CN110782732B - 一种用于伞降模拟训练的伞降模拟器 - Google Patents

Abstract

本发明的伞降模拟器由运动控制平台、腰部拉绳、背带系统悬挂装置、离机震动平台、离机保障轨道、强力风扇、高性能仿真计算机、虚拟现实头盔、跳伞状态显示大屏‑正方、跳伞状态显示大屏‑左侧方、跳伞状态指示灯、定位器固定支架、监控摄像头、VR头盔挂点、急停按钮、音响、防滑着陆台面、软硬件对接盒、数字化改装背带系统等组成。本发明可进行降落伞穿戴训练、离机模拟训练、开伞模拟训练、降落伞操纵模拟训练、空中行为模拟训练、特情处置模拟训练、着陆模拟训练。通过软硬结合的方式，为参训跳伞员提供沉浸感强、体感丰富、流程全面、过程真实、组训多样、评估先进的训练手段。

Description

一种用于伞降模拟训练的伞降模拟器

技术领域

本发明涉及模拟训练领域，特别的，涉及一种在伞降模拟训练的伞降模拟器。

背景技术

军事跳伞实地训练具有受伤率高、耗费时间多、成本投入大、组织保障困难等特点，目前在我军的常规空降训练中，大多采用绳拉一级或二级开伞，在上述方式中，从跳伞员离开飞机到伞开正常只有短暂的几秒钟，这几秒里跳伞员近似处于抛体自由下落状态，姿态的可控性不大；而从跳伞员感受到开伞冲击力(伞开正常)开始一直到安全着陆，则有几分钟之久，这几分钟是除特情处置之外操纵的重点，如果对这段时间尽可能全面的模拟，能够大幅度的提高模拟训练的效果。

现有技术中已经开展了利用伞降模拟器进行跳伞训练的研究，例如现有技术中的某些伞降模拟器，主要将跳伞背带悬挂在训练装置的顶部，通过独立控制两侧支立的气缸的上下运动来控制背带系统的高低，从而模拟不同的空中姿态。但气缸的运动较为迟缓，并且由于气缸体积庞大，制造成本高，使得伞降模拟器整体高度不可能太高，例如，只能支立具备3-4米的伞降训练装置，如果需要更高的训练装置则会提高成本和控制难度，此外，一旦两壁制造完成后不能根据训练场所的室内高度进行适应性的调整。

现有技术中伞降模拟训练还需要能够实时采集受训者对降落伞的操纵，并将该操纵信息传递给训练系统，从而使得训练系统能够根据受训者的对降落伞的操纵来来改变VR头盔、跳伞平台以及风机等的工作状态，从而更逼真的模拟跳伞者的受训过程。

利用伞降模拟器进行跳伞训练，还要全方位的模拟跳伞中的模拟下落、空中体感等等各种感受。

因此，如何改变载人运动平台的控制方式，并解决好新的控制方式中的各种问题，能够实时的采集受训者对降落伞的操纵，以及逼真的模拟跳伞各个阶段的情况、以及空中开伞的风阻等体感成为现有技术解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于伞降模拟训练的伞降模拟器，从模拟跳伞下落、空中姿态控制、跳伞信息采集、空中体感等各方面改进伞降模拟训练，从而更逼真的模拟跳伞者的受训过程。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于伞降模拟训练的伞降模拟器，其特征在于：

所述伞降模拟器包括：

底座，位于所述伞降模拟器的底部；

侧壁，具有两个，分别位于底座的两侧，两个所述侧壁之间具一定的空间以用于容纳伞降训练者；

载人运动平台，由两个所述侧壁支撑并位于所述伞降模拟器的顶部，所述载人运动平台包括三组动力组件，两组悬挂装置承重带，一组腰部拉绳承重带，和一个背带系统悬挂装置；两组所述悬挂装置承重带左右布置，一端分别与一组动力组件连接，受所述动力组件的驱动上下移动，另一端连接背带系统悬挂装置，腰部拉绳承重带，一边连接受训者的腰部拉绳，另一边与第三组动力组件连接；

数字化降落伞背带系统，包括降落伞包，所述降落伞包包括主伞包、备份伞包、以及操控降落伞包的操控装置，在每个操控装置均具有传感器以采集受训者对所述操纵装置的操纵动作。

离机震动平台，设置在所述伞降模拟器的后部，能够搭载并抬升受训者，并且能够震动；

VR头盔，所述VR头盔佩戴在受训者的头部，包括虚拟现实眼镜，为受训者提供连续动态的大视角三维伞降环境显示；

送风装置，所述送风装置安装在所述底座和侧壁上，能够进行风向合成，以模拟伞降过程中各种风效。

可选的，所述背带系统悬挂装置为框形，下方连接有受训者所穿戴的降落伞背带系统，所述三组动力组件分别为独立驱动，并且呈倒品字形排列，位于前方两侧的动力组件分别驱动左右两组悬挂系统承重带，位于后部中间的动力组件驱动腰部拉绳承重带，每组动力组件包括驱动单元和圆形线盘，圆形线盘内盘绕着承重带,前方两侧的动力组件的圆形线盘各盘绕一组悬挂系统承重带，每组悬挂系统承重带包括两根悬挂系统承重带，位于后方的动力组件的圆形线盘盘绕一根腰部拉绳承重带，所述两组悬挂系统承重带通过金属固定环固定在背带系统悬挂装置的四角，降落伞背带系统的四匹操纵带在选择一定的间距后通过金属可调节固定扣形成闭环，连接背带系统悬挂装置，四匹操纵带的末端最终连接至跳伞员，一根腰部拉绳承重带连接背带系统腰部拉绳挂点。

可选的，所述两组悬挂系统承重带通过金属固定环固定在背带系统悬挂装置的四角，降落伞背带系统的四匹操纵带在选择一定的间距后通过金属可调节固定扣形成闭环，连接背带系统悬挂装置，四匹操纵带的末端最终连接至跳伞员，一根腰部拉绳承重带连接背带系统腰部拉绳挂点。

可选的，所述圆形线盘为防脱轨圆形线盘，包括壳体，位于壳体内侧的转动轴心，位于壳体外侧的凹槽，在凹槽的外侧具有从里向外倾斜设计的防脱轨挡板，所述凹槽用于盘绕承重带；所述转动轴心为可运动转动轴心，在转动轴心的外侧具有多根减震弹簧。

可选的，在所述背带系统悬挂装置和顶部之间具有信号线轨道，所述信号线轨道下方与所述背带系统悬挂装置固定，上方与顶部的平台框架固定，采用链条式可折叠轨道结构。

可选的，所述数字化降落伞背带系统的操控装置包括四匹操纵带、操纵棒、备份伞拉环、飞伞手柄和应急伞拉环，所述四匹真实操纵带用于悬挂跳伞受训人员；

所述操纵棒连接有操纵棒拉绳传感器，所述拉绳传感器通过操纵棒设置在数字化降落伞背带系统的上方；

所述备份伞拉环连接有备份伞拉绳传感器，所述备份伞拉绳传感器隐藏在备份伞包中；

在所处操纵带上设置有操纵带传感器，所述操纵带传感器为握力传感器；

所述飞伞手柄和应急伞拉环分别与伞拉环传感器连接。

可选的，所述离机震动平台具有升降台，所述升降台能够升起或者落下；在离机震动平台的上方还具有所述离机保障轨道，所述离机保障轨道用于装载背带系统悬挂装置，在受训人员从升降台跳下后，背带系统悬挂装置脱离所述离机保障轨道。

可选的，所述送风装置包括：

底部风机，其具有两个以上，分别位于底座的前部，底部风机的出风口迎着伞降受训人员，在所述底部风机的前方下部具有角度调节推杆，所述角度调节推杆根据指令控制所述底部风机的出风口的出风角度；

侧方风机，隐藏在所述侧壁内为侧方隐藏式风机，所述侧方隐藏式风机具有4个，所述侧方隐藏式风机均匀设置在每个所述侧壁的两侧，环绕伞降训练者进行部署。

可选的，还具有音响，用于提供三维立体环绕的音频效果。

在所述伞降模拟器的正上方具有主显示屏，用于实时显示人员信息、训练场景及综合数据；

在所述伞降模拟器的侧方具有侧显示屏，用于部署训练操控软件，完成单人训练的组训工作，同时实现保障人员对模拟器设备的各种调试；

在所述伞降模拟器的正上方还具有跳伞状态指示灯，用于提示当前设备运行状态；

在所述伞降模拟器的前上方还具有定位器固定支架，用于固定虚拟现实头盔定位光塔，提供稳定的虚拟现实环境；

在所述定位器固定支架上还固定有摄像单元，用于捕捉跳伞受训人员训练过程姿态；

在所述伞降模拟器的侧方还具有急停按钮，用于提供紧急停止功能；

在所述底座的表面还设置有防滑着陆台面，所述防滑着陆台面的中间采用软质材料，以提高受训人员着陆时的安全性。

可选的，所述伞降模拟器还配置有模拟跳伞管理平台，用于对所述伞降模拟器设定训练项目，接收伞降模拟器的各项操纵数据，控制跳伞模拟器模拟整个跳伞过程.以及为多个伞降模拟器提供组网功能。

本发明可进行降落伞穿戴训练、离机模拟训练、开伞模拟训练、降落伞操纵模拟训练、空中行为模拟训练、特情处置模拟训练、着陆模拟训练。通过软硬结合的方式，为参训跳伞员提供沉浸感强、体感丰富、流程全面、过程真实、组训多样、评估先进的训练手段。

附图说明

图1是根据本发明具体实施例的伞降模拟器的立体图；

图2是根据本发明具体实施例的载人运动平台的俯视图；

图3是根据本发明具体实施例的载人运动平台的圆形线盘的外视图；

图4是根据本发明具体实施例的载人运动平台的圆形线盘的剖视图；

图5是根据本发明具体实施例的载人运动平台的背带悬挂系统的视图；

图6是根据本发明具体实施例的载人运动平台的工作视图；

图7是根据本发明具体实施例的伞降模拟器的侧视图；

图8是根据本发明具体实施例的载人运动平台的底视图；

图9是根据本发明具体实施例的离机震动平台的升降台升起状态图；

图10是根据本发明具体实施例的离机震动平台的升降台落下状态图；

图11是根据本发明具体实施例的离机保障轨道的视图；

图12是根据本发明的具体实施例的底部风机的视图；

图13是根据本发明的具体实施例的侧方隐藏式风机的视图；

图14是根据本发明的具体实施例的数字化降落伞背带系统的训练效果视图；

图15是根据本发明具体实施例的数字化降落伞背带系统的操纵带传感器的视图；

图16是根据本发明的具体实施例的主显示屏的视图；

图17是根据本发明的具体实施例的主显示屏的另一个视图；

图18是根据本发明的具体实施例的伞降模拟器的下方视图；

图19是根据本发明的具体实施例的伞降模拟器的伞降模拟器组网视图。

图中的附图标记所分别指代的技术特征为：

1、载人运动平台；2、侧壁；3、底座；4、背带系统悬挂装置；5、离机震动平台；6、离机保障轨道；7、数字化降落伞背带系统；8、底部风机；9、侧方风机；10、音响；11、主显示屏；12、跳伞状态指示灯；13、定位器固定支架；14、摄像单元；15、急停按钮；16、侧显示屏；17、角度调节推杆；101、驱动单元；102、圆形线盘；401、悬挂装置承重带；402、背带系统悬挂装置；403、信号线轨道；404、降落伞背带系统操纵带；405、腰部拉绳承重带；701、操纵棒；702、主伞包；703、应急伞拉环；704、飞伞手柄；705、备份伞包；706、备份伞拉环；707、备份伞拉绳传感器；708、操纵带传感器；1021、壳体；1022、转动轴心；1023、凹槽；1024、防脱轨挡板；1025、减震弹簧；100、伞降模拟器；200、模拟跳伞管理平台。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明在于：在模拟训练装置的顶部设置载人运动平台，在载人运动平台上设置三组驱动单元，相应的受训者身上背负的操纵带也分为三组，由三组驱动单元分别控制不同组的操纵带，从而直接改变受训者的空中姿态；采用现有的降落伞包作为数字化降落伞背带系统的基础，在现有的降落伞的操纵装置上设置传感器，以在受训者控制降落伞时采集各类控制信息，在采集信息的同时不影响受训者使用降落伞的手感，以最大限度的在采集操纵信息时模拟真实的降落伞降过程；同时针对伞降下落、空中姿态控制、空中体感等方面进行改进，从而提高模拟训练系统的安全性、舒适度和仿真性。

具体的，参见图1-19，示出了根据本发明具体实施例伞降模拟器100的立体图以及各个子部件的视图。

所述伞降模拟器100包括：

底座3，位于所述伞降模拟器的底部；

侧壁2，具有两个，分别位于底座3的两侧，两个所述侧壁之间具一定的空间以用于容纳伞降训练者；

载人运动平台1，由两个所述侧壁支撑并位于所述伞降模拟器的顶部，所述载人运动平台包括三组动力组件，两组悬挂装置承重带401，一组腰部拉绳承重带405，和一个背带系统悬挂装置4；两组所述悬挂装置承重带401左右布置，一端分别与一组动力组件连接，受所述动力组件的驱动上下移动，另一端连接背带系统悬挂装置4；腰部拉绳承重带405，一边连接受训者的腰部拉绳，另一边与第三组动力组件连接；

数字化降落伞背带系统7，包括降落伞包，所述降落伞包包括主伞包702、备份伞包705、以及操控降落伞包的操控装置，在每个操控装置均具有传感器以采集受训者对所述操纵装置的操纵动作。

离机震动平台5，设置在所述伞降模拟器的后部，能够搭载并抬升受训者，并且能够震动，这样，所述离机震动平台能够实现准备离机、离机三步走和离机动作的模拟，并且支持震动功能，能够模拟离机时飞机的抖动状态，提供真实的离机体验。

VR头盔，所述VR头盔佩戴在受训者的头部，包括虚拟现实眼镜，为受训者提供连续动态的大视角三维伞降环境显示；

送风装置，所述送风装置安装在所述底座和侧壁上，能够进行风向合成，以模拟伞降过程中各种风效。

因此，不同于现有技术通过两壁的电动气缸的升降以改变顶部的平台的形态，从而改变受训者的姿态，本发明在模拟训练装置的顶部设置载人运动平台，在载人运动平台上设置三组驱动单元，相应的受训者身上背负的操纵带也分为三组，由三组驱动单元分别控制不同组的操纵带，从而直接改变受训者的空中姿态，由于采用了顶部的多组动力组件进行驱动，因此，相对于两侧的气缸驱动，两边的侧壁的高度可以随意升降，总体训练高度任意可调，行程高，可以根据训练场地的条件模拟大行程自由落体后开伞等训练科目。腰部拉绳位于运动控制平台顶部，可模拟稳定伞稳定跳伞员姿态，实现跳伞员身体前后倾角变化，辅助完成特殊动作。

此外，由于本发明是通过背带系统悬挂装置4控制受训者背带系统，因此，受训者身上佩戴的背带系统的固定点的位置能够在训练过程中保持相对位置终止不变，可固定操纵带间距，使间距接近真伞伞开后操纵带间距。即使上下升降背带系统对于受训者的体感是一样的。而如果背带系统直接悬挂在载人受训平台上，当受训者距离载人受训平台的距离发生变化，背带系统之间的多根操纵带的角度会发生变化，从而影响受训者的体验和感受，例如当受训者过于靠近受训平台的顶部，多个操纵带之间的角度会长大，从而勒紧受训者。

进一步的，所述背带系统悬挂装置为框形，优选为方形框，下方连接有受训者所穿戴的降落伞背带系统7，所述三组动力组件分别为独立驱动，并且呈倒品字形排列，位于前方两侧的动力组件分别驱动左右两组悬挂系统承重带，位于后部中间的动力组件驱动腰部拉绳承重带405，每组动力组件包括驱动单元101和圆形线盘102，圆形线盘内盘绕着承重带，示例性的，所述驱动单元101可以由伺服电机连接减速机，减速机连接圆形线盘102。伺服电机通过减速机带动线盘转动，控制承重带的收放，进而控制背带系统悬挂装置的升降。各动力组件间相互独立，可单独运转或同步运转。此外，本发明使用伺服电机作为动力来源，精准度高，稳定性好，可控性强，并且配有刹车装置，当设备断电时可及时锁死设备，停止运动。

前方两侧的动力组件的圆形线盘各盘绕一组悬挂系统承重带，每组悬挂系统承重带包括两根悬挂系统承重带，位于后方的动力组件的圆形线盘盘绕一根腰部拉绳承重带405，如图5所示，四根悬挂系统承重带分别挂在背带系统悬挂装置4的四角，一根腰部拉绳承重带连接背带系统腰部拉绳挂点，背带系统悬挂装置连接背带系统操纵带。

参见图3和图4，所述圆形线盘为防脱轨圆形线盘，包括壳体1021，位于壳体内侧的转动轴心1022，位于壳体外侧的凹槽1023，在凹槽的外侧具有从里向外倾斜设计的防脱轨挡板1024，所述凹槽1023用于盘绕承重带，防脱轨挡板1024能够安全有效的避免了线盘运动过程中承载带的脱轨现象。

更进一步的，所述转动轴心1022为可运动转动轴心，在转动轴心的外侧具有多根减震弹簧1025。因此，由多个减震弹簧作为转动轴心阻力源。在伞降训练中要模拟跳伞员从高空跳落，此时圆形线盘瞬时受力较大，此时弹簧压缩，可提供一定的缓冲能力。

更进一步的，所述两组悬挂系统承重带通过金属固定环固定在背带系统悬挂装置的四角，降落伞背带系统的四匹操纵带在选择一定的间距后通过金属可调节固定扣形成闭环，连接金属挂钩，末端最终连接至跳伞员。

所述背带系统悬挂装置上还可以对多个传感器的线路进行走线，在所述背带系统悬挂装置和顶部之间具有信号线轨道403，所述传感器的线路通过信号线轨道传递至外部的控制系统。

在伞降模拟训练中，受训者身上背负着的模拟降落伞具有多个传感器，能够采集开伞、拉动操纵棒、拉动各种拉环等的各种控制信号，上述信号能够通过背带系统悬挂装置进入信号线轨道403，从而进行走线，另外还需要传递VR头盔、以及其它的供电线。

更进一步的，所述信号线轨道403下方与所述背带系统悬挂装置固定，上方与顶部的平台框架固定，采用链条式可折叠轨道结构，可沿直线进行弯曲，可根据悬挂系统升降而自动进行折叠，弯曲方向，角度可控。这样就避免了所述背带系统悬挂装置在伞降训练中上下移动时，信号线随意弯折造成的损害，以及避免转盘结构或滑动结构对线材的损伤。信号线轨道403中要用于放置VR头盔信号线、各个传感器信号线、供电线等弱电线材。

进一步的，所述数字化降落伞背带系统的操控装置包括四匹的降落伞背带系统操纵带404、操纵棒701、备份伞拉环706、飞伞手柄704和应急伞拉环703，所述四匹真实的操纵带用于悬挂跳伞受训人员；

所述操纵棒701连接有操纵棒拉绳传感器，所述拉绳传感器通过操纵棒设置在数字化降落伞背带系统的上方，例如设置在伞降模拟训练系统的背带系统悬挂装置上，所述拉绳传感器采用定制拉绳传感器，可拉出有效行程为1.2米。

所述备份伞拉环706连接有备份伞拉绳传感器707，所述备份伞拉绳传感器707隐藏在备份伞包中。

可选的，所述备份伞拉绳传感器707采用定制拉绳传感器，可拉出有效行程为1.2米。

所述操纵棒拉绳传感器和所述备份伞拉绳传感器均为现有技术中的拉绳传感器，在此基础上进行适当的拉绳延长而得到。

参见图15，在所处操纵带404上设置有操纵带传感器708，所述操纵带传感器为握力传感器。当受训者手捏着操纵带时，所述操纵带传感器708能感受到受训者的动作，从而进行数据的采集和传输。

所述飞伞手柄704和应急伞拉环703分别与伞拉环传感器10连接

因此，通过在操纵装置上设置传感器，本发明的数字化降落伞背带系统能够对受训人员的身体牵引和降落伞操纵数据采集。其中四匹真实操纵带用于悬挂跳伞受训人员，训练员可通过拉动操纵带，实现对虚拟降落伞的拉操纵带操作，进而控制训练员身体姿态和同步VR视景，提高训练真实感。

本发明的主伞和备用伞可以兼容多种真实伞型，可保证穿戴过程、操作方式、触摸手感保持不变。在本发明的示例中，主伞采用伞兵-9型降落伞，此时可使用操纵棒进行模拟操纵，备份伞采用备份-6型降落伞。但主伞也可以采用伞兵-11型降落伞时，可将操纵棒更换成操纵环进行模拟操纵。

当降落伞包采用真实伞兵-9型降落伞背带系统，配合的备份伞型号为备份-6时，背带系统包括主套带、肩带、肩胛带、胸带、腰带、座带、腿带、主伞包、备份伞包、操纵带、操纵棒、操纵环、飞伞手柄、备份伞手拉环、应急拉环等。

本发明可实现在伞降模拟训练过程中对受训人员的身体牵引和降落伞操纵数据采集。其中四匹真实操纵带用于悬挂跳伞受训人员，训练员可通过拉动操纵带，实现对虚拟降落伞的拉操纵带操作，进而控制训练员身体姿态和同步VR视景，提高训练真实感；两个真实降落伞操纵棒可精准采集训练员的拉棒行为数据，经过仿真系统进行处理，分发给运动控制平台和三维展现引擎，进而控制训练员身体姿态和同步VR视景，给受训人员逼真的模拟回馈，提供真实的运动体感和视觉体感；各类拉环可实时的采集拉环的操作状态，并反馈给训练系统，为特情训练提供硬件支持。

进一步的，参见图9,10，所述离机震动平台5具有升降台，所述升降台能够升起或者落下。

参见图11，在离机震动平台的上方还具有所述离机保障轨道6，所述离机保障轨道6用于装载背带系统悬挂装置4，例如通过在背带系统悬挂装置4上设置小滚轮使其可以在离机保障轨道6移动，这样可使背带系统在离机前跟随受训人员进行移动，在受训人员从升降台跳下后，背带系统悬挂装置4脱离所述离机保障轨道6，因此模拟受训人员跳伞后的自由落体和空中开伞的体感。

离机震动平台5、离机保障轨道6、背带系统悬挂装置4三者相互配合，能够更好的模拟出离机时飞机的抖动状态，离机跳伞后的自由落体，以及当悬挂装置承重带401拉紧背带系统悬挂装置4模拟营造出空中开伞的体感。

进一步的，所述送风装置包括：

底部风机8，其具有两个以上，分别位于底座3的前部，底部风机的出风口迎着伞降受训人员，在所述底部风机的前方下部具有角度调节推杆17，所述角度调节推杆根据指令控制所述底部风机的出风口的出风角度；

所述侧方风机9为侧方隐藏式风机，隐藏在所述侧壁内，所述侧方隐藏式风机具有4个，所述侧方隐藏式风机均匀设置在每个所述侧壁的两侧，环绕伞降训练者进行部署。

因此，所述底部风机和四个侧方隐藏式风机可实现360环绕吹风和自动化合成风向变更。

例如，在控制指令下通过控制固态继电器控制侧方风机的开关、风量，控制侧方隐藏式风机的出口风向、从而影响所合成的风向，营造顺风、逆风、侧风等体感。底部风机可实现自动化俯仰角度调节。

进一步的，还具有音响10，用于提供三维立体环绕的音频效果。

在所述伞降模拟器的正上方具有主显示屏11，用于实时显示人员信息、训练场景及综合数据。

在所述伞降模拟器的侧方具有侧显示屏16，用于部署训练操控软件，完成单人训练的组训工作，同时实现保障人员对模拟器设备的各种调试。

在所述伞降模拟器的正上方还具有跳伞状态指示灯12，用于提示当前设备运行状态。

在所述伞降模拟器的前上方还具有定位器固定支架13，用于固定虚拟现实头盔定位光塔，提供稳定的虚拟现实环境。

在所述定位器固定支架13上还固定有摄像单元14，用于捕捉跳伞受训人员训练过程姿态。

在所述伞降模拟器的侧方还具有急停按钮15，用于提供紧急停止功能。

所述伞降模拟器还配置有模拟跳伞管理平台200，用于对所述伞降模拟器设定训练项目，接收伞降模拟器的各项操纵数据，控制跳伞模拟器模拟整个跳伞过程，并能够为多个伞降模拟器提供组网功能。

在所述伞降模拟器可以配置高性能的计算机以用于安装模拟跳伞管理平台200，该计算机可内置于模拟器内部，具备高性能、高稳定性的特点，可保证训练系统流畅、稳定的运行。

进一步的，在所述底座3的表面还设置有防滑着陆台面，所述防滑着陆台面的中间采用软质材料，以提高受训人员着陆时的安全性。

此外，所述的伞降模拟器具备多人组训功能，可支持多台联机，同场景协同训练。

所述伞降模拟器支持特情处置训练，可模拟伞降训练过程中遇到的特殊情况，包含主伞未开、伞开不正常、两伞相插、伞绳挂住(挂伤)身体及着陆到障碍物等几类突发特情。

因此，本发明的伞降模拟器由运动控制平台、腰部拉绳、背带系统悬挂装置、离机震动平台、离机保障轨道、强力风扇、高性能仿真计算机、虚拟现实头盔(VR)、跳伞状态显示大屏-正方、跳伞状态显示大屏-左侧方、跳伞状态指示灯、定位器固定支架、监控摄像头、VR头盔挂点、急停按钮、音响、防滑着陆台面、软硬件对接盒、数字化改装背带系统等组成。本发明可进行降落伞穿戴训练、离机模拟训练、开伞模拟训练、降落伞操纵模拟训练、空中行为模拟训练、特情处置模拟训练、着陆模拟训练。通过软硬结合的方式，为参训跳伞员提供沉浸感强、体感丰富、流程全面、过程真实、组训多样、评估先进的训练手段。

综上，本发明具有如下的优点：

1、适应性强：

由于采用了顶部的多组动力组件进行驱动，因此，相对于两侧的气缸驱动，两边的侧壁的高度可以随意升降，总体训练高度任意可调，行程高，可以根据训练场地的条件模拟大行程自由落体后开伞等训练科目。

2、模拟体感真实

可实现载人情况下的高速度、高行程、高精度的上下位移运动、左右倾斜运动，能够真实模拟离机后的失重感、开伞后的冲击感、拉棒时的操纵感、着陆时的坠落感以及特情触发时的眩晕感等运动体感。

通过腰部拉绳，可模拟稳定伞稳定跳伞员姿态、模拟高空跳伞大姿势、模拟特情触发天旋地转等体感。

3、可进行降落伞操纵数据采集

数字化降落伞背带系统通过高精度传感器对参训人员的操纵内容进行采集，并通过数字量和模拟量的形式，上传给仿真计算机，数据实时、精准、可靠，可由仿真计算机进行处理，协调系统进行操纵反馈。

4、操纵手感真实

使用真实的降落伞背带系统进行改装，可保证穿戴过程、操作方式、触摸手感保持不变。

5、自动化程度高，跳伞过程风力模拟真实：水平风力可实现360度环绕，并通过不同风机组合开关的形式，自动调整合成风向，可以模拟跳伞时由自下而上的风力体感和操作降落伞时的水平风力体感，使参训人员准确的感受到顺风、逆风、侧风等体感。

6、训练流程完整

实现了从登机、检查、准备离机、离机、开伞、降落伞操纵、特情处置、到着陆的全流程伞降模拟训练。有效避免因单种设备训练内容单一，导致训练流程不连贯、各个训练环节中间出现壁垒的情况。

7、仿真程度高，贴近部队实战训练

以空降跳伞的实际流程为研制依据，可实现多种伞型、多种机型、多种气象条件、多种着陆区域、多种训练编组的伞降全流程模拟训练，通过软硬结合的方式，在训练中对参训人员进行体感模拟、操纵反馈、姿态控制使参训人员完全沉浸在虚拟的训练环境中，提高训练效果。

8、训练体感真实

系统综合运用机电技术、虚拟现实技术、计算机仿真技术和人机交互技术，为受训人员提供伞降过程中的视觉、触觉、声响、运动、环境等多方位体感效果，大幅增强训练过程中的沉浸感和真实感，提高训练效益。

9、训练科目全面

系统预置有多个训练科目，包括单兵跳伞、集体跳伞、夜间跳伞、水上跳伞、雪地跳伞等，并且支持自定义训练科目，通过对机型、伞型、地形、天气、风向、风速、投放点、目标着陆点、飞机飞行高度、飞机飞行速度、飞机飞行轨迹、投放间隔等参数进行设定，可组合出更多更全面的训练科目，如高跳低开、高跳高开、低空跳伞、大风天跳伞等。

10、组训方式多样、可设定演习预案

可进行单人到多人的同场景自由组训，系统可直接对预案进行增删改查，可以进行训练内容的直接选择，大幅提高训练实施的效率。解决了实地训练耗费时间多、成本投入大、组织保障困难等问题。

显然，本领域技术人员应该明白，上述的本发明的各单元或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个计算装置上,可选地，他们可以用计算机装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明，由所提交的权利要求书确定保护范围。

Claims (9)

1.一种用于伞降模拟训练的伞降模拟器，其特征在于：

所述伞降模拟器包括：

底座，位于所述伞降模拟器的底部；

侧壁，具有两个，分别位于底座的两侧，两个所述侧壁之间具一定的空间以用于容纳伞降训练者；

载人运动平台，由两个所述侧壁支撑并位于所述伞降模拟器的顶部，所述载人运动平台包括三组动力组件，两组悬挂装置承重带，一组腰部拉绳承重带，和一个背带系统悬挂装置；两组所述悬挂装置承重带左右布置，一端分别与一组动力组件连接，受所述动力组件的驱动上下移动，另一端连接背带系统悬挂装置，腰部拉绳承重带，一边连接受训者的腰部拉绳，另一边与第三组动力组件连接；

数字化降落伞背带系统，包括降落伞包，所述降落伞包包括主伞包、备份伞包、以及操控降落伞包的操控装置，在每个操控装置均具有传感器以采集受训者对所述操控装置的操纵动作；

离机震动平台，设置在所述伞降模拟器的后部，能够搭载并抬升受训者，并且能够震动；

VR头盔，所述VR头盔佩戴在受训者的头部，包括虚拟现实眼镜，为受训者提供连续动态的大视角三维伞降环境显示；

送风装置，所述送风装置安装在所述底座和侧壁上，能够进行风向合成，以模拟伞降过程中各种风效；

所述背带系统悬挂装置为框形，下方连接有受训者所穿戴的降落伞背带系统，所述三组动力组件分别为独立驱动，并且呈倒品字形排列，位于前方两侧的动力组件分别驱动左右两组悬挂系统承重带，位于后部中间的动力组件驱动腰部拉绳承重带，每组动力组件包括驱动单元和圆形线盘，圆形线盘内盘绕着承重带,前方两侧的动力组件的圆形线盘各盘绕一组悬挂系统承重带，每组悬挂系统承重带包括两根悬挂系统承重带，位于后方的动力组件的圆形线盘盘绕一根腰部拉绳承重带，所述两组悬挂系统承重带通过金属固定环固定在背带系统悬挂装置的四角，降落伞背带系统的四匹操纵带在选择一定的间距后通过金属可调节固定扣形成闭环，连接背带系统悬挂装置，四匹操纵带的末端最终连接至跳伞员，一根腰部拉绳承重带连接背带系统腰部拉绳挂点。

2.根据权利要求1所述的伞降模拟器，其特征在于：

所述两组悬挂系统承重带通过金属固定环固定在背带系统悬挂装置的四角，降落伞背带系统的四匹操纵带在选择一定的间距后通过金属可调节固定扣形成闭环，连接背带系统悬挂装置，四匹操纵带的末端最终连接至跳伞员，一根腰部拉绳承重带连接背带系统腰部拉绳挂点。

3.根据权利要求1所述的伞降模拟器，其特征在于：

所述圆形线盘为防脱轨圆形线盘，包括壳体，位于壳体内侧的转动轴心，位于壳体外侧的凹槽，在凹槽的外侧具有从里向外倾斜设计的防脱轨挡板，所述凹槽用于盘绕承重带；所述转动轴心为可运动转动轴心，在转动轴心的外侧具有多根减震弹簧。

4.根据权利要求1所述的伞降模拟器，其特征在于：

在所述背带系统悬挂装置和顶部之间具有信号线轨道，所述信号线轨道下方与所述背带系统悬挂装置固定，上方与顶部的平台框架固定，采用链条式可折叠轨道结构。

5.根据权利要求1所述的伞降模拟器，其特征在于：

所述数字化降落伞背带系统的操控装置包括四匹操纵带、操纵棒、备份伞拉环、飞伞手柄和应急伞拉环，所述四匹真实操纵带用于悬挂跳伞受训人员；

所述操纵棒连接有操纵棒拉绳传感器，所述拉绳传感器通过操纵棒设置在数字化降落伞背带系统的上方；

所述备份伞拉环连接有备份伞拉绳传感器，所述备份伞拉绳传感器隐藏在备份伞包中；

在所处操纵带上设置有操纵带传感器，所述操纵带传感器为握力传感器；

所述飞伞手柄和应急伞拉环分别与伞拉环传感器连接。

6.根据权利要求1所述的伞降模拟器，其特征在于：

所述离机震动平台具有升降台，所述升降台能够升起或者落下；在离机震动平台的上方还具有所述离机保障轨道，所述离机保障轨道用于装载背带系统悬挂装置，在受训人员从升降台跳下后，背带系统悬挂装置脱离所述离机保障轨道。

7.根据权利要求1所述的伞降模拟器，其特征在于：

所述送风装置包括：

底部风机，其具有两个以上，分别位于底座的前部，底部风机的出风口迎着伞降受训人员，在所述底部风机的前方下部具有角度调节推杆，所述角度调节推杆根据指令控制所述底部风机的出风口的出风角度；

侧方风机，隐藏在所述侧壁内为侧方隐藏式风机，所述侧方隐藏式风机具有4个，所述侧方隐藏式风机均匀设置在每个所述侧壁的两侧，环绕伞降训练者进行部署。

8.根据权利要求1所述的伞降模拟器，其特征在于：

还具有音响，用于提供三维立体环绕的音频效果；

在所述伞降模拟器的正上方具有主显示屏，用于实时显示人员信息、训练场景及综合数据；

在所述伞降模拟器的侧方具有侧显示屏，用于部署训练操控软件，完成单人训练的组训工作，同时实现保障人员对模拟器设备的各种调试；

在所述伞降模拟器的正上方还具有跳伞状态指示灯，用于提示当前设备运行状态；

在所述伞降模拟器的前上方还具有定位器固定支架，用于固定虚拟现实头盔定位光塔，提供稳定的虚拟现实环境；

在所述定位器固定支架上还固定有摄像单元，用于捕捉跳伞受训人员训练过程姿态；

在所述伞降模拟器的侧方还具有急停按钮，用于提供紧急停止功能；

在所述底座的表面还设置有防滑着陆台面，所述防滑着陆台面的中间采用软质材料，以提高受训人员着陆时的安全性。

9.根据权利要求1所述的伞降模拟器，其特征在于：

所述伞降模拟器还配置有模拟跳伞管理平台，用于对所述伞降模拟器设定训练项目，接收伞降模拟器的各项操纵数据，控制跳伞模拟器模拟整个跳伞过程.以及为多个伞降模拟器提供组网功能。

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