一种训练装置的制作方法

本实用新型涉及一种训练装置。

背景技术：

航天员是一种在空间从事航天活动的特殊职业的人，他们要在特殊的环境条件下，在航天器的舱内外完成飞行监视、操作、控制、通信、维修以及科学研究等特殊的工作任务，并能正常的生活。这就要求必需对他们进行严格的训练，使他们具备优良的生理和心理素质，对航天特殊环境因素有很强的适应能力，并熟练掌握航天器和完成飞行任务所应具备的各种知识和技能。

人们已习惯正常姿态下工作(重力场方向，头在上、脚在下)可以做许多较复杂动作，但如果人们在相对重力线转动一个角度，即使作较简单动作亦有难度，宇航员在空间站生活与工作时就经常处于非正常姿态。在太空中由于受星体引力、离子流、太阳风等因素的影响，人们通常已适应的重力环境发生了改变，而在太空中工作生活所需要完成的各种复杂动作也会因重力环境的改变而艰难的多，这需要通过大量的训练弥补。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种训练装置。

作为本实用新型实施例的一个方面，涉及一种训练装置，所述装置包括：至少一个旋转座椅、硬件接口模块、计算机和显示器；

所述至少一个旋转座椅一侧设有操作杆；

所述硬件接口模块一端连接至少一个旋转座椅的操作杆，另一端连接计算机，所述硬件接口模块用于将所述操作杆的操作信号，发送给计算机；

所述计算机连接所述显示器，用于接收硬件接口模块发送的动作数据；

所述显示器接收所述计算机发送的处理结果，展示计算机处理结果的场景。

在一个实施例中，所述旋转座椅包括：座椅、驱动机构、旋转机构；所述座椅包括靠背、底板和扶手；

所述驱动机构驱动连接所述旋转机构的一端，所述旋转机构的另一端连接所述座椅，以便带动座椅摇摆。

在一个实施例中，所述装置还包括固定基座，在固定基座侧面设有横向的转轴；所述座椅的靠背通过转轴与所述固定基座连接。

在一个实施例中，所述驱动机构包括驱动电机和驱动输出轴，驱动电机连接所述驱动输出轴。

在一个实施例中，所述旋转机构包括：连杆和摇杆，所述连杆与所述摇杆活动连接；

所述摇杆连接所述驱动输出轴；

所述连杆连接所述座椅，以便带动所述座椅摇摆。

在一个实施例中，所述旋转座椅的靠背上还设有限位轴，所述固定基座的侧面还设有与之匹配的限位槽；当所述座椅在摇摆时，所述限位轴在所述限位槽内运动。

在一个实施例中，所述旋转座椅还设有脚踏板。

在一个实施例中，所述旋转座椅还设有压力传感器，设置在所述旋转座椅的底板上，所述压力传感器与所述计算机连接。

在一个实施例中，所述硬件接口模块包括接线盒和数据采集卡。

在一个实施例中，所述操作杆包括方向控制手柄和确定开关。

本实用新型实施例至少实现了如下技术效果：

本实用新型公开了一种训练装置，该装置包括至少一个旋转座椅、硬件接口模块、计算机和显示器；所述至少一个旋转座椅一侧设有操作杆；所述硬件接口模块一端连接至少一个旋转座椅的操作杆，另一端连接计算机，所述硬件接口模块用于将所述操作杆的操作信号，发送给计算机；所述计算机连接所述显示器，用于接收硬件接口模块发送的动作数据，并将处理结果发送所述显示器；显示器接收计算机发送的处理结果，展示相应的场景。使用本实施例提供的训练装置可以使训练者体验摇摆、翻转等失衡状态，模拟训练者的实战环境，通过观看显示器上的游戏场景，培训训练者准确控制操作驾驶宇宙飞船的能力，提高训练者在真实环境中完成正常操作的适应能力。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其它优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型实施例中训练装置的框图；

图2为本实用新型实施例中旋转座椅的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中训练装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中转轴的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中旋转机构的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本实用新型实施例提供了一种训练装置，参照图1所示的框图，该装置包括：至少一个旋转座椅、硬件接口模块、计算机和显示器，依次连接；

其中：上述至少一个旋转座椅一侧设有操作杆；硬件接口模块一端连接至少一个旋转座椅的操作杆，另一端连接计算机，上述硬件接口模块用于将所述操作杆的操作信号，发送给计算机；计算机连接显示器，计算机用于接收硬件接口模块发送的动作数据，并将处理结果发送显示器，显示器接收到计算机发送的处理结果，并展示计算机处理结果的场景。

本公开实施例提供的训练装置可使训练者坐到旋转座椅上，在旋转的状态下，体验各种摇摆、翻转等失衡状态，模拟训练者的实战环境，同时观看视景平台上的游戏场景，通过准确控制操作杆，以便完成游戏，培训训练者在各种摇摆、翻转等失衡状态下准确控制操作驾驶宇宙飞船的能力，提高训练者在真实环境中完成正常操作的适应能力。

上述实施例中，计算机包括处理模块，用于接收硬件接口模块发送的动作数据，并将处理结果发送给显示器以便展示；例如计算机可以是工控计算机，并配备相应的处理软件，可以与PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)进行通信，设备运行时，训练者控制操作杆，硬件接口模块捕捉到操作杆的动作数据，而工控计算机接收硬件接口模块发送的动作数据，实际上是与PLC进行数据交换，读/写一些PLC的I/O(input/output,输入/输出端口)点以及变量寄存器的数值来实现，并将处理结果发送与之连接的显示器，显示器可以显示操作杆的控制情况。

在一个实施例中，参照图2所示，上述旋转座椅包括：座椅1、驱动机构2、旋转机构3；其中座椅1包括靠背、底板和扶手；

驱动机构2驱动连接旋转机构3的一端，将力传递给旋转机构3，而旋转机构3的另一端连接上述的座椅1，从而实现以便带动座椅1摇摆。

在一个实施例中，参照图3所示，上述装置还包括固定基座6，在固定基座6侧面设有横向的转轴5，用于固定旋转座椅；上述座椅1的靠背通过转轴5与固定基座6连接。其中连接点可以与座椅1的重心保持在同一水平线上，这样保证了上述装置的稳定性，进而提高了训练装置的安全性。

在上述实施例中，上述横向的转轴5上可以套设有至少两个轴承和轴承座，轴承嵌入在轴承座内，其中一个轴承座固定在基座上，另一个轴承座固定在座椅的靠背上。例如参照图4所示，还可以是转轴5与固定基座6是通过两个深沟球轴承51和一个推力轴承52加以固定，本公开实施例中对使用轴承的数量和类项不做限定。

在一个实施例中，上述驱动机构3包括驱动电机和驱动输出轴，驱动电机连接所述驱动输出轴。驱动机构由驱动电机驱动上述旋转机构，以便驱动上述旋转座椅，保证了旋转座椅转动的平稳性。

本公开实施例提供的装置，参照图3所示，固定基座6是起固定的作用，驱动机构3可以设置在固定基座6内，也可以设置在固定基座6外，并连接驱动输出轴的一端，驱动输出轴的另一端连接座椅1，这样在驱动机构的驱动下，通过输出轴驱动旋转机构3运动，进而使座椅1摇摆。

例如，驱动机构可以是驱动电机，上述实施例中也可以采用直驱电机，连接输出轴，输出轴直接连接座椅，可以带动座椅旋转，其中采用直驱电机的方案好处是省去了传动皮带或传动轴等传动设备,而这些传动部件恰恰是系统中故障率较高的部件，相对于偏心设置的情况下保证了座椅摇摆过程中偏移很小，减少了设备故障率。从技术上讲，也具有更低的故障率。

在一个实施例中，参照图5所示，上述旋转机构3包括：摇杆31和连杆32，上述摇杆31与上述连杆32活动连接；摇杆31连接上述驱动输出轴；连杆32连接上述座椅1，以便带动座椅1摇摆。上述驱动机构3可以是驱动电机，例如可以正转，也可以反转，而且速度可调，从而带动座椅1摇摆等。

在一个实施例中，参照图2、图3、图5所示，上述旋转座椅的靠背上还设有限位轴4，在上述固定基座6的侧面还设有与之匹配的限位槽；当座椅1在摇摆时，所述限位轴4在所述限位槽内运动。限位轴4的设置保证了座椅1在固定的路线下摇摆，不会脱离固定基座6，在预定的活动路线下运动，进一步的保证了座椅1在摇摆过程中不会偏移既定路径，也提高了安全性。

在一个实施例中，上述旋转座椅还可以设有安全带，用以固定训练者，防止在摇摆过程中，将训练者甩出。也可以采用其他安全锁装置，比如采用类似过山车站上的安全锁，卡箍有液压控制，开启后自动复位，压住训练者两肩，卡箍上有减震垫等。本公开实施例对此不做限定。

在一个实施例中，参照图3所示，上述旋转座椅还设有脚踏板7，脚踏板7的设置：

第一：可以更好的模拟在太空中驾驶操作宇宙飞船，脚有着落点；

第二：在旋转座椅摇摆的过程中，使训练者有放脚的地方，可以增强安全性。

在一个实施例中，上述旋转座椅还设有压力传感器(图中未示出)，参照图3所示图中的计算机9，压力传感器连接上述计算机9，安装在上述座椅1的底板上，用于在训练者的体重超过预设的阈值时，发出报警，通过计算机连接的显示器发出图像警报，提醒训练者体重不适合做训练。例如还可以用声音提示或灯光提示，从而进一步提高上述训练装置的安全性。

例如可以在座椅底板下安装应变片式压力传感器，应变片式称重传感器是通过敏感元件应变片贴在金属感应区内，当金属体受压发生微小的形变后，传导至应变片，使其阻值发生变化，将变化的应变片组成电桥，施加电压后，输出电信号，其电压大小与金属体所受的重量成正比，再连接计算机的报警系统，当超重后，比如可以是灯光报警提示或语音提示。本实施例也可以采用其他类型的压力传感器，本公开实施例对此不做限定。

在一个实施例中，参照图3所示，上述显示器10，可以显示虚拟仿真界面动态，例如可以是精度、稳定性比较高的液晶显示器，还可以是LED(light emitting diode)显示屏，本公开实施例对此不做限定。

在一个实施例中，上述硬件接口模块包括接线盒和数据采集卡。参照图3所示，硬件接口模块(图中未示出)用于连接旋转座椅上的操作杆8和计算机9。硬件接口既包括物理上的接口，还包括逻辑上的数据传送协议等。例如可以是USB数据接口，视频HDMI(High Definition Multimedia Interface)接口等等。

接线盒可以保护数据线，并且起到连接数据线的作用，数据采集卡可以从操作杆和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采非电量或者电量信号，送到计算机比如工控计算机中进行分析，处理。

在一个实施例中，参照图3所示，上述操作杆8包括方向控制手柄和确定开关，上述控制手柄可以设置在座椅1右侧，符合人体工程学，一般右手的操作习惯。上述控制手柄可以控制任何一个方向，不受限制，比键盘控制方向(只有8个方向)强。

另外上述操作杆的确定开关，还可以包括比如确定、取消等操作。本公开实施例对此也不做限定。

下面举一个完整的实施例予以说明本公开实施例提供的一种训练装置，参照图3所示：

例如：训练者坐在座椅上，系好安全带，座椅前方的屏幕是展示虚拟移动靶，训练者在旋转转椅上、在固定时间内，完成打靶任务，显示打靶积分。此时准备就绪后，管理员按下启动电机按钮，座椅开始摇摆。训练者操作座椅右边摇杆，按照屏幕提示操作，训练者操作手柄来移动屏幕上发射器的位置，游戏结束后，管理员停止座椅摇摆。

本公开实施例提供的训练装置通过机电装置和固定程序控制座椅左右摇摆，模拟飞船在太空中方向的不确定性。主要培训训练者在各种摇摆、翻转等失衡状态下准确控制操作驾驶宇宙飞船的能力。

本实用新型公开了一种训练装置，该装置包括至少一个旋转座椅、硬件接口模块、计算机和显示器；所述至少一个旋转座椅一侧设有操作杆；所述硬件接口模块一端连接至少一个旋转座椅的操作杆，另一端连接计算机，所述硬件接口模块用于将所述操作杆的操作信号，发送给计算机；所述计算机连接所述显示器，用于接收硬件接口模块发送的动作数据，并将处理结果发送所述显示器；显示器接收计算机发送的处理结果，展示相应的场景。使用本实施例提供的训练装置可以使训练者体验摇摆、翻转等失衡状态，模拟训练者的实战环境，通过观看显示器上的游戏场景，培训训练者准确控制操作驾驶宇宙飞船的能力，提高训练者在真实环境中完成正常操作的适应能力。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。