CN113257072A - 一种全方位体感伞降模拟训练的载人运动平台及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种全方位体感伞降模拟训练的载人运动平台及方法,载人运动平台包括机架、风机模组、驱动机构、姿态调节机构和背带系统;风机模组设置于机架内,提供风力体感;驱动机构包括平动机构和转动机构,平动机构包括往返平移的行走座,平动机构设置于机架顶部,转动机构与行走座相连;姿态调节机构包括基础架、俯仰调节机构和悬架,基础架与转动机构的输出端相连,悬架通过一对俯仰调节机构连接于基础架下;背带系统与悬架相连。投入使用后,平动机构、转动机构、俯仰调节机构、拉线编码器和风机模组协同工作使参训人员感受到真实的旋转与倾斜体感,并在运动过程中能够感受到真实的风力感受,达到高度仿真模拟的效果。
Description
技术领域
本发明涉及伞降仿真模拟训练技术领域,具体涉及一种全方位体感伞降模拟训练的载人运动平台及方法。
背景技术
目前市面上现有的伞降模拟训练系统是一个机电一体的综合应用系统,为传感、交互、三维虚拟等技术的集成,可以完整模拟三步离机、开伞、操纵、着陆等跳伞训练过程。现有系统在伞降模拟训练过程中可以调节开伞气流、环境声音、离机自由落体运动、开伞冲击力、着陆冲击力、着陆场环境等要素,为跳伞员提供接近真实的跳伞环境,有助于跳伞员熟练掌握跳伞方法,提高跳伞技能。
最初的伞降模拟平台只能训练跳伞过程中部分简单的基础动作,训练科目极少、效率低下,不能够系统、完整、逼真地模拟实际跳伞全过程。
后来市面上慢慢出现了一些新的伞降模拟器,但这些模拟器存在以下几个缺点:1、左右两侧倾斜角度受限,无法模拟单侧操纵带飞掉等大角度倾斜问题;2、旋转角度有限,当旋转一圈后,往往因为线缆缠绕的问题无法继续转动;3、风力模拟并不是以人员位置为中心点进行控制,无法达到环绕式模拟的效果,并且风力模拟单一,没有与虚拟场景中人物与风的夹角保持同步。
这些缺陷导致模拟过程中参训人员难以感受到真实的旋转与倾斜体感,也难以感受到真实的风力感受,导致难以实现高度仿真模拟。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够实现高度仿真模拟的全方位体感伞降模拟训练的载人运动平台及方法。
本发明提供的这种全方位体感伞降模拟训练的载人运动平台,包括机架、风机模组、驱动机构、姿态调节机构和背带系统;风机模组设置于机架内,提供风力体感;驱动机构包括平动机构和转动机构,平动机构包括往返平移的行走座,平动机构设置于机架顶部,转动机构与行走座相连;姿态调节机构包括基础架、俯仰调节机构和悬架,基础架与转动机构的输出端相连,悬架通过一对俯仰调节机构连接于基础架下;背带系统与悬架相连。
所述机架包括底框、立架和顶框;底框设置于基础上;立架包括斜撑、基础柱、层柱和侧位梁,基础柱设置于斜撑两端,层柱连接于基础柱上,侧位梁连接于两基础柱之间,一对立架分设于底框的两侧;顶框设置于立架的顶部。
所述斜撑呈入字型布置于所述底框的一侧边上;所述基础柱包括短柱、中柱和长柱,短柱固接于斜撑的顶点外,中柱和长柱均固接于底框与斜撑底点相邻的侧边上,长柱位于中柱的内侧,基础柱相互平行;所述侧位梁的一端与短柱固接、另一端与长柱固接;所述顶框为等腰梯形框,其下底连接于所述短柱上的两层柱之间,上底伸至另一对层柱外;所述风机模组包括底脚风机和侧位风机,底脚风机设置于所述底框的四角,侧位风机布置于所述侧位梁上。
所述驱动机构还包括基座,基座包括主梁、连板和连接座,一对主梁平行布置,连板和连接座分别设于主梁两端将两主梁连为一体;所述平动机构通过基座装配于机架顶部。
所述平动机构包括天轨、行走座和动力传动组件,天轨敷设于所述主梁上,行走座连接于天轨上,动力传动组件驱动行走座沿天轨平动;所述转动机构包括转动组件和滑环,转动组件包括转轴,转动组件与行走座相连,滑环同轴装配于转轴外用以走线。
所述动力传动组件包括电机、主动齿轮、从动齿轮和齿带,电机和主动齿轮设置于所述连接座上,主动齿轮与电机的输出轴相连,从动齿轮设置于所述连板上,齿带一端与主动齿轮啮合、另一端与从动齿轮啮合。
所述行走座包括头框、底盒和滑块;头框为矩形框,其顶面设有凹槽,其侧面设有齿带口,其内设行走齿轮;底盒为两端开口的矩形盒,底盒固接于头框的底面;滑块设置于头框底面;行走座通过滑块装配于所述天轨上,行走齿轮与所述齿带啮合。
所述基础架为矩形架,其四角下设定滑轮;所述俯仰调节机构包括收放机构和一对拉绳,拉绳的一端与收放机构相连、另一端绕过定滑轮后与所述悬架相连,两拉绳的绕制方向相反;所述悬架包括悬挂杆和腹杆,悬挂杆的两端上设挂环,悬挂杆的中部下设吊环,一对悬挂杆平行布置,两腹杆平行设置、连接于两悬挂杆之间,悬架通过挂环悬挂于拉绳下。
所述收放机构包括电机、卷筒和卷筒外框;卷筒外框为两侧开口的矩形框,其内设隔板,卷筒外框固接于所述基础架下;卷筒与电机的输出轴相连,卷筒位于卷筒外框内,贯穿隔板;一对拉绳分别绕于隔板两侧的卷筒上。
本发明还提供了一种全方位体感伞降模拟训练的方法,本方法利用上述载人运动平台为工具进行,包括如下步骤:
S.1、参训人员与背带系统连接;
S.2、水平进场,平动机构工作,带动背带系统进入机架内,模拟离机跳伞流程;
S.3、旋转运动,转动机构工作,参训人员转动;
S.4、升降运动,悬架垂直下降,模拟离机的失重感;
S.5、姿态调节,一对俯仰调节机构配合工作,调节参训人员前后俯仰角度和左右倾倒角度;
S.6、风向控制,
S.6.1、跳伞员出舱后,获取各风机实际状态数据,在虚拟场景中获取人物角度与环境风的方向,确定夹角,调控伞降模拟训练舱内各风机工作状态,提取各风机的实际状态数据;
S.6.2、获取真实角度朝向,根据伞降模拟训练舱内驱动机构的电机数据读取参训人员当前的真实角度朝向;
S.6.3、获取各风机理论状态数据,
根据真实角度朝向和当前的风向、风速数据,确定每个风机当前应处于的理论状态数据;
S.6.4、风向调节,将实际状态数据与理论状态数据对比,若两者不同则调节风机实际状态数据至两者相同,实现伞降模拟训练舱内实时风向与虚拟场景中实时风向一致。
本发明在投入使用后,平动机构工作,带动背带系统进入机架内,模拟离机跳伞流程;转动机构工作,参训人员转动;悬架垂直下降,模拟离机的失重感;俯仰调节机构和拉线编码器分别作用,调节参训人员前后俯仰角度和左右倾倒角度;并且伞降过程中风机模组提供风力体感。从而使参训人员感受到真实的旋转与倾斜体感,并在运动过程中能够感受到真实的风力感受,达到高度仿真模拟的效果。
附图说明
图1为本发明优选实施例一的轴测示意图。
图2为优选实施例一中机架的主视放大示意图。
图3为优选实施例一中机架的侧视放大示意图。
图4为优选实施例一中顶框的俯视放大示意图。
图5为优选实施例一中驱动机构的立体放大示意图。
图6为优选实施例一中行走座的立体放大示意图。
图7为优选实施例一中动力传动机构的主视放大示意图。
图8为优选实施例一中转动机构的主视放大示意图。
图9为优选实施例一中姿态调节机构的主视放大示意图。
图10为优选实施例一中姿态调节机构的侧视放大示意图。(省略一侧定滑轮)
图11为优选实施例一中悬架的俯视放大示意图。
图12为优选实施例一另一角度的轴测示意图。
图13为优选实施例一中入场塔台的俯视放大示意图。
图14为本发明优选实施例二的方法流程图。
图15为本发明优选实施例二中风向控制的流程图。
图示序号
1—机架,
11—底框,
12—立架、121—斜撑、122—层柱、123—侧位梁、124—短柱、125—中柱、126—长柱,
13—顶框;
2—驱动机构,
21—基座、211—主梁、212—连板、213—连接座、214—限位座、215—电机座、216—耳座,
22—平动机构、
221—天轨、
222—行走座、2221—头框、2222—底盒、2223—滑块,
223—动力传动组件、2231—电机、2232—主动齿轮、2233—从动齿轮、2234—齿带,
23—转动机构、231—滑环、232—转动电机、233—减速机、234—转轴;
3—姿态调节机构,
31—基础架,
32—俯仰调节机构、321—拉绳、322—收放电机、323—卷筒、324—卷筒外框,
33—悬架、331—悬挂杆、332—腹杆、333—挂环、334—吊环,
34—定滑轮,
35—拉线编码器;
4—入场塔台,41—塔柜,42—登台梯,43—台板,44—连接板,45—护栏;
A1—底脚风机;
A2—侧位风机;
B—背带系统。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例中的附图,对本发明的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做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。
优选实施例一
如图1所示,本实施例提供的这种全方位体感伞降模拟训练的载人运动平台包括机架1、风机模组、驱动机构2、姿态调节机构3和背带系统B。其中风机模组包括四个底脚风机A1和四个侧位风机A2,底脚风机A1沿周向设置于机架1底部,侧位风机A2与底脚风机A1对应设置,位于底脚风机A1的上部,连接于机架1中部。驱动机构2设置于机架1顶部,姿态调节机构3设置驱动机构2下,背带系统B连接于姿态调节机构3下,模拟时参训人员与背带系统B连接稳固后,由驱动机构2带动参训人员进入机架1内进行伞降模拟。
如图2、图3所示,机架1包括底框11、立架12和顶框13。
底框11为矩形框,其底面设有底脚,其顶面用以安装立架12。
立架12包括斜撑121、基础柱、层柱122和侧位梁123,其中基础柱有三类,分别为短柱124、中柱125和长柱126。斜撑121呈“入”字型布置于底框11的一侧边上,短柱124固接于斜撑121的顶点外,中柱125和长柱126均固接于底框11与斜撑121底点相邻的另一侧边上,长柱126位于中柱125的内侧,三根基础柱相互平行。四根层柱122分别连接于一对短柱124和一对长柱126上。侧位梁123的一端与短柱124固接、另一端与长柱126固接。
如图4所示,顶框13为等腰梯形框,其下底连接于短柱124上的两层柱122之间,上底伸至另一对层柱122外,并在顶框13的简支段与层柱122之间设有加强杆。整个机架1装配完成后形成一端开口大、一端开口小的架体,参训人员自小口端进入;并且通过“入”字型斜撑121的设置,使得立架12在竖直方向的一端不是连续的直柱,而是直线段加两个斜边的结构形式,提高承载能力,并便于在顶部施加竖向荷载时能够承载一定的形变,能大幅提高机架1的强度和承载能力。
顶框13设计为等腰梯形框体,其下底边固接于广口端的两层柱122之间,上底边伸至窄口端的两层柱122外,并通过增设加强杆以提高强度和承载能力,以便支撑设置于顶框13上的驱动机构2。
如图5所示,驱动机构2包括基座21、平动机构22和转动机构23,其中平动机构22设置于基座21上,转动机构23装配于平动机构22上。
如图5所示,基座21包括主梁211、连板212和连接座213。主梁211可选用槽钢,一对主梁211平行布置,并在主梁211的两端设置接近开关作为限位座214。连板212为矩形板,连板212设置于主梁211的端部,将一对主梁211连为一体。连接座213为长方体座,固接于两主梁211的另一端内,连接座213上设置有电机座215和耳座216用以安装平动机构22。
如图5所示,平动机构22包括天轨221、行走座222和动力传动组件223。天轨221为工字型轨道,一对天轨221分设于主梁211上,位于对应的两限位座214之间,一对天轨221作为行走座222的行走轨道。
如图6所示,行走座222包括头框2221、底盒2222和滑块2223;其中头框2221为矩形框,其顶面设有凹槽,其侧面设有齿带口,其内设行走齿轮;底盒2222为两端开口的矩形盒,底盒2222固接于头框2221的底面,呈T型设置;滑块2223为条形块,其底面沿长度方向设有滑槽,滑块2223的中部设有翼缘,翼缘上设通孔,滑块2223通过穿过通孔的紧固件装配于头框2221的底面,四个滑块2223分设于头框2221四角、关于底盒2222对称布置。行走座222通过滑块2223装配于天轨221上,行走齿轮与动力传动组件223的齿带2234啮合。
如图5、图7所示,动力传动组件223包括电机2231、主动齿轮2232、从动齿轮2233和齿带2234。电机2231装入电机座215内,主动齿轮2232设置于耳座216中,电机2231的输出轴伸至耳座216内与主动齿轮2232相连,从动齿轮2233通过另一耳座设置于连板212上,齿带2234的一端与主动齿轮2232啮合、另一端与从动齿轮2233啮合,齿带2234的中段在行走座222内与行走齿轮啮合。平动机构22装配完成后,电机2231驱动主动齿轮2232转动,带动齿带2234转动,使行走座222能够承载装配于其上的转动机构23在齿带2234上行走,行走时天轨221和滑块2223起导向的作用,提高运动的稳定性。
如图8所示,转动机构23包括转动组件和滑环231。转动组件则包括转动电机232和减速机233,减速机233的输出轴为转轴234。装配时,将转动电机232设置于行走座222顶面的凹槽处,转轴234与底盒2222同轴,滑环231同轴设置于转轴234外。通过滑环231的设置,采用滑环231走线,避免转轴234转动时导线出现断裂或其他损毁的情况,实现无限度的旋转体感模拟。相较于现有技术而言,增加了模拟回转的倾角,可以做到无限制的回旋动作,比起之前的有限角度旋转,从真正意义上达到了伞降旋转运动的模拟体感,大幅提高了拟真体感效果。通过驱动机构2带动姿态调节机构3入场。
如图1、图9、图10所示,姿态调节机构3包括基础架31、俯仰调节机构32和悬架33。基础架31为矩形架,其四角下设定滑轮34用以安装俯仰调节机构32,基础架31固接于驱动机构2的转轴234下。
俯仰调节机构32包括收放机构和拉绳321,一对拉绳321分设于收放机构上、绕制方向相反。其中收放机构包括收放电机322、卷筒323和卷筒外框324,卷筒外框324为两侧开口的矩形框,其内设隔板,卷筒外框324固接于基础架31下;卷筒323与收放电机322的输出轴相连,卷筒323伸至卷筒外框324内,贯穿隔板;一对拉绳321分别绕于隔板两侧的卷筒323上,两拉绳321的绕制方向相反,两拉绳321由隔板隔开,防止两段拉绳321相互干扰。使用时通过收放电机322驱动卷筒323转动,由于两段拉绳321的绕制方向相互,一段拉绳321收卷时,另一段拉绳321松放,从而便于调节悬架33的俯仰角度。
如图11所示,悬架33为工字型架,包括一对悬挂杆331和一对腹杆332;其中悬挂杆331的两端上设挂环333,悬挂杆331的中部下设吊环334,一对悬挂杆331平行布置,两腹杆332平行设置、连接于两悬挂杆331之间,悬架33通过挂环333悬挂于拉绳321下。通过吊环334安装操纵带,并将拉线编码器35设置于悬挂杆331上,拉线编码器35用以传输背带系统中操纵带的拉出数值,通过读取这个的数值,控制两侧收放电机322的运行行程,两侧收放电机322的运行行程不一致时,悬架一边高一边低,实现倾斜。悬架33采用“工”字型结构更加稳定,受力更加均匀,避免单侧俯仰调节机构32独自承重出现负载过高的情况,并且可以降低快速旋转时两侧摆动过大存在的安全隐患。
本实施例中背带系统B包括主套带、主伞包、备份伞包、操纵带、操纵棒、伞拉环等。背带系统主要实现对学员的身体牵引。操纵带可采集学员拉操纵带行为数据。操纵棒用于采集学员拉操纵棒的行为数据。伞拉环包括各种伞形的应急拉环、飞伞手柄、备份伞拉环、手拉环等,对伞拉环进行数字化改造,可采集拉环操作状态,并反馈给模拟操纵系统,为各种特殊情况处置训练提供硬件支持。并且支持自动回线的功能,方便下次学员进行训练。
如图12所示,本实施例还在机架1的窄口端设置了入场塔台4以便参训人员入场模拟。
如图13所示,入场塔台4包括塔柜41、登台梯42、台板43、连接板44和护栏45。其中塔柜41为内空的长方体柜;一对登台梯42分设于塔柜41两侧;台板43固接于塔柜41上;一对连接板44呈八字型布置,连接板44的内端与台板43固接、外端与立架12的侧位梁123固接,将入场塔台4与机架1连为一体,也便于提高机架1的稳定度。护栏45呈三面包覆于台板43上,能够防止参训人员意外跌落。
本实施例投入使用后,平动机构工作,带动背带系统进入机架内,模拟离机跳伞流程,转动机构工作,参训人员转动,悬架垂直下降,模拟离机的失重感;俯仰调节机构工作,调节参训人员前后俯仰角度和左右倾倒角度;并且伞降过程中风机模组提供风力体感。从而使参训人员感受到真实的旋转与倾斜体感,并在运动过程中能够感受到真实的风力感受,达到高度仿真模拟的效果。
优选实施例二
本实施例公开了一种全方位体感伞降模拟训练的方法,本方法利用优选实施例一为工具进行。
如图14所示,本方法具体步骤为:
S.1、参训人员与背带系统连接。
S.2、水平进场,平动机构工作,带动背带系统进入机架内,模拟离机跳伞流程。
在中控台发起开始跳伞指令后,VR画面中会出现离机跳伞流程,中控台会将命令信息通过TCP/IP网络协议转送至客户端主机,客户端主机在收到命令后发送水平轴控制请求至硬件控制盒,通过IO流再一次转送水平轴控制命令控制水平轴电机,控制背带系统向前做水平运动模拟离机跳伞流程。
S.3、旋转运动,转动机构工作,参训人员转动。
操作员在训练过程中拉动操纵带及操纵棒,操纵带以及操纵棒上的传感器会采集操纵员的操作数据,然后通过IO流将操纵数据发送至硬件控制盒。硬件控制盒再通过TCP/IP通信将操纵数据转送至客户端主机,主机在识别操作数据后,根据操纵棒数据计算出需要的旋转角度与速度,再发送对应的转轴控制请求至硬件控制盒,硬件控制盒收到后再对转轴对应的转动电机发起转轴控制命令,收到命令后完成旋转动作。
S.4、升降运动,悬架垂直下降,模拟离机的失重感。
在模拟任务至离机和着陆阶段时,客户端主机会通过TCP/IP通信对硬件控制盒发起垂直运动控制请求,硬件控制盒收到后再对卷扬机和调节绳发起收放绳控制命令,完成垂直升降运动,用于模拟垂直模拟离机的失重感,开伞的冲击力以及着陆的冲击力。
S.5、姿态调节,俯仰调节机构工作,调节参训人员前后俯仰角度和左右倾倒角度。
操作员在训练过程中拉动操纵带及操纵棒,操纵带以及操纵棒上的传感器会采集操纵员的操作数据,然后通过IO流将操纵数据发送至硬件控制盒。硬件控制盒再通过TCP/IP通信将操纵数据转送至客户端主机,主机在识别操作数据后,根据操纵棒数据计算出需要的倾斜角度,再发送对应的垂直轴控制请求至硬件控制盒,硬件控制盒收到后再对俯仰调节机构和拉线编码器发起控制命令,收到命令后完成控伞倾斜效果。两侧的收放电机同步作用,两侧拉绳协同俯仰;两侧的收放电机运行行程不一致时,两侧拉绳下放长度不同,实现倾斜。
S.6、同时在伞降过程中进行风向控制,如图15所示,风向控制具体步骤如下:
S.6.1、跳伞员出舱后,获取各风机实际状态数据,在虚拟场景中获取人物角度与环境风的方向,确定夹角,调控伞降模拟训练舱内各风机工作状态,提取各风机的实际状态数据。实际状态数据包括各个风机的开启或停止,以及开启风机输出的风力大小。
S.6.2、获取真实角度朝向,根据伞降模拟训练舱内驱动机构的电机数据读取参训人员当前的真实角度朝向。
训练舱内,参训人员通过背带系统连接在旋转电机的输出下,即转动电机数值的角度为参训人员角度。
S.6.3、获取各风机理论状态数据,根据真实角度朝向和当前的风向、风速数据,确定每个风机当前应处于的理论状态数据。理论状态数据包括各个风机的开启或停止,以及开启风机输出的风力大小。
S.6.4、风向调节,将实际状态数据与理论状态数据对比,若两者不同则调节风机实际状态数据至两者相同,实现伞降模拟训练舱内实时风向与虚拟场景中实时风向一致。
风向控制:可根据四个底脚风机A和四个侧位风机B的排列组合,由程序进行控制,如,迎面风,打开底部前两个底脚风机,关闭后两个底脚风机。八个风机环绕整个受训人员,风向角度几乎无死角。在使用过程中,使用者通过伞降模拟软件,透过VR视景,控制跳伞员的朝向。程序会实时计算虚拟场景中当前环境风与当前人物朝向的夹角,并通过算法转换成风机的模拟量数值,控制风机的运行状态从而实现与虚拟场景一致的实时风向。
风力大小:单个风机风力1200m³/h,八个风机风力达到9600m³/h。单风机风力大小由模拟量控制,单模拟量范围(0-10V)。(八个风机需要八路模拟量)。根据计算机原理可知,计算机只能识别0和1。而根据公式换算与原理可知,模拟量对应转化过来的数字量为(0-20000)。所以,单个风机风力0-1200m³/h,对应程序的控制量为0-20000。举例,程序控制600m³/h的风量,根据转化公式可知,上位机输入数字量10000,就可以改变风力大小。其他风机原理相同。当虚拟场景中的环境风大小发生变化时,程序会改变风机的模拟量大小,从而实现实时风力的模拟。
调整风机模组的整体风向与风力状态,达到虚拟场景中的风力影响与实际风感一致的体验。当使用者在进行控伞操纵,改变虚拟场景中人与环境风的相对关系时,系统会调整风机模组的整体风向与风力状态,达到虚拟场景中的风力影响与实际风感一致的体验。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种全方位体感伞降模拟训练的载人运动平台,其特征在于:该平台包括机架、风机模组、驱动机构、姿态调节机构和背带系统;
风机模组设置于机架内,提供风力体感;
驱动机构包括平动机构和转动机构,平动机构包括往返平移的行走座,平动机构设置于机架顶部,转动机构与行走座相连;
姿态调节机构包括基础架、俯仰调节机构和悬架,基础架与转动机构的输出端相连,悬架通过一对俯仰调节机构连接于基础架下;
背带系统与悬架相连。
2.如权利要求1所述的全方位体感伞降模拟训练的载人运动平台,其特征在于:所述机架包括底框、立架和顶框;底框设置于基础上;立架包括斜撑、基础柱、层柱和侧位梁,基础柱设置于斜撑两端,层柱连接于基础柱上,侧位梁连接于两基础柱之间,一对立架分设于底框的两侧;顶框设置于立架的顶部。
3.如权利要求2所述的全方位体感伞降模拟训练的载人运动平台,其特征在于:所述斜撑呈入字型布置于所述底框的一侧边上;所述基础柱包括短柱、中柱和长柱,短柱固接于斜撑的顶点外,中柱和长柱均固接于底框与斜撑底点相邻的侧边上,长柱位于中柱的内侧,基础柱相互平行;所述侧位梁的一端与短柱固接、另一端与长柱固接;所述顶框为等腰梯形框,其下底连接于所述短柱上的两层柱之间,上底伸至另一对层柱外;所述风机模组包括底脚风机和侧位风机,底脚风机设置于所述底框的四角,侧位风机布置于所述侧位梁上。
4.如权利要求1所述的全方位体感伞降模拟训练的载人运动平台,其特征在于:所述驱动机构还包括基座,基座包括主梁、连板和连接座,一对主梁平行布置,连板和连接座分别设于主梁两端将两主梁连为一体;所述平动机构通过基座装配于机架顶部。
5.如权利要求4所述的全方位体感伞降模拟训练的载人运动平台,其特征在于:所述平动机构包括天轨、行走座和动力传动组件,天轨敷设于所述主梁上,行走座连接于天轨上,动力传动组件驱动行走座沿天轨平动;所述转动机构包括转动组件和滑环,转动组件包括转轴,转动组件与行走座相连,滑环同轴装配于转轴外用以走线。
6.如权利要求5所述的全方位体感伞降模拟训练的载人运动平台,其特征在于:所述动力传动组件包括电机、主动齿轮、从动齿轮和齿带,电机和主动齿轮设置于所述连接座上,主动齿轮与电机的输出轴相连,从动齿轮设置于所述连板上,齿带一端与主动齿轮啮合、另一端与从动齿轮啮合。
7.如权利要求6所述的全方位体感伞降模拟训练的载人运动平台,其特征在于:所述行走座包括头框、底盒和滑块;头框为矩形框,其顶面设有凹槽,其侧面设有齿带口,其内设行走齿轮;底盒为两端开口的矩形盒,底盒固接于头框的底面;滑块设置于头框底面;行走座通过滑块装配于所述天轨上,行走齿轮与所述齿带啮合。
8.如权利要求1所述的全方位体感伞降模拟训练的载人运动平台,其特征在于:所述基础架为矩形架,其四角下设定滑轮;所述俯仰调节机构包括收放机构和一对拉绳,拉绳的一端与收放机构相连、另一端绕过定滑轮后与所述悬架相连,两拉绳的绕制方向相反;所述悬架包括悬挂杆和腹杆,悬挂杆的两端上设挂环,悬挂杆的中部下设吊环,一对悬挂杆平行布置,两腹杆平行设置、连接于两悬挂杆之间,悬架通过挂环悬挂于拉绳下。
9.如权利要求8所述的全方位体感伞降模拟训练的载人运动平台,其特征在于:所述收放机构包括电机、卷筒和卷筒外框;卷筒外框为两侧开口的矩形框,其内设隔板,卷筒外框固接于所述基础架下;卷筒与电机的输出轴相连,卷筒位于卷筒外框内,贯穿隔板;一对拉绳分别绕于隔板两侧的卷筒上。
10.一种全方位体感伞降模拟训练的方法,其特征在于,本方法利用权利要求1—9中任一项所述载人运动平台为工具进行,包括如下步骤:
S.1、参训人员与背带系统连接;
S.2、水平进场,平动机构工作,带动背带系统进入机架内,模拟离机跳伞流程;
S.3、旋转运动,转动机构工作,参训人员转动;
S.4、升降运动,悬架垂直下降,模拟离机的失重感;
S.5、姿态调节,一对俯仰调节机构配合工作,调节参训人员前后俯仰角度和左右倾倒角度;
S.6、风向控制,
S.6.1、跳伞员出舱后,获取各风机实际状态数据,在虚拟场景中获取人物角度与环境风的方向,确定夹角,调控伞降模拟训练舱内各风机工作状态,提取各风机的实际状态数据;
S.6.2、获取真实角度朝向,根据伞降模拟训练舱内驱动机构的电机数据读取参训人员当前的真实角度朝向;
S.6.3、获取各风机理论状态数据,
根据真实角度朝向和当前的风向、风速数据,确定每个风机当前应处于的理论状态数据;
S.6.4、风向调节,将实际状态数据与理论状态数据对比,若两者不同则调节风机实际状态数据至两者相同,实现伞降模拟训练舱内实时风向与虚拟场景中实时风向一致。
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