CN113284392A - 一种跳伞训练装置及训练方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种跳伞训练装置及训练方法，训练装置包括支撑架、模拟驱动部、控制驱动部、拉伸部；拉绳部设置在控制驱动部上，包括拉绳、弹簧收卷轮、控制弹簧收卷轮转动状态的电磁离合器以及控制电磁离合器通断的检测传感器，在电磁离合器处于连通状态时，弹簧收卷轮能够转动，拉动拉绳调整拉绳从弹簧收卷轮中伸出的长度，在电磁离合器处于断开状态时，弹簧收卷轮无法转动，拉绳从弹簧收卷轮中伸出的长度固定；训练方法应用上述训练装置，能够真实模拟助跑、起跳、飞行及落地的跳伞全过程。本发明通过电磁离合器控制拉绳的状态，通过模拟驱动部和控制驱动部实现跳伞过程中空间上的水平、竖直及旋转运动，安全系数高，且满足了训练多样化的需求。

Description

一种跳伞训练装置及训练方法

技术领域

本发明涉及跳伞模拟训练技术领域，尤其是指一种跳伞训练装置及训练方法。

背景技术

跳伞是一项技术要求高，危险系数大的运动，对士兵的生理和心理均有较高的要求。因此让战士掌握训练中的技术动作的要点，要有针对性。但以现有的设施基础，只能通过大量的肌肉训练来实现，对于环境未知性的心理压力往往会被忽视，从而导致训练过关，但实际登机后却因紧张与恐惧情绪导致的动作变形进而受伤的情况出现。

然而市场上却很难找到拥有足够自由度且满足安全要求的跳伞训练装置成熟产品。因此新型跳伞训练设备与系统的开发与设计是十分具有现实意义与时效价值的。

现有技术中，引进了绳索并联与VR相结合的训练设备，通过情景模拟，较为真实地还原再现跳伞的过程与环境，这种跳伞模拟器确实有着诸多优势，但是着重点都放在了VR设备的开发和应用上，配套的机械结构只有将训练人员吊在空中这一单调的功能，只能实现视觉模拟，却无法实现体感模拟，并且，现有技术中的训练设备中，用于牵引的绳索长度是一定的，需要提前将训练人员捆绑在半空中，无法真实还原助跑、起跳的过程。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的跳伞训练设备局限性的问题，提供一种跳伞训练装置及训练方法，能够真实模拟助跑、起跳、飞行及落地的跳伞全过程，并且安全系数高、训练自由度多样化。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种跳伞训练装置，包括支撑架，所述支撑架上设置有：

模拟驱动部，用于模拟实现空间中水平方向和竖直方向上的运动；

控制驱动部，连接在模拟驱动部上，由模拟驱动部带动运动，通过人为操控能够实现正向和反向旋转；

拉绳部，设置在控制驱动部上，包括拉绳、弹簧收卷轮、控制弹簧收卷轮转动状态的电磁离合器以及控制电磁离合器通断的检测传感器，在所述电磁离合器处于连通状态时，所述弹簧收卷轮能够转动，拉动拉绳调整拉绳从弹簧收卷轮中伸出的长度，在所述电磁离合器处于断开状态时，所述弹簧收卷轮无法转动，所述拉绳从弹簧收卷轮中伸出的长度固定。

在本发明的一个实施例中，所述模拟驱动部包括吊装在所述支撑架上的水平移动组件、以及安装在水平移动组件上的升降组件，所述控制驱动部安装在升降组件上。

在本发明的一个实施例中，所述水平移动组件包括两条平行设置在支撑架上的吊装滑轨以及两条平行设置在支撑架上的支撑滑轨，在所述吊装滑轨与支撑滑轨之间设置有水平移动框，所述水平移动框的一侧配套设置有牵引驱动源，所述牵引驱动源带动水平移动框沿吊装滑轨与支撑滑轨水平移动。

在本发明的一个实施例中，所述升降组件包括升降桁架，所述升降桁架的两侧滑动安装在所述水平移动框上，所述升降桁架两侧分别设置有带动升降桁架沿水平移动框上下移动的升降驱动源，两个所述升降驱动源同步转动。

在本发明的一个实施例中，所述控制驱动部包括回转台、用于带动所述回转台转动的回转驱动源、两根控制所述回转驱动源转动方向的传感拉绳，分别拉动两根传感拉绳实现回转驱动源的正方向转动和反方向转动。

在本发明的一个实施例中，在所述控制驱动部上设置有多个拉绳部，多个拉绳部对称设置。

在本发明的一个实施例中，还包括起跳台，所述起跳台设置在所述支撑架的下方，所述起跳台上预留有助跑平台。

在本发明的一个实施例中，还包括风阻模拟装置，用于模拟跳伞降落过程中外部风力环境，根据下降速度可以输出控制风机风量的大小。

在本发明的一个实施例中，还包括虚拟现实设备，所述虚拟现实设备呈现出跳伞三维模拟场景，所述模拟驱动部根据跳伞三维模拟场景实现模拟运动。

为解决上述技术问题，本发明提供了还一种跳伞训练方法，应用上述跳伞训练装置，包括以下步骤：

S1、佩戴虚拟现实设备，将拉绳系紧连接在受训人员身上，登上起跳台；

S2、在起跳台上向远离跳伞训练装置的方向移动，在起跳台上预留助跑距离，此时电磁离合器处于连通状态，拉绳在弹簧收卷轮中可以实现自由拉动；

S3、在起跳台上助跑后在边缘起跳，在助跑的过程中，逐渐向靠近跳伞训练装置的方向移动，此时电磁离合器处于连通状态，拉绳在弹簧收卷轮的拉动下回收，在检测传感器检测到起跳后，控制电磁离合器处于断开状态，弹簧收卷轮无法转动，拉绳从弹簧收卷轮中伸出的长度固定，此时拉绳将受训人员拉起；

S4、模拟驱动部根据虚拟现实设备构建的跳伞三维模拟场景，实现自动的实现空间中水平方向和竖直方向上的运动，受训人员根据虚拟现实设备构建的跳伞三维模拟场景，操纵控制驱动部，实现方向上的旋转训练动作；

S5、通过控制风阻模拟装置，模拟跳伞降落过程中外部风力环境；

S6、在即将着陆时，模拟驱动部带动受训人员接近地面，在检测传感器检测到接近地面后，控制电磁离合器处于连通状态，拉绳在受训人员重力的作用下伸长，受训人员模拟着陆动作。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的跳伞训练装置，设置模拟驱动部，能够模拟跳伞过程中的水平方向和竖直方向上自然的运动轨迹；设置控制驱动部，通过人为操控能够实现正向和反向旋转，模拟跳伞过程中，通过人为操控实现方向上的转向；设置拉绳部，通过电磁离合器控制拉绳的状态，在起跳前，拉绳处于自由状态，尽量增长拉绳的伸出长度，预留充分的助跑距离，在起跳时，电磁离合器控制拉绳的长度固定，此时拉绳将受训人员拉起，模拟跳伞过程中，从助跑到起跳的真实场景，在即将着陆时，电磁离合器控制拉绳在受训人员重力的作用下伸长，受训人员模拟着陆动作；

本发明所述的跳伞训练方法，应用上述跳伞训练装置，能够真实模拟助跑、起跳、飞行及落地的跳伞全过程，通过电磁离合器控制拉绳的状态，既能保证拉绳足够长满足助跑需求，又能保证在起跳时人员的安全性，通过模拟驱动部和控制驱动部实现跳伞过程中空间上的水平、竖直及旋转运动，满足训练自由度的多样化。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明的跳伞训练装置的整体结构示意图；

图2是本发明的拉绳部的内部结构示意图；

图3是本发明的水平移动组件的结构示意图；

图4是本发明的升降组件的结构示意图；

图5是本发明的控制驱动部的结构示意图；

图6是本发明的跳伞训练方法的步骤流程图。

说明书附图标记说明：1、支撑架；2、水平移动组件；21、吊装滑轨；22、支撑滑轨；23、水平移动框；3、升降组件；31、升降桁架；32、升降驱动源；4、控制驱动部；41、回转台；42、回转驱动源；5、拉绳部；51、弹簧收卷轮；52、电磁离合器；6、风阻模拟装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例1

参照图1所示，本发明的一种跳伞训练装置，包括支撑架1，所述支撑架1是由方钢和圆管拼接形成的矩形框架，所述支撑架1上设置有：

模拟驱动部，所述模拟驱动部包括吊装在所述支撑架1上的水平移动组件2、以及安装在水平移动组件2上的升降组件3，通过所述水平移动组件2和升降组件3模拟实现空间中水平方向和竖直方向上的运动，能够模拟跳伞过程中的水平方向和竖直方向上自然的运动轨迹；

控制驱动部4，连接在模拟驱动部上，所述控制驱动部4安装在升降组件3上，所述控制驱动部4由模拟驱动部带动运动，通过人为操控能够实现正向和反向旋转，模拟跳伞过程中方向上的转向；

拉绳部5，设置在控制驱动部4上，参照图2所示，所述拉绳部包括拉绳、弹簧收卷轮51、控制弹簧收卷轮51转动状态的电磁离合器52以及控制电磁离合器52通断的检测传感器，在所述电磁离合器52处于连通状态时，所述弹簧收卷轮51能够转动，拉动拉绳调整拉绳从弹簧收卷轮51中伸出的长度，在所述电磁离合器52处于断开状态时，所述弹簧收卷轮52无法转动，所述拉绳从弹簧收卷轮51中伸出的长度固定；设置拉绳部5，通过电磁离合器52控制拉绳的状态，在起跳前，拉绳处于自由状态，尽量增长拉绳的伸出长度，预留充分的助跑距离，在起跳时，电磁离合器52控制拉绳的长度固定，此时拉绳将受训人员拉起，模拟跳伞过程中，从助跑到起跳的真实场景，在即将着陆时，电磁离合器52控制拉绳在受训人员重力的作用下伸长，受训人员模拟着陆动作。

参照图3所示，所述水平移动组件2包括两条平行设置在支撑架1上的吊装滑轨21以及两条平行设置在支撑架1上的支撑滑轨22，在所述吊装滑轨21与支撑滑轨22之间设置有水平移动框23，所述水平移动框23的一侧配套设置有牵引驱动源，所述牵引驱动源带动水平移动框23沿吊装滑轨21与支撑滑轨22水平移动。

参照图4所示，所述升降组件3包括升降桁架31，所述升降桁架31的两侧滑动安装在所述水平移动框23上，所述升降桁架31两侧分别设置有带动升降桁架31沿水平移动框23上下移动的升降驱动源32，两个所述升降驱动源32同步转动，保证升降桁架31两侧上升和下降的幅度相同；

本实施例中，所述升降驱动源32包括由伺服电机和减速机组成的动力源，所述动力源带动同步带轮转动，通过套设在同步带轮上与升降桁架31连接的同步带带动所述升降桁架31上升和下降。

参照图5所示，所述控制驱动部4包括回转台41，用于带动所述回转台41转动的回转驱动源42，所述回转驱动源42安装在所述升降桁架31上，所述回转台41吊装在所述回转驱动源42上，所述回转驱动源42上连接有控制其开关及转动方向的两根传感拉绳，分别拉动两根传感拉绳实现回转驱动源42的正方向转动和反方向转动，受训人员通过拉动传感拉绳模拟跳伞过程中的转向动作。

具体地，在所述控制驱动部4上设置有多个拉绳部5，通过设置多个拉绳部5，一方面提高装置的最高负载，另一方面也保证了受训人员的安全性，并且多个拉绳部5对称设置，保证每个拉绳部5的受力均匀。

为了实现助跑和起跳的动作，本实施例中还包括起跳台，所述起跳台设置在所述支撑架1的下方，所述起跳台上预留有助跑平台，所述检测传感器设置在所述起跳台的边缘，所述检测传感器为红外传感器，当受训人员起跳后遮挡红外传感器，所述红外传感器检测到起跳动作，并将信号传递给电磁传感器，控制电磁传感器的通断。

为了更加真实的模拟跳伞过程，本实施例中还包括风阻模拟装置6和虚拟现实设备，所述风阻模拟装置6设置在所述支撑架1上，用于模拟跳伞降落过程中外部风力环境，根据下降速度可以输出控制风机风量的大小；

所述虚拟现实设备为佩戴在受训人员眼部的VR眼镜，所述虚拟现实设备呈现出跳伞三维模拟场景，所述模拟驱动部根据跳伞三维模拟场景实现模拟运动，受训人员根据跳伞三维模拟场景操控控制驱动部，在跳伞三维模拟场景中实现转向。

实施例2

参照图6所示，一种跳伞训练方法，应用上述跳伞训练装置，包括以下步骤：

S1、佩戴虚拟现实设备，将拉绳系紧连接在受训人员身上，登上起跳台；

S2、在起跳台上向远离跳伞训练装置的方向移动，在起跳台上预留助跑距离，此时电磁离合器处于连通状态，拉绳在弹簧收卷轮中可以实现自由拉动；

S3、在起跳台上助跑后在边缘起跳，在助跑的过程中，逐渐向靠近跳伞训练装置的方向移动，此时电磁离合器处于连通状态，拉绳在弹簧收卷轮的拉动下回收，在检测传感器检测到起跳后，控制电磁离合器处于断开状态，弹簧收卷轮无法转动，拉绳从弹簧收卷轮中伸出的长度固定，此时拉绳将受训人员拉起；

S4、模拟驱动部根据虚拟现实设备构建的跳伞三维模拟场景，实现自动的实现空间中水平方向和竖直方向上的运动，受训人员根据虚拟现实设备构建的跳伞三维模拟场景，操纵控制驱动部，实现方向上的旋转训练动作；

S5、通过控制风阻模拟装置，模拟跳伞降落过程中外部风力环境；

S6、在即将着陆时，模拟驱动部带动受训人员接近地面，在检测传感器检测到接近地面后，控制电磁离合器处于连通状态，拉绳在受训人员重力的作用下伸长，受训人员模拟着陆动作。

本实施例的跳伞训练方法，应用上述跳伞训练装置，能够真实模拟助跑、起跳、飞行及落地的跳伞全过程，通过电磁离合器控制拉绳的状态，既能保证拉绳足够长满足助跑需求，又能保证在起跳时人员的安全性，通过模拟驱动部和控制驱动部实现跳伞过程中空间上的水平、竖直及旋转运动，满足训练自由度的多样化。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种跳伞训练装置，包括支撑架，其特征在于，所述支撑架上设置有：

模拟驱动部，用于模拟实现空间中水平方向和竖直方向上的运动；

控制驱动部，连接在模拟驱动部上，由模拟驱动部带动运动，通过人为操控能够实现正向和反向旋转；

拉绳部，设置在控制驱动部上，包括拉绳、弹簧收卷轮、控制弹簧收卷轮转动状态的电磁离合器以及控制电磁离合器通断的检测传感器，在所述电磁离合器处于连通状态时，所述弹簧收卷轮能够转动，拉动拉绳调整拉绳从弹簧收卷轮中伸出的长度，在所述电磁离合器处于断开状态时，所述弹簧收卷轮无法转动，所述拉绳从弹簧收卷轮中伸出的长度固定。

2.根据权利要求1所述的跳伞训练装置，其特征在于：所述模拟驱动部包括吊装在所述支撑架上的水平移动组件、以及安装在水平移动组件上的升降组件，所述控制驱动部安装在升降组件上。

3.根据权利要求2所述的跳伞训练装置，其特征在于：所述水平移动组件包括两条平行设置在支撑架上的吊装滑轨以及两条平行设置在支撑架上的支撑滑轨，在所述吊装滑轨与支撑滑轨之间设置有水平移动框，所述水平移动框的一侧配套设置有牵引驱动源，所述牵引驱动源带动水平移动框沿吊装滑轨与支撑滑轨水平移动。

4.根据权利要求3所述的跳伞训练装置，其特征在于：所述升降组件包括升降桁架，所述升降桁架的两侧滑动安装在所述水平移动框上，所述升降桁架两侧分别设置有带动升降桁架沿水平移动框上下移动的升降驱动源，两个所述升降驱动源同步转动。

5.根据权利要求1所述的跳伞训练装置，其特征在于：所述控制驱动部包括回转台、用于带动所述回转台转动的回转驱动源、两根控制所述回转驱动源转动方向的传感拉绳，分别拉动两根传感拉绳实现回转驱动源的正方向转动和反方向转动。

6.根据权利要求1所述的跳伞训练装置，其特征在于：在所述控制驱动部上设置有多个拉绳部，多个拉绳部对称设置。

7.根据权利要求1所述的跳伞训练装置，其特征在于：还包括起跳台，所述起跳台设置在所述支撑架的下方，所述起跳台上预留有助跑平台。

8.根据权利要求1所述的跳伞训练装置，其特征在于：还包括风阻模拟装置，用于模拟跳伞降落过程中外部风力环境，根据下降速度可以输出控制风机风量的大小。

9.根据权利要求1所述的跳伞训练装置，其特征在于：还包括虚拟现实设备，所述虚拟现实设备呈现出跳伞三维模拟场景，所述模拟驱动部根据跳伞三维模拟场景实现模拟运动。

10.一种跳伞训练方法，其特征在于：应用上述权利要求1-9中任意一项所述的跳伞训练装置，包括以下步骤：

S1、佩戴虚拟现实设备，将拉绳系紧连接在受训人员身上，登上起跳台；

S2、在起跳台上向远离跳伞训练装置的方向移动，在起跳台上预留助跑距离，此时电磁离合器处于连通状态，拉绳在弹簧收卷轮中可以实现自由拉动；

S3、在起跳台上助跑后在边缘起跳，在助跑的过程中，逐渐向靠近跳伞训练装置的方向移动，此时电磁离合器处于连通状态，拉绳在弹簧收卷轮的拉动下回收，在检测传感器检测到起跳后，控制电磁离合器处于断开状态，弹簧收卷轮无法转动，拉绳从弹簧收卷轮中伸出的长度固定，此时拉绳将受训人员拉起；

S4、模拟驱动部根据虚拟现实设备构建的跳伞三维模拟场景，实现自动的实现空间中水平方向和竖直方向上的运动，受训人员根据虚拟现实设备构建的跳伞三维模拟场景，操纵控制驱动部，实现方向上的旋转训练动作；

S5、通过控制风阻模拟装置，模拟跳伞降落过程中外部风力环境；

S6、在即将着陆时，模拟驱动部带动受训人员接近地面，在检测传感器检测到接近地面后，控制电磁离合器处于连通状态，拉绳在受训人员重力的作用下伸长，受训人员模拟着陆动作。

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