本發(fā)明屬于模擬器技術(shù)領(lǐng)域，是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的硬件部分，具體涉及一種用于傘兵訓(xùn)練模擬器中的操縱與動感仿真系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

跳傘是危險性較高的活動，如出現(xiàn)特殊情況，或沒有遵循正確程序，跳傘人員受傷或死亡事故時有發(fā)生。組織實裝跳傘訓(xùn)練時，后勤保障困難、耗費時間多、成本投入大。還要受到場地和氣象條件的限制。

為提高訓(xùn)練效率，減少危險與事故，國內(nèi)外傘兵培訓(xùn)都在加強地面訓(xùn)練。我國的跳傘地面訓(xùn)練主要是跳臺、傘塔訓(xùn)練，還有跳臺滑道訓(xùn)練，訓(xùn)練手段和國外先進(jìn)國家相比還有一定差距。國外先進(jìn)國家已在90年代就進(jìn)行人在回路的模擬跳傘訓(xùn)練。

因此，研制先進(jìn)實用的人在回路的跳傘模擬訓(xùn)練系統(tǒng)已勢在必行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了給跳傘員提供逼真的操縱與運動感覺，從而提高跳傘員的訓(xùn)練效率與跳傘規(guī)范性。

本發(fā)明提供了一種用于傘兵訓(xùn)練模擬器中的操縱與動感仿真系統(tǒng)，主要包括框架、動感分系統(tǒng)、操縱分系統(tǒng)、背帶分系統(tǒng)；

背帶分系統(tǒng)用于模擬降落傘，并供受訓(xùn)人員乘坐；

框架為立體的剛性框架，用于支撐動感分系統(tǒng)、操縱分系統(tǒng)、背帶分系統(tǒng)；

動感分系統(tǒng)主要包括動感連接繩和步進(jìn)電機，動感連接繩與背帶分系統(tǒng)相連接；步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動時拉動動感連接繩，帶動背帶分系統(tǒng)為受訓(xùn)人員提供動感；

操縱分系統(tǒng)包含操傘繩和拉線傳感器，用于產(chǎn)生對降落傘模擬操縱的信號。

進(jìn)一步地，框架主要包括橫梁、縱梁、豎梁、滑輪架；滑輪架安裝在框架頂部的縱梁上。

背帶分系統(tǒng)主要包括傘帶、體側(cè)穿著帶、穿著帶連接帶。

操縱負(fù)荷裝置包括安裝在箱體內(nèi)的拉線傳感器，拉線傳感器的數(shù)量與操傘繩的數(shù)量對應(yīng)。

步進(jìn)電機優(yōu)選為閉環(huán)步進(jìn)電機，輸出軸上設(shè)置有纏繞輪。

框架底部安裝有步進(jìn)電機安裝板，步進(jìn)電機安裝板上安裝有連接繩導(dǎo)向片。

本操縱與動感仿真系統(tǒng)的最大優(yōu)點是降低了跳傘人員的風(fēng)險性，并有效提高跳傘人員的培訓(xùn)效率與規(guī)范性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的框架示意圖；

圖2為本發(fā)明的動感分系統(tǒng)示意圖；

圖3為本發(fā)明的操縱分系統(tǒng)示意圖；

圖4為本發(fā)明的背帶示意圖；

圖5為本發(fā)明仿真系統(tǒng)的后視圖；

圖6為本發(fā)明中步進(jìn)電機的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、框架；1-1、橫梁；1-2、縱梁；1-3豎梁；1-4滑輪架；1-5、斜梁；2、動感分系統(tǒng)；2-1、動感連接繩；2-2、動感導(dǎo)向滑輪組；2-3、步進(jìn)電機；2-3-1、纏繞輪；2-3-2、電機安裝板；2-3-3、連接繩導(dǎo)向片；2-3-4、轉(zhuǎn)速傳感器；3、操縱分系統(tǒng)；3-1、操傘繩操縱系統(tǒng)；3-2、導(dǎo)向滑輪組；3-3、操縱負(fù)荷裝置；4、背帶分系統(tǒng)；4-1、傘帶；4-2、體側(cè)穿著帶；4-3、穿著帶連接帶。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

參見附圖1和2，本發(fā)明的用于傘兵訓(xùn)練模擬器中的操縱與動感仿真系統(tǒng)，主要包括框架1、動感分系統(tǒng)2、操縱分系統(tǒng)3、背帶分系統(tǒng)4。

框架1主要包括橫梁1-1、縱梁1-2、豎梁1-3、滑輪架1-4。橫梁1-1、縱梁1-2和豎梁1-3搭建成立體的剛性框架，框架1上設(shè)置多種安裝外設(shè)系統(tǒng)的專用接口，用于支撐動感分系統(tǒng)2、操縱分系統(tǒng)3、背帶分系統(tǒng)4以及滑輪架。其中，滑輪架1-4包括動感導(dǎo)向滑輪架、操縱系統(tǒng)導(dǎo)向滑輪架，均固定在框架頂部的縱梁上。

作為一種優(yōu)選的手段，框架1還包括加強斜梁1-5，設(shè)置在框架1直角部位，提高框架1的強度和負(fù)荷能力。

框架1選用高強度鋁型材，使用螺釘組合成一體。框架1可單獨使用，也可拼接為一組使用。

動感分系統(tǒng)2主要由動感連接繩2-1、動感導(dǎo)向滑輪組2-2、步進(jìn)電機2-3和驅(qū)動裝置(未圖示)構(gòu)成。

動感連接繩2-1一端連接傘帶，穿過設(shè)置在框架頂部的動感導(dǎo)向滑輪組2-2，另一端固定在步進(jìn)電機2-3的纏繞輪2-3-1上?？蚣?上優(yōu)選在底部設(shè)置步進(jìn)電機安裝板2-3-2，步進(jìn)電機2-3經(jīng)驅(qū)動裝置和主控制器相連，由主控制器(計算機)實時控制電機輸出的速度和加速度。

操縱分系統(tǒng)3用于產(chǎn)生對降落傘模擬操縱的信號，主要由操傘繩3-1、操縱系統(tǒng)導(dǎo)向滑輪組3-2和操縱負(fù)荷裝置3-3組成，左右兩根操傘繩分別與鋼環(huán)相連接，操傘繩3-1繞過操縱系統(tǒng)導(dǎo)向滑輪組3-2連接操縱負(fù)荷裝置3-3。

操縱負(fù)荷裝置3-3包括安裝在箱體內(nèi)的拉線傳感器，拉線傳感器具有與操傘繩3-1對應(yīng)的數(shù)量，各拉線傳感器的輸入端子連接對應(yīng)的操傘繩的一端。操傘繩的另一端能夠被受訓(xùn)人員拉動操縱。受訓(xùn)者操縱降落傘轉(zhuǎn)向時需拉操傘繩，拉繩順導(dǎo)向滑輪滑動，帶動拉線傳感器動作，拉線傳感器將受訓(xùn)者動作參數(shù)傳給主控制器。主控制器根據(jù)拉線傳感器的參數(shù)信息控制顯示系統(tǒng)中降落傘影像進(jìn)行轉(zhuǎn)動。拉線傳感器拉伸長度越長，視景中降落傘的轉(zhuǎn)動速度越大。受訓(xùn)者松開拉繩，拉線傳感器復(fù)位，視景中降落傘停止轉(zhuǎn)動。

背帶分系統(tǒng)4主要包括傘帶4-1、體側(cè)穿著帶4-2、穿著帶連接帶4-3。兩個體側(cè)穿著帶4-2用于從體側(cè)固定受訓(xùn)人員的軀干，若干穿著帶連接帶4-3將兩個體側(cè)穿著帶4-2連接固定在一起，構(gòu)成模擬傘衣。至少4根傘帶4-1分組固定在體側(cè)穿著帶4-2上端，并與動感連接繩2-1相連。具體地，一組2根傘帶4-1的一端合并在一起與其中一根體側(cè)穿著帶1-2固定，4根傘帶4-1的另一端分開分別與不同的動感連接繩2-1相連。

受訓(xùn)人員按標(biāo)準(zhǔn)穿著傘衣(背帶分系統(tǒng))，傘衣上四根傘帶4-1與動感連接繩2-1相連，動感連接繩2-1經(jīng)過導(dǎo)向滑輪2-2與電機2-3相連，電機2-3轉(zhuǎn)動時連接繩在電機纏繞輪上纏繞，帶動傘衣及其上乘坐的受訓(xùn)人員上下運動，為受訓(xùn)人員提供動感。

作為優(yōu)選方案，各滑輪架可分別包括多個滑輪支架，具體設(shè)置結(jié)構(gòu)以方便動感連接繩或操傘繩的收放為準(zhǔn)。

作為優(yōu)選實施例，步進(jìn)電機2-3優(yōu)選為閉環(huán)步進(jìn)電機，電機輸出軸上設(shè)置有纏繞輪2-3-1。進(jìn)一步地，可在纏繞輪旁設(shè)置動感連接繩導(dǎo)向裝置，如固定在電機安裝板2-3-2上的連接繩導(dǎo)向片2-3-3，該導(dǎo)向片具有供動感連接繩穿過的導(dǎo)向孔，能夠在纏繞輪卷繞連接繩時起到導(dǎo)向作用。電機安裝板2-3-2上還固定有轉(zhuǎn)速傳感器2-3-4。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。

本發(fā)明不限于以上對實施例的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明揭示的內(nèi)容，在本發(fā)明基礎(chǔ)上不必經(jīng)過創(chuàng)造性勞動所進(jìn)行的改進(jìn)和修改，都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。