CN112591108B - 一种体感交互式跳伞模拟训练设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种体感交互式跳伞模拟训练设备包括：离机模拟框架、滑轨、升降训练框架、滑动小车、升降机和载车架；升降机设置于升降训练框架上方，载车架连接升降机；滑轨包括第一水平轨道、第二水平轨道和倾斜轨道，第一水平轨道设置于离机模拟框架内，第二水平轨道设置于载车架内，且第一水平轨道的高度大于第二水平轨道的高度，倾斜轨道的两端分别连接第一水平轨道和第二水平轨道；滑动小车包括车框体、滑轮、摆动控制电机和摆绳轮。本发明提供的训练设备分别模拟机舱环境、离机移动状态、跳伞时的失重和着陆状态；能模拟下落过程中对跳伞员左右肩施加的摆动力，提高跳伞训练的连续性，更加贴合实际跳伞情况，提高训练效率、降低训练成本。

Description

一种体感交互式跳伞模拟训练设备

技术领域

本发明涉及训练模拟设备技术领域，具体地，涉及一种体感交互式跳伞模拟训练设备。

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。因此对于完成地面基础训练即将进行飞机实跳的新兵，需要通过体验逼真的空中降落过程，固化离机着陆姿态和空中操纵动作，解决对实跳的心理恐惧感。

在已经公开的现有技术中，如发明专利CN 109147452 A一种延时跳伞训练模拟平台，其公开了在支架上梁中部设有载物台，其上设有旋转机构，在旋转机构的旋转平台上设有拉伸机构，在旋转平台下面设有模拟吊挂伞绳机构，通过旋转机构和拉伸机构可以模拟跳伞过程中的旋转和左右摇摆两种情况。然而，现有的模拟训练设备结构复杂、且无法模拟跳伞的全过程，尤其是无法真实模拟空中伞吊阶段伞面受气流影响造成跳伞员左右肩摆动的情况，影响跳伞模拟训练效果。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种体感交互式跳伞模拟训练设备，旨在针对实际跳伞训练需求，采用交互式模拟操纵，加强动作理解等手段，可以提高跳伞训练的连续性，更加贴合实际跳伞情况。

为实现上述目的，本发明提出的体感交互式跳伞模拟训练设备包括：一种体感交互式跳伞模拟训练设备，其特征在于，包括：离机模拟框架、升降训练框架、滑动小车、升降机、载车架和滑轨；所述升降机设置于所述升降训练框架上方，所述载车架连接所述升降机；其中，

所述滑轨包括第一水平轨道、第二水平轨道和倾斜轨道，所述第一水平轨道设置于所述离机模拟框架内，所述第二水平轨道设置于所述载车架内，且所述第一水平轨道的高度大于所述第二水平轨道的高度，所述倾斜轨道的两端分别连接所述第一水平轨道和所述第二水平轨道；

所述滑动小车包括车框体、两组滑轮、两台摆动控制电机和两个摆绳轮，两组所述滑轮分别枢接于所述车框体的两端，两台所述摆动控制电机对称设置于所述车框体的两侧、且所述摆动控制电机的轴向与所述滑动小车的运动方向平行，所述摆绳轮与所述摆动控制电机的输出轴同轴连接；

所述滑轮与所述滑轨适配，以使所述滑动小车依次沿着所述第一水平轨道、所述倾斜轨道和第二水平轨道移动。

优选地，升降训练框架包括两组竖直轨道、滑座和升降长轴，两组所述竖直轨道分别对称设置于所述升降训练框架内部的两侧，所述滑座设置两组所述竖直轨道之间、且分别与两者滑动连接，所述升降长轴的两端分别与所述滑座枢接。

优选地，所述载车架包括载重支架、两个长轴支座、两根升降横梁、电磁铁、导向座、弹簧、锁定轴，所述载重支架设置于所述升降训练框架内的顶部、且其下方设置有所述第二水平轨道，所述升降横梁对称设置于所述载重支架的两侧、且与所述第二水平轨道的长度方向垂直，所述长轴支座对称设置于所述载重支架的中部、且两个所述长轴支座之间的连线方向与所述升降横梁平行，所述升降长轴通过所述长轴支座与所述载重支架连接，所述电磁铁设置于所述载重支架的靠近所述离机模拟框架的一侧上方、且分别对应下方的第二水平轨道，所述导向座设置于所述载重支架上、且位于所述电磁铁的正下方，所述弹簧设置于所述电磁铁和所述导向座之间，所述锁定轴贯穿所述导向座和所述载重支架、且所述锁定轴的一端与所述弹簧连接。

优选地，所述升降机包括升降机框架、两根升降卷轴和升降电机，所述升降卷轴设置于所述升降机框架上、且对应下方的所述升降横梁，所述升降电机的输出轴与所述升降卷轴同轴连接，所述升降卷轴通过钢缆连接所述升降横梁。

优选地，所述升降机还包括第一导向轮组和第二导向轮组，第一导向轮组对称设置于所述升降机框架上靠近所述升降卷轴一侧，所述第二导向轮组对称设置于所述升降机框架的两侧边缘，所述第一导向轮组和所述第二导向轮组用于钢缆的导向。

优选地，所述离机模拟框架还包括离机平台，所述离机平台设置于所述第一水平轨道的下方，所述离机平台用于模拟机舱内部环境。

本发明技术方案中，体感交互式跳伞模拟训练设备包括：离机模拟框架、升降训练框架、滑动小车、升降机、载车架和滑轨；升降机设置于升降训练框架上方，载车架连接升降机；滑轨包括第一水平轨道、第二水平轨道和倾斜轨道，第一水平轨道设置于离机模拟框架内，第二水平轨道设置于载车架内，且第一水平轨道的高度大于第二水平轨道的高度，倾斜轨道的两端分别连接第一水平轨道和第二水平轨道；滑动小车包括车框体、两组滑轮、两台摆动控制电机和两个摆绳轮，两组滑轮分别枢接于车框体的两端，两台摆动控制电机对称设置于车框体的两侧、且摆动控制电机的轴向与滑动小车的运动方向平行，摆绳轮与摆动控制电机的输出轴同轴连接；滑轮与滑轨适配，以使滑动小车依次沿着第一水平轨道、倾斜轨道和第二水平轨道移动。本发明提供的训练设备在工作时，滑动小车依次沿着第一水平轨道、倾斜轨道和第二水平轨道，分别模拟机舱环境、离机移动状态、跳伞时的失重和着陆状态；并且在滑动小车上设置两台摆动控制电机模拟下落过程中对跳伞员左右肩施加的摆动力，可以提高跳伞训练的连续性，更加贴合实际跳伞情况，以提高训练效率、降低训练成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明体感交互式跳伞模拟训练设备一实施例的结构示意图；

图2为图1的另一角度的结构示意图；

图3为本发明体感交互式跳伞模拟训练设备一实施例滑动小车的结构示意图；

图4为本发明体感交互式跳伞模拟训练设备一实施例升降机的结构示意图；

图5为本发明体感交互式跳伞模拟训练设备一实施例载车架的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	离机模拟框架	5	升降机
11	离机平台	51	升降机框架
				21	第一水平轨道	52	升降卷轴
22	倾斜轨道	53	升降电机
				23	第二水平轨道	54	第二导向轮组
3	升降训练框架	55	第一导向轮组
				31	竖直轨道	6	载车架
32	滑座	61	载重支架
				33	升降长轴	62	长轴支座
4	滑动小车	63	升降横梁
				41	车框体	64	锁定轴
42	滑轮	65	电磁铁
				43	摆动控制电机	66	导向座
44	摆绳轮

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种体感交互式跳伞模拟训练设备。

请参照图1至图5，在本发明一实施例中，该体感交互式跳伞模拟训练设备包括：离机模拟框架1、滑轨、升降训练框架3、滑动小车4、升降机5和载车架6；所述升降机5设置于所述升降训练框架3上方，所述载车架6连接所述升降机5；其中，所述滑轨包括第一水平轨道21、第二水平轨道23和倾斜轨道22，所述第一水平轨道21设置于所述离机模拟框架1内，所述第二水平轨道23设置于所述载车架6内，且所述第一水平轨道21的高度大于所述第二水平轨道23的高度，所述倾斜轨道22的两端分别连接所述第一水平轨道21和所述第二水平轨道23；所述滑动小车4包括车框体41、两组滑轮42、两台摆动控制电机43和两个摆绳轮44，两组所述滑轮42分别枢接于所述车框体41的两端，两台所述摆动控制电机43对称设置于所述车框体41的两侧、且所述摆动控制电机43的轴向与所述滑动小车4的运动方向平行，所述摆绳轮44与所述摆动控制电机43的输出轴同轴连接；所述滑轮42与所述滑轨适配，以使所述滑动小车4依次沿着所述第一水平轨道21、所述倾斜轨道22、第二水平轨道23移动。

在本实施例提供的体感交互式跳伞模拟训练设备，能够具体实现以下几种模拟姿态：通过升降电机53反向差分运动，可以实现模拟翼伞训练过程中的减速抬头运动；通过摆动控制电机43左右转动，可以实现模拟翼伞转弯时的人体姿态倾斜运动；通过多个电机协同运动，可以实现模拟圆伞的摇摆运动；通过升降电机53同步加速向下运动，可实现模拟跳伞时的离机坠落运动；通过升降电机53同步向下运动，可实现模拟跳伞时最后的着陆模拟。

在工作时，跳伞训练人员吊挂在滑动小车4的下方，滑动小车4沿着第一水平轨道21、倾斜轨道22和第二水平轨道23，依次经过离机模拟框架1、2和升降训练框架3，以分别模拟机舱环境、离机跳伞状态、离机下落过程中的失重和着陆状态；并且在滑动小车4上设置两台摆动控制电机43模拟下落过程中对跳伞员左右肩施加的摆动力，可以提高跳伞训练的连续性，更加贴合实际跳伞情况，以提高训练效率、降低训练成本。

优选地，升降训练框架3包括两组竖直轨道31、滑座32和升降长轴33，两组所述竖直轨道31分别对称设置于所述升降训练框架3内部的两侧，所述滑座32设置两组所述竖直轨道31之间、且分别与两者滑动连接，所述升降长轴33的两端分别与所述滑座32枢接。

优选地，所述载车架6包括载重支架61、两个长轴支座62、两根升降横梁63、电磁铁65、导向座66、弹簧、锁定轴64，所述载重支架61设置于所述升降训练框架3内的顶部、且其下方设置有所述第二水平轨道23，所述升降横梁63对称设置于所述载重支架61的两侧、且与所述第二水平轨道23的长度方向垂直，所述长轴支座62对称设置于所述载重支架61的中部、且两个所述长轴支座62之间的连线方向与所述升降横梁63平行，所述升降长轴33通过所述长轴支座62与所述载重支架61连接，所述电磁铁65设置于所述载重支架61的靠近所述离机模拟框架1的一侧上方、且分别对应下方的第二水平轨道23，所述导向座66设置于所述载重支架61上、且位于所述电磁铁65的正下方，所述弹簧设置于所述电磁铁65和所述导向座66之间，所述锁定轴64贯穿所述导向座66和所述载重支架61、且所述锁定轴64的一端与所述弹簧连接。

优选地，如图4所示，所述升降机5包括升降机框架51、两根升降卷轴52和升降电机53，所述升降卷轴52设置于所述升降机框架51上、且对应下方的所述升降横梁63，所述升降电机53的输出轴与所述升降卷轴52同轴连接，所述升降卷轴52通过钢缆连接所述升降横梁63。工作时，升降电机53通电转动后可以带动升降卷轴52转动。升降卷轴52上装有钢丝绳，钢丝绳的另一端从升降卷轴52绕出来，绕过第二导向轮组后再绕过第一导向轮组并与载车架6顶部的升降横梁63连接。滑座32可以沿竖直轨道31做上下运动，并通过轴承与升降长轴33相连，升降长轴33与载车架6上的长轴支座62配合。在升降电机53的带动下载车架6可以沿竖直轨道31做上下运动，可以模拟跳伞时的失重和人员着陆训练。

优选地，所述升降机5还包括第一导向轮组55和第二导向轮组54，第一导向轮组对称设置于所述升降机框架51上靠近所述升降卷轴52一侧，所述第二导向轮组54对称设置于所述升降机框架51的两侧边缘，所述第一导向轮组55和所述第二导向轮组54用于钢缆的导向。

如图5所示，电磁铁65下方按顺序分别为锁定轴64、电磁铁65端盖和导向座66，导向座66安装在载重支架61的顶部，电磁铁65端盖安装在导向座66之上。电磁铁65的衔铁、锁定轴64、电磁铁65端盖和导向座66共轴线安装，锁定轴64穿过电磁铁65端盖和导向座66，并通过定位销与电磁铁65的衔铁相连。工作时，滑动小车4沿着三段式轨道滑行，此时电磁铁65通电吸合，锁定轴64升起，滑动小车4可以顺利进入载车架6内部。当滑动小车4进入载车架6后，电磁铁65断电，锁定轴64在弹簧作用下下落挡住滑动小车4，防止滑动小车4滑出。电磁铁65断电后，升降电机才可以通电转动，带动载车架6和滑动小车4沿竖直轨道31做上下运动，模拟跳伞时的失重和人员着陆训练，同时可以保证训练过程的安全性和稳定性。

优选地，所述离机模拟框架1还包括离机平台11，所述离机平台11设置于所述第一水平轨道21的下方，所述离机平台11用于模拟机舱内部环境。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种体感交互式跳伞模拟训练设备，其特征在于，包括：离机模拟框架、升降训练框架、滑动小车、升降机、载车架和滑轨；所述升降机设置于所述升降训练框架上方，所述载车架连接所述升降机；其中，

所述滑轨包括第一水平轨道、第二水平轨道和倾斜轨道，所述第一水平轨道设置于所述离机模拟框架内，所述第二水平轨道设置于所述载车架内，且所述第一水平轨道的高度大于所述第二水平轨道的高度，所述倾斜轨道的两端分别连接所述第一水平轨道和所述第二水平轨道；

所述滑动小车包括车框体、两组滑轮、两台摆动控制电机和两个摆绳轮，两组所述滑轮分别枢接于所述车框体的两端，两台所述摆动控制电机对称设置于所述车框体的两侧、且所述摆动控制电机的轴向与所述滑动小车的运动方向平行，所述摆绳轮与所述摆动控制电机的输出轴同轴连接；

所述滑轮与所述滑轨适配，以使所述滑动小车依次沿着所述第一水平轨道、所述倾斜轨道和第二水平轨道移动。

2.如权利要求1所述的体感交互式跳伞模拟训练设备，其特征在于，升降训练框架包括两组竖直轨道、滑座和升降长轴，两组所述竖直轨道分别对称设置于所述升降训练框架内部的两侧，所述滑座设置两组所述竖直轨道之间、且分别与两者滑动连接，所述升降长轴的两端分别与所述滑座枢接。

3.如权利要求2所述的体感交互式跳伞模拟训练设备，其特征在于，所述载车架包括载重支架、两个长轴支座、两根升降横梁、电磁铁、导向座、弹簧、锁定轴，所述载重支架设置于所述升降训练框架内的顶部、且其下方设置有所述第二水平轨道，所述升降横梁对称设置于所述载重支架的两侧、且与所述第二水平轨道的长度方向垂直，所述长轴支座对称设置于所述载重支架的中部、且两个所述长轴支座之间的连线方向与所述升降横梁平行，所述升降长轴通过所述长轴支座与所述载重支架连接，所述电磁铁设置于所述载重支架的靠近所述离机模拟框架的一侧上方、且分别对应下方的第二水平轨道，所述导向座设置于所述载重支架上、且位于所述电磁铁的正下方，所述弹簧设置于所述电磁铁和所述导向座之间，所述锁定轴贯穿所述导向座和所述载重支架、且所述锁定轴的一端与所述弹簧连接。

4.如权利要求3所述的体感交互式跳伞模拟训练设备，其特征在于，所述升降机包括升降机框架、两根升降卷轴和升降电机，所述升降卷轴设置于所述升降机框架上、且对应下方的所述升降横梁，所述升降电机的输出轴与所述升降卷轴同轴连接，所述升降卷轴通过钢缆连接所述升降横梁。

5.如权利要求4所述的体感交互式跳伞模拟训练设备，其特征在于，所述升降机还包括第一导向轮组和第二导向轮组，第一导向轮组对称设置于所述升降机框架上靠近所述升降卷轴一侧，所述第二导向轮组对称设置于所述升降机框架的两侧边缘，所述第一导向轮组和所述第二导向轮组用于钢缆的导向。

6.如权利要求1-5任一项所述的体感交互式跳伞模拟训练设备，其特征在于，所述离机模拟框架还包括离机平台，所述离机平台设置于所述第一水平轨道的下方，所述离机平台用于模拟机舱内部环境。