压力传感器（471）、振动马达（46）、第一磁性接近开关（21）、头戴式显示器（5）是分别与控制器（12）相互电连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于体验载人飞行器逃生的牵引伞型弹射座椅模拟器，其特征是：所述的第一转轴（34）上设置有连接件（38）以及沿第一转轴（34）中心轴线周向设置的若干转向气缸（39），转向气缸（39）的两端是分别与连接件（38）、连接板（35）相互铰接。