CN110767028B - 一种飞行员空间听觉能力训练系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种飞行员空间听觉能力训练系统，包括球形铁罩，所述球形铁罩上开设有门，球形铁罩下设有用于支撑球形铁罩的支撑柱，所述球形铁罩内腔的底部设有支撑杆，支撑杆上设有座椅，座椅上设有竖直支杆。竖直支杆上固定有用于飞行员进行方位选择的位置指示器，所述球形铁罩的内腔设有滑块，滑块面向内腔的一侧设有滑动轮，滑动轮通过万向驱动器进行驱动，所述滑动轮的材质为磁铁，所述滑块面向所述座椅的一侧设有用于播放声音的声音播放源，滑块上还设有陀螺仪。本发明通过在360度内随机模拟声音信号，并让飞行员将飞行器判断并指出声音的位置，并将飞行员指出的声音的位置和实际的声音位置做出比对，从而训练飞行员对空间听觉感知能力。

Description

一种飞行员空间听觉能力训练系统
技术领域
本发明涉及飞行训练技术领域，特别涉及一种飞行员空间听觉能力训练系统。
背景技术
飞行人员时常面对复杂的空中情境，而保持良好的空间定向感知能力对于预防人因失误十分重要。由于人类空间定向系统本身可以引起歧义，如耳石器不能区分重力与惯性力而导致躯体重力错觉。因此，在定向感知系统外，寻找一种线索提高空间感知能力是有意义的。
声音定位指基于声音线索，判断一个声源在三维空间内的位置，包括耳间时间差与声级差、头相关传递函数形成的单耳谱信息等。然而，耳等解剖结构改变、穿戴头部设备、头部的行为特征等都会影响传递函数，降低声音定位准确性。由此可见，声音定位可以形成较为稳定的空间听觉感知，但受多种因素的影响。
对于飞行员的训练中，对于声音位置的感知十分的重要，因此，测量飞行人员的空间听觉感知能力，为飞行人员训练并保持较高水平的情境意识，提升自身克服空间定向障碍的能力，进而预防飞行错觉引发的飞行安全事故则显得十分重要。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种飞行员空间听觉能力训练系统，通过在360度内随机模拟声音信号，并让飞行员将飞行器判断并指出声音的位置，并将飞行员指出的声音的位置和实际的声音位置做出比对，从而训练飞行员对空间听觉感知能力。
为此，本发明提供一种飞行员空间听觉能力训练系统，包括球形铁罩，所述球形铁罩上开设有门，球形铁罩下设有用于支撑球形铁罩的支撑柱，所述球形铁罩内腔的底部设有支撑杆，支撑杆上设有用于使得飞行员乘坐的座椅，座椅上设有竖直支杆，竖直支杆上固定有用于飞行员进行方位选择的位置指示器，所述球形铁罩的内腔设有滑块，滑块面向内腔的一侧设有滑动轮，滑动轮通过万向驱动器进行驱动，所述滑动轮的材质为磁铁，所述滑块面向所述座椅的一侧设有用于播放声音的声音播放源，滑块上还设有陀螺仪，所述球形铁罩上还设有中央处理器和电源装置，所述中央处理器分别与所述位置指示器、陀螺仪、万向驱动器以及声音播放源信号连接，所述电源装置分别与所述中央处理器、位置指示器、陀螺仪、万向驱动器以及声音播放源电连接。
进一步，所述位置指示器包括固定在所述竖直支杆上的球体，球体上设有若干个压力传感器，各个压力传感器均匀的分布在所述球体上，所述球体上设有微处理器，微处理器分别与所述中央处理器和各个压力传感器信号连接，所述微处理器和各个压力传感器分别与所述电源装置电连接。
更进一步，所述球体被若干个均匀分布的压力传感器所包裹。
进一步，所述滑动轮的数量有一个且设在所述滑块面向内腔一侧的中央，所述滑块面向内腔一侧设有多个均匀分布且用于辅助滑动轮运行稳定的辅助轮。
更进一步，所述辅助轮包括固定在所述滑块上的连接杆，连接杆的自由端设有万向轮，万向轮与所述球形铁罩的内腔接触。
进一步，所述万向驱动器包括固定在所述滑块面向内腔一侧的第一电机，第一电机的输出轴与U型杆的闭合段连接，U型杆的开口端设有转轴、第二电机以及轴承，其中第二电机和轴承分别设在所述U型杆的开口端相对的两侧，第二电机的输出轴与所述转轴的一端连接，轴承与所述转轴的另一端连接，所述中央处理器分别与所述第一电机和第二电机信号连接，所述电源装置分别与所述第一电机和第二电机电连接。
进一步，所述门在闭合的时候，球形铁罩的内腔处于平滑的状态。
本发明提供的一种飞行员空间听觉能力训练系统，具有如下有益效果：
1、通过在360度内随机模拟声音信号，并让飞行员将飞行器判断并指出声音的位置，并将飞行员指出的声音的位置和实际的声音位置做出比对，从而训练飞行员对空间听觉感知能力；
2、使用磁悬浮的方式将声音源进行变换，这样在球形铁罩中就无需给声音源架设轨道，而且可以保证声音源在各个方向上进行变换，不受制于轨道的限制；
3、使用球形铁罩还可以屏蔽外界的信号干扰，使得飞行员在其中训练的时候，可以不受外界的干扰。
附图说明
图1为本发明提供的一种飞行员空间听觉能力训练系统的整体结构剖视示意图；
图2为本发明提供的一种飞行员空间听觉能力训练系统的滑块在球形铁罩内滑动的结构示意图；
图3为本发明提供的一种飞行员空间听觉能力训练系统的万向驱动器的结构剖视示意图。
附图标记说明：
1、球形铁罩；2、支撑柱；3、支撑杆；4、座椅；5、竖直支杆；6、位置选择器；7、声音播放源；8、滑块；9、辅助轮；9-1、连接杆；9-2、万向轮；10、万向驱动器；10-1、第一电机；10-2、U型杆；11、滑动轮；12、陀螺仪。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的多个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
在本申请文件中，未经明确的部件型号以及结构，均为本领域技术人员所公知的现有技术，本领域技术人员均可根据实际情况的需要进行设定，在本申请文件的实施例中不做具体的限定。
实施例1
本实施例提供了一种飞行员空间听觉能力训练系统，通过基本的必要技术特征实现本发明，以解决本申请文件中技术背景部分所提出的问题。
具体的，如图1所示，一种飞行员空间听觉能力训练系统，包括球形铁罩1，所述球形铁罩1上开设有门，球形铁罩1下设有用于支撑球形铁罩1的支撑柱2，所述球形铁罩1内腔的底部设有支撑杆3，支撑杆3上设有用于使得飞行员乘坐的座椅4，座椅4上设有竖直支杆5，竖直支杆5上固定有用于飞行员进行方位选择的位置指示器6，所述球形铁罩1的内腔设有滑块8，滑块8面向内腔的一侧设有滑动轮11，如图2所示，滑动轮11通过万向驱动器10进行驱动，所述滑动轮11的材质为磁铁，所述滑块8面向所述座椅4的一侧设有用于播放声音的声音播放源7，滑块8上还设有陀螺仪12，所述球形铁罩1上还设有中央处理器和电源装置，所述中央处理器分别与所述位置指示器6、陀螺仪12、万向驱动器10以及声音播放源7信号连接，所述电源装置分别与所述中央处理器、位置指示器6、陀螺仪12、万向驱动器10以及声音播放源7电连接。
在本实施例中，飞行员在训练的时候，通过球形铁罩1上的门进入球形铁罩1内，同时，在做到球形铁罩1内的座椅4上，之后，飞行员开始进行训练，中中央处理器向万向驱动器发出随机信号，该随机信号为方向信号和时间信号，使得万向驱动器10驱动滑动轮11进行移动，滑动轮11沿着方向信号的方向上移动时间信号中的时间，到达任意的位置，此时滑动轮11停止运动，中央处理器再向声音播放源7发出播放声音的信号，此时，中央处理器接收位置指示器6接收的飞行员选择的位置信号，在接收到飞行员选择的方位信号之后，将飞行员选择的方位信号中的方位与陀螺仪12所检测到的方位进行对比，如果飞行员选择的方位信号中的方位与陀螺仪12所检测到的方位一致，则通过声音播放源7向飞行员播放成功的语音，如果飞行员选择的方位信号中的方位与陀螺仪12所检测到的方位不一致，则通过声音播放源7向飞行员播放失败的语音。以此方式进行声音的训练。
在本实施例中，声音播放源7可以使用立体音响。
滑动轮11的材质为磁铁，使得滑动轮11与球形铁罩1之间具有吸和的作用，这样在球形铁罩中就无需给声音源架设轨道，而且可以保证声音源在各个方向上进行变换，不受制于轨道的限制；同时，使用球形铁罩还可以屏蔽外界的信号干扰，使得飞行员在其中训练的时候，可以不受外界的干扰。
在本实施例中，所述门在闭合的时候，球形铁罩1的内腔处于平滑的状态。这样，在滑块8运行在门的边缘的时候，可以向其他地方一样进行正常运行。
实施例2
本实施例是基于实施例1并对实施例1中的实施方案进行优化，使得本实施例在运行的过程中更加的稳定，性能更加的良好，但是并不仅限于本实施例所描述的一种实施方式。
具体的，所述位置指示器6包括固定在所述竖直支杆5上的球体，球体上设有若干个压力传感器，各个压力传感器均匀的分布在所述球体上，所述球体上设有微处理器，微处理器分别与所述中央处理器和各个压力传感器信号连接，所述微处理器和各个压力传感器分别与所述电源装置电连接。
由于球体上设有若干个压力传感器，各个压力传感器均匀的分布在所述球体上，这样，每一个压力传感器就表示一个方位，中央处理器根据各个压力传感器所检测到的压力值，就可以知道飞行员所选择的位置方位。
在本实施例中，飞行员在训练的时候，将自己认定的声音的方向球体上相对应的位置进行按压。
在本实施例中，所述球体被若干个均匀分布的压力传感器所包裹。这样保证每一个方位都可以被精准的覆盖到。
实施例3
本实施例是基于实施例1并对实施例1中的实施方案进行优化，使得本实施例在运行的过程中更加的稳定，性能更加的良好，但是并不仅限于本实施例所描述的一种实施方式。
具体的，所述滑动轮11的数量有一个且设在所述滑块8面向内腔一侧的中央，所述滑块8面向内腔一侧设有多个均匀分布且用于辅助滑动轮11运行稳定的辅助轮9。
在本实施例中，通过辅助轮9使得滑块8运行的更加稳定，同时，辅助轮9的材质与滑动轮11的材质是一致的，也为磁铁的材质。
在本实施例中，所述辅助轮9包括固定在所述滑块8上的连接杆9-1，连接杆9-1的自由端设有万向轮9-2，万向轮9-2与所述球形铁罩1的内腔接触。万向轮9-2也为磁铁的材质。
在本实施例中，如图3所示，所述万向驱动器10包括固定在所述滑块8面向内腔一侧的第一电机10-1，第一电机10-1的输出轴与U型杆10-2的闭合段连接，U型杆10-2的开口端设有转轴、第二电机以及轴承，其中第二电机和轴承分别设在所述U型杆10-2的开口端相对的两侧，第二电机的输出轴与所述转轴的一端连接，轴承与所述转轴的另一端连接，所述中央处理器分别与所述第一电机和第二电机信号连接，所述电源装置分别与所述第一电机和第二电机电连接。
其中，第一电机10-1用于控制方位，即在中央处理器发送方位信号的时候，第一电机10-1进行对应的转动，一般的，第一电机10-1使用的为步进电机，第二电机用于控制滑动轮11转动，即在中央处理器发送时间信号的时候，第二电机转动相应的时间。
综上所述，本发明公开了一种飞行员空间听觉能力训练系统，包括球形铁罩，所述球形铁罩上开设有门，球形铁罩下设有用于支撑球形铁罩的支撑柱，所述球形铁罩内腔的底部设有支撑杆，支撑杆上设有用于使得飞行员乘坐的座椅，座椅上设有竖直支杆。竖直支杆上固定有用于飞行员进行方位选择的位置指示器，所述球形铁罩的内腔设有滑块，滑块面向内腔的一侧设有滑动轮，滑动轮通过万向驱动器进行驱动，所述滑动轮的材质为磁铁，所述滑块面向所述座椅的一侧设有用于播放声音的声音播放源，滑块上还设有陀螺仪，所述球形铁罩上还设有中央处理器和电源装置，所述中央处理器分别与所述位置指示器、陀螺仪、万向驱动器以及声音播放源信号连接，所述电源装置分别与所述中央处理器、位置指示器、陀螺仪、万向驱动器以及声音播放源电连接。本发明通过在360度内随机模拟声音信号，并让飞行员将飞行器判断并指出声音的位置，并将飞行员指出的声音的位置和实际的声音位置做出比对，从而训练飞行员对空间听觉感知能力。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种飞行员空间听觉能力训练系统，其特征在于，包括球形铁罩(1)，所述球形铁罩(1)上开设有门，球形铁罩(1)下设有用于支撑球形铁罩(1)的支撑柱(2)，所述球形铁罩(1)内腔的底部设有支撑杆(3)，支撑杆(3)上设有用于使得飞行员乘坐的座椅(4)，座椅(4)上设有竖直支杆(5)，竖直支杆(5)上固定有用于飞行员进行方位选择的位置指示器(6)，所述球形铁罩(1)的内腔设有滑块(8)，滑块(8)面向内腔的一侧设有滑动轮(11)，滑动轮(11)通过万向驱动器(10)进行驱动，所述滑动轮(11)的材质为磁铁，所述滑块(8)面向所述座椅(4)的一侧设有用于播放声音的声音播放源(7)，滑块(8)上还设有陀螺仪(12)，所述球形铁罩(1)上还设有中央处理器和电源装置，所述中央处理器分别与所述位置指示器(6)、陀螺仪(12)、万向驱动器(10)以及声音播放源(7)信号连接，所述电源装置分别与所述中央处理器、位置指示器(6)、陀螺仪(12)、万向驱动器(10)以及声音播放源(7)电连接；
所述滑动轮(11)的数量有一个且设在所述滑块(8)面向内腔一侧的中央，所述滑块(8)面向内腔一侧设有多个均匀分布且用于辅助滑动轮(11)运行稳定的辅助轮(9)；
所述辅助轮(9)包括固定在所述滑块(8)上的连接杆(9-1)，连接杆(9-1)的自由端设有万向轮(9-2)，万向轮(9-2)与所述球形铁罩(1)的内腔接触；
所述万向驱动器(10)包括固定在所述滑块(8)面向内腔一侧的第一电机(10-1)，第一电机(10-1)的输出轴与U型杆(10-2)的闭合段连接，U型杆(10-2)的开口端设有转轴、第二电机以及轴承，其中第二电机和轴承分别设在所述U型杆(10-2)的开口端相对的两侧，第二电机的输出轴与所述转轴的一端连接，轴承与所述转轴的另一端连接，所述中央处理器分别与所述第一电机和第二电机信号连接，所述电源装置分别与所述第一电机和第二电机电连接；
所述位置指示器(6)包括固定在所述竖直支杆(5)上的球体，球体上设有若干个压力传感器，各个压力传感器均匀的分布在所述球体上，所述球体上设有微处理器，微处理器分别与所述中央处理器和各个压力传感器信号连接，所述微处理器和各个压力传感器分别与所述电源装置电连接；
所述球体被若干个均匀分布的压力传感器所包裹；
所述门在闭合的时候，球形铁罩(1)的内腔处于平滑的状态。
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