CN117797445B - 用于风洞跳伞训练前的身体定姿训练平台及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于风洞跳伞训练前的身体定姿训练平台及其使用方法，涉及跳伞姿态调整领域，其包括支撑台、后视镜和基座台，支撑台滑动的设置在基座台上，后视镜设置在支撑台的端部上，支撑台与人体四肢和腹部位置相匹配设置，基座台中设置有转动部，支撑台能够在与基座台的接触部上进行自由转动；在该平台上，训练人员可自由转动双臂、双腿和腹部进行体验训练，可通过同步偏转进行协同训练，可通过持久保持恒定姿势进行专项固定训练，也可通过模拟失控条件下的身体姿态提升态势感知能力，并且训练人员通过后视镜及时了解身体姿态，加深自身所处状态的认知。
Description
技术领域
本发明涉及跳伞姿态调整领域，特别涉及一种用于风洞跳伞训练前的身体定姿训练平台及其使用方法。
背景技术
随着航空技术的快速发展，高空跳伞运动逐步进入人们的视野，获得广泛关注。跳伞爱好者在挑战极限的同时充满了许多的安全风险，如在机上跳落时受飞机尾部乱流的影响，强烈的尾流会造成身体旋转、失控，或是在降落过程中受到横风或乱流的作用，造成平稳姿态被打破，这需要跳伞者对自身所处环境迅速进行判断并快速做出姿态调整以利于安全降落。跳伞者高空下落时身体并不是一直竖直向下，通常保持水平的姿态以增加身体与来流的接触面积进而增大飞行阻力，增加降落时长，这样跳伞者既能有良好的降落体验，又能时刻调整身体姿态维持平稳状态，更好地开伞。
跳伞不仅在民间深受跳伞爱好者喜爱，在军事领域上，跳伞更是被发挥到了极致，空降兵在保证安全着地的同时为了减少降落时间，采用“高跳低开”的跳伞方式，跳伞的最低高度通常限制在150m以上，既不能过早开伞，又不能在限制高度下开伞危及生命安全，因而在下降过程中更加需要维持平稳状态，确保在适当高度开伞。
利用风洞开展高空跳伞自由落体过程中的身体姿态控制显得尤为重要，风洞跳伞训练以其安全系数高、成本低和周期短而著称。在风洞跳伞训练过程中，身体完全靠风的作用悬浮在空中，这和正常生活地面上的人有很大的不同。人在地面上有大地作为依托，人的内心是踏实的。而身体处于垂直向上气流作用过程中，人离开了地面，并处于一定的高度，却不能很快的掌握身体平衡技巧，尤其对于初学者来说，其内心是慌乱的，不踏实的。自然而然的，就想找到依托，比如想抓风洞内洞壁，或者人习惯性的想由水平姿势转变为站立姿势，这势必会导致气流给身体的承托力不够，导致人在气流中的高度突然下降而引起安全风险。因此，在地面进行空中平稳姿态动作的训练显得尤为重要，只有经过长时间的适应性训练形成肌肉记忆，才能够更好的适应垂直向上气流的作用。同时，身体平衡被打破后如何重新达到平衡的训练也是飞机实跳前的一个非常重要的方面。
在现有的地面模拟空中跳伞装置中，通常将训练者通过绳索和背带悬挂于空中，一定程度上束缚了四肢的运动且主要用于模拟开伞时的训练，目前对于托举式的可用于模拟未开伞前的身体姿态调节的训练装置少。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述不足之处提供一种用于风洞跳伞训练前的身体定姿训练平台及其使用方法，该装置用于跳伞员在降落过程中能够确保正常开伞的最有利的姿态并进行适应性训练，解决了现有技术中缺乏用于模拟未开伞前的身体姿态调节的托举式训练装置的问题。
本发明是通过下述方案来实现的：
用于风洞跳伞训练前的身体定姿训练平台，包括支撑台、后视镜和基座台，支撑台滑动的设置在基座台上，后视镜设置在支撑台的端部上，支撑台与人体四肢和腹部位置相匹配设置，基座台中设置有转动部，支撑台能够在与基座台的接触部上进行自由转动。
基于上述用于风洞跳伞训练前的身体定姿训练平台的结构，所述基座台包括上基座板和下基座板，所述上基座板和下基座板通过转动部进行连接，所述支撑台和后视镜均设置在上基座板上；所述支撑台包括前臂支撑件、后臂支撑件和腹部支撑件；所述上基座板上设置有与供前臂支撑件和后臂支撑件配合使用的轨道槽，所述前臂支撑件、后臂支撑件与上基座板通过支撑板进行连接，所述腹部支撑件直接与上基座板连接。
基于上述用于风洞跳伞训练前的身体定姿训练平台的结构，所述支撑板的两侧上沿其宽度方向设置有配合槽，所述配合槽为一整根长圆孔槽，或者为多段在同一直线行的长圆孔槽；所述前臂支撑件和后臂支撑件通过螺栓与支撑板进行连接，其中支撑板通过两端的长圆孔槽与其所在的轨道槽进行连接。
基于上述用于风洞跳伞训练前的身体定姿训练平台的结构，所述转动部包括第一立柱和第二立柱，所述第一立柱同轴套设在第二立柱中，所述第一立柱能够相对于第二立柱进行自由转动，所述第一立柱通过法兰盘与上基座板连接，所述第二立柱的底部与下基座板连接，所述下基座板上设置有与第二立柱配合的调节腔；所述第二立柱与调节腔通过螺栓和垫片进行连接。
基于上述用于风洞跳伞训练前的身体定姿训练平台的结构，所述第一立柱套设在第二立柱中的部分为里部立柱，所述里部立柱至少通过2个角接触球轴承与第二立柱连接。
基于上述用于风洞跳伞训练前的身体定姿训练平台的结构，所述第二立柱与下基座板上设置有伸缩件，所述伸缩件为伸缩油缸、伸缩气缸、电动伸缩杆中一种。
基于上述用于风洞跳伞训练前的身体定姿训练平台的结构，所述腹部支撑件包括底部支撑腔、连接板和护垫；所述连接板设在底部支撑腔上，所述护垫设置在连接板上，所述护垫与连接板之间设置有第一弹簧。
基于上述用于风洞跳伞训练前的身体定姿训练平台的结构，所述前臂支撑件、后臂支撑件结构相同，所属前臂支撑件包括固定座、活动座、导向伸缩杆和支撑弹簧，所述固定座中设置有大小形态与活动座相匹配的活动腔，所述导向伸缩杆设置在活动座中心位置，所述支撑弹簧设置在活动座和固定座底部之间；所述导向伸缩杆包括第一导杆和第二导杆，所述第一导杆同轴套设在第二导杆中，所述第一导杆与活动座连接，所述第二导杆与固定座连接。
基于上述用于风洞跳伞训练前的身体定姿训练平台的结构，所述固定座上还设置有限位部，限位部设置在活动座的前后两端，所述限位部对活动座最低处的极限位置进行限制，所述限位部、活动座和护垫上均设置有弧形支撑结构；所述前臂支撑件、后臂支撑件和腹部支撑件上均设置有束缚带；后视镜为凸面状，所述下基座板底部设置有自锁脚轮。
本发明提供一种用于模拟风洞跳伞训练时的身体姿态地面训练平台的使用方法：训练人员卧躺于上基座板之上，其中前臂支撑件固定小臂，后臂支撑件固定大腿，腹部支撑件固定腹部；训练人员能够自由转动双臂、双腿和腹部进行体验训练，能够通过同步偏转进行协同训练，能够通过持久保持恒定姿势进行专项固定训练，也能够通过模拟失控条件下的身体姿态提升态势感知能力，并且训练人员通过后视镜及时了解身体姿态，加深自身所处状态的认识。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、风洞跳伞训练时，在垂直气流的作用下，四肢如何克服风压的作用，从而符合空中失调的姿态变化来调节和保持身体平稳。身体定姿训练平台主要针对初学者，用于其适应空中平稳姿态的定姿训练，解决现有身体姿态训练平台结构简单、功能单一的缺陷。本发明采用地面身体定姿训练平台来提高风洞跳伞训练人员的自适应能力，该平台自下而上通过托举的方式更加真实地模拟了未开伞下无束缚多自由度的身体姿态变化，从而可模拟不同场景下的身体姿态变化情况。
2、本方案支撑台的高度可调节，支撑台上固定四肢和腹部的旋转筒可限位旋转，通过调节支撑台高度和旋转筒的角度，模拟下落过程中遇到气流作用身体会处于不同的姿态情况。该支撑台既可以通过人为地自适应调节，又可以通过终端调节系统将不同身体姿态对应的高度和角度数据输出并进行固定，通过定姿训练，训练人员长时间维持相应的姿势，将形成记忆。
3、本方案基座平台可通过下方的作动筒进行高度的调节和角度的偏转，来模拟身体处于非水平状态的下落，此外，基座平台也能够绕支撑轴旋转，进行抗眩晕训练，在平台的下方安装有自锁脚轮，以便于运输和适用于不同场地的训练。
4、本装置风洞跳伞训练的安全系数高、成本低和周期短，适合跳伞初学者开展训练，可快速高效地提高训练者的跳伞能力。跳伞训练中当平稳姿态被打破时，这需要训练者对自身所处环境迅速进行判断并快速做出姿态调整来恢复平稳，为了更好地适应风洞跳伞训练，通过地面训练平台，开展模拟姿态训练，提高初学者的适应能力。
附图说明
图1为发明整体的立体结构示意图；
图2为发明整体的侧视结构示意图；
图3为图2中A-A的剖面结构示意图；
图中标记：1、支撑台；2、后视镜；3、基座台；4、转动部；5、自锁脚轮；11、前臂支撑件；12、后臂支撑件；13、腹部支撑件；14、支撑板；15、配合槽；16、螺栓；31、上基座板；32、下基座板；33、轨道槽；41、第一立柱；42、第二立柱；43、法兰盘；44、调节腔；45、里部立柱；46、角接触球轴承；121、固定座；122、活动座；123、导向伸缩杆；124、支撑弹簧；125、第一导杆；126、第二导杆；127、限位部；128、弧形支撑结构；131、底部支撑腔；132、连接板；133、护垫；134、第一弹簧。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有预定的方位、以预定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或隐含地包括一个或多个该特征。
实施例1
如图1~图3所示，本发明提供一种技术方案：
用于风洞跳伞训练前的身体定姿训练平台，其至少包括但不限于支撑台1、后视镜2和基座台3，支撑台1可以滑动的设置在基座台3上，后视镜2设置在支撑台1的端部上，支撑台1与人体四肢和腹部位置相匹配设置，基座台3中设置有转动部4，支撑台1能够在与基座台3的接触部上进行自由转动。
基于上述结构，通过支撑台1对人体进行支撑，通过设置后视镜2使人体在训练平台上时能够实时观测自身的姿态，辅助训练人员了解身体姿态变化，基座台3的转动部4在转动时，能够模拟跳伞过程中的环境，使学员在训练时更加高效。
作为示例的，基座台3可以包括上基座板31和下基座板32，上基座板31和下基座板32通过转动部4进行连接，基座台3呈“工”字形，支撑台1和后视镜2均设置在上基座板31上；支撑台1可以包括前臂支撑件11、后臂支撑件12和腹部支撑件13；上基座板31上设置有与供前臂支撑件11和后臂支撑件12配合使用的轨道槽33，前臂支撑件11、后臂支撑件12与上基座板31通过支撑板14进行连接，腹部支撑件13直接与上基座板31连接；
支撑板14的两侧上沿其宽度方向设置有配合槽15，配合槽15可以为一整根长圆孔槽，也可以为多段在同一直线行的长圆孔槽；
前臂支撑件11和后臂支撑件12通过螺栓16与支撑板14进行连接，其中支撑板14通过两端的长圆孔槽与其所在的轨道槽33进行连接。
基于上述结构，由于不同使人的四肢长度存在着差压，为了使本装置能够适应不同的人群，因此特殊设置有可调节的支撑板14和轨道槽33，通过2个螺栓16可以将支撑板14前后两端的长圆孔槽与轨道槽33进行锁定，可以通过改变支撑板14与轨道槽33不同位置来实现不同支撑长度位置的调节，同时也可以通过改变螺栓16与长圆孔槽不同位置的连接，来实现不同支撑角度的调节，本方案中特殊设置的可以调节支撑板14和轨道槽33以此来适用于不同训练人员的双手和双脚的长度及宽度。
作为示例的，转动部4可以包括第一立柱41和第二立柱42，第一立柱41同轴套设在第二立柱42中，第一立柱41能够相对于第二立柱42进行自由转动，第一立柱41通过法兰盘43与上基座板31连接，第二立柱42的底部与下基座板32连接，下基座板32上设置有与第二立柱42配合的调节腔44；第二立柱42与调节腔44通过螺栓16和垫片进行连接。通过在不同位置垫入的垫片不同实现第二立柱42整体倾斜角度的调整。
基于上述结构，第一立柱41能够在第二立柱42中自由转动，使上基座板31也能够同步进行自由转动，当需要改变训练环境时，通过在调整侧加入不同数量的垫片，使第二立柱42与下基座板32的角度发生改变，最终改变上基座板31在空间范围内的转动倾角，来模拟身体处于的非水平状态，通过旋转，进行抗眩晕训练。
作为示例的，第一立柱41套设在第二立柱42中的部分为里部立柱45，里部立柱45至少通过2个角接触球轴承46与第二立柱42连接，如此可以更加稳定的使第一立柱41在第二立柱42中进行转动。
作为示例的，第二立柱42与下基座板32上可以设置有伸缩件（未画出），伸缩件可以为伸缩油缸、伸缩气缸、电动伸缩杆，通过伸缩件可以整体居高上基座板31的高度，以增加不同的训练环境。
作为示例的，腹部支撑件13可以包括底部支撑腔131、连接板132和护垫133；连接板132设在底部支撑腔131上，护垫133设置在连接板132上，护垫133与连接板132之间可以设置有第一弹簧134。
基于上述结构，腹部支撑件13为一个可压缩装置，在其内部安装有弹簧进行受力，承载不同体重的训练人员，从感官上模拟下落过程中来流作用冲击下缓冲效果与漂浮感。
作为示例的，前臂支撑件11、后臂支撑件12结构类似，此处以前臂支撑件11为例进行说明，前臂支撑件11可以包括固定座121、活动座122、导向伸缩杆123和支撑弹簧124，固定座121中设置有大小形态与活动座122相匹配的活动腔，导向伸缩杆123设置在活动座122中心位置，支撑弹簧124设置在活动座122和固定座121底部之间；导向伸缩杆123包括第一导杆125和第二导杆126，第一导杆125同轴套设在第二导杆126中，第一导杆125与活动座122连接，第二导杆126与固定座121连接。
基于上述结构，通过设置活动座122和支撑弹簧124，来使前臂支撑件11具备一定的适应性，使之能够适应不同重量的人体，同时在转动时，活动的活动座122在活动腔中间运动，并在导向伸缩杆123的导向下保持稳定，也能从感官上模拟下落过程中来流作用冲击下缓冲效果与漂浮感。
作为示例的，固定座121上还设置有限位部127，限位部127设置在活动座122的前后两端，限位部127对活动座122最低处的极限位置进行限制，限位部127、活动座122和护垫133上均设置有弧形支撑结构128，如此能够与人体的躯干和腹部相适配，提升整体的安全性和舒适性。
作为示例的，前臂支撑件11、后臂支撑件12和腹部支撑件13上均设置有束缚带。通过束缚带加以固定，防止训练过程中离心力过大导致与支撑台1分离。
作为示例的，后视镜2为凸面状，给训练人员提供了直观的姿态显示，帮助训练人员观察身体四肢所处的状态，尤其是通过观察双脚的变化，如双脚等高差异、脚踝夹角、膝盖弯曲度、双腿的偏转度等辅助强化直观认识，从而提升训练效率。
作为示例的，下基座板32底部可以设置有自锁脚轮5，在平台的下方安装有自锁脚轮5，以便于运输和适用于不同场地的训练。
实施例2
本实施例提供一种用于模拟风洞跳伞训练时的身体姿态地面训练平台的使用方法：
风洞跳伞训练人员在进行风洞跳伞训练前，为提高训练人员在风洞来流条件下维持平稳的自适应能力，通过身体定姿训练平台模拟风洞跳伞时需维持的身体姿态；
训练人员卧躺于上基座板31之上，其中前臂支撑件11固定小臂，后臂支撑件12固定大腿，腹部支撑件13固定腹部；在该平台上，训练人员能够自由转动双臂、双腿和腹部进行体验训练，能够通过同步偏转进行协同训练，能够通过持久保持恒定姿势进行专项固定训练，也能够通过模拟失控条件下的身体姿态提升态势感知能力，并且训练人员通过后视镜2及时了解身体姿态，加深自身所处状态的认识；该平台基座台3具备旋转、侧转功能，调节其旋转速度与侧转角度能够进行抗眩晕训练，防止训练人员在风洞跳伞训练中受气流影响产生的头晕、呕吐等现象引起的意识下降；此外，该装置可在支撑台1和基座台3上安装驱动电机，外接控制信号，通过指令完成相应的协同操作，辅助教学训练。
以上所述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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.用于风洞跳伞训练前的身体定姿训练平台，其特征在于：包括支撑台、后视镜和基座台，支撑台滑动的设置在基座台上，后视镜设置在支撑台的端部上，支撑台与人体四肢和腹部位置相匹配设置，基座台中设置有转动部，支撑台能够在与基座台的接触部上进行自由转动；所述转动部包括第一立柱和第二立柱，所述第一立柱同轴套设在第二立柱中，所述第一立柱能够相对于第二立柱进行自由转动，所述第一立柱通过法兰盘与上基座板连接，所述第二立柱的底部与下基座板连接，所述下基座板上设置有与第二立柱配合的调节腔；所述第二立柱与调节腔通过螺栓和垫片进行连接；通过在不同位置垫入的垫片不同实现第二立柱整体倾斜角度的调整；所述支撑台包括前臂支撑件、后臂支撑件和腹部支撑件；所述腹部支撑件包括底部支撑腔、连接板和护垫；所述连接板设在底部支撑腔上，所述护垫设置在连接板上，所述护垫与连接板之间设置有第一弹簧；所述前臂支撑件、后臂支撑件结构相同，所属前臂支撑件包括固定座、活动座、导向伸缩杆和支撑弹簧，所述固定座中设置有大小形态与活动座相匹配的活动腔，所述导向伸缩杆设置在活动座中心位置，所述支撑弹簧设置在活动座和固定座底部之间；所述导向伸缩杆包括第一导杆和第二导杆，所述第一导杆同轴套设在第二导杆中，所述第一导杆与活动座连接，所述第二导杆与固定座连接。
2.如权利要求1所述的用于风洞跳伞训练前的身体定姿训练平台，其特征在于：所述基座台包括上基座板和下基座板，所述上基座板和下基座板通过转动部进行连接，所述支撑台和后视镜均设置在上基座板上；所述上基座板上设置有与供前臂支撑件和后臂支撑件配合使用的轨道槽，所述前臂支撑件、后臂支撑件与上基座板通过支撑板进行连接，所述腹部支撑件直接与上基座板连接。
3.如权利要求2所述的用于风洞跳伞训练前的身体定姿训练平台，其特征在于：所述支撑板的两侧上沿其宽度方向设置有配合槽，所述配合槽为一整根长圆孔槽，或者为多段在同一直线行的长圆孔槽；所述前臂支撑件和后臂支撑件通过螺栓与支撑板进行连接，其中支撑板通过两端的长圆孔槽与其所在的轨道槽进行连接。
4.如权利要求3所述的用于风洞跳伞训练前的身体定姿训练平台，其特征在于：所述第一立柱套设在第二立柱中的部分为里部立柱，所述里部立柱至少通过2个角接触球轴承与第二立柱连接。
5.如权利要求4所述的用于风洞跳伞训练前的身体定姿训练平台，其特征在于：所述第二立柱与下基座板上设置有伸缩件，所述伸缩件为伸缩油缸、伸缩气缸、电动伸缩杆中一种。
6.如权利要求5所述的用于风洞跳伞训练前的身体定姿训练平台，其特征在于：所述固定座上还设置有限位部，限位部设置在活动座的前后两端，所述限位部对活动座最低处的极限位置进行限制，所述限位部、活动座和护垫上均设置有弧形支撑结构；所述前臂支撑件、后臂支撑件和腹部支撑件上均设置有束缚带；后视镜为凸面状，所述下基座板底部设置有自锁脚轮。
7.一种基于权利要求1～6任一所述用于风洞跳伞训练时的身体姿态地面训练平台的使用方法：其特征在于：训练人员卧躺于上基座板之上，其中前臂支撑件固定小臂，后臂支撑件固定大腿，腹部支撑件固定腹部；训练人员能够自由转动双臂、双腿和腹部进行体验训练，能够通过同步偏转进行协同训练，能够通过持久保持恒定姿势进行专项固定训练，也能够通过模拟失控条件下的身体姿态提升态势感知能力，并且训练人员通过后视镜及时了解身体姿态，加深自身所处状态的认识。
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