一种用于伞降模拟训练的载人运动平台的制作方法

本发明涉及模拟训练领域，特别的，涉及一种在伞降模拟训练的载人运动平台。

背景技术：

军事跳伞实地训练具有受伤率高、耗费时间多、成本投入大、组织保障困难等特点，目前在我军的常规空降训练中，大多采用绳拉一级或二级开伞，在上述方式中，从跳伞员离开飞机到伞开正常只有短暂的几秒钟，这几秒里跳伞员近似处于抛体自由下落状态，姿态的可控性不大；而从跳伞员感受到开伞冲击力(伞开正常)开始一直到安全着陆，则有几分钟之久，这几分钟是除特情处置之外操纵的重点，如果对这段时间尽可能全面的模拟，能够大幅度的提高模拟训练的效果。

利用伞降模拟器进行跳伞训练，很重要的一点就是要模拟跳伞过程中的各类运动，例如，左侧提升，右侧提升，身体的下降等等各种空中的姿态。现有技术中的伞降模拟器主要将跳伞背带悬挂在训练装置的顶部，通过独立控制两侧支立的气缸的上下运动来控制背带系统的高低，从而模拟不同的空中姿态。

但气缸的运动较为迟缓，并且由于气缸体积庞大，制造成本高，使得伞降模拟器整体高度不可能太高，例如，只能支立具备3-4米的伞降训练装置，如果需要更高的训练装置则会提高成本和控制难度，此外，一旦两壁制造完成后不能根据训练场所的室内高度进行适应性的调整。因此，如何改变载人运动平台的控制方式，并解决好新的控制方式中的各种问题，提高伞降模拟训练的逼真度，同时减低成本，成为现有技术亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种用于伞降模拟训练的载人运动平台，通过三组独立的动力组件，采用电机控制背带系统高低的方式来模拟不同的空中姿态，从而提高伞降模拟训练的逼真度，并降低成本，适用不同的场所。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于伞降模拟训练的载人运动平台，其特征在于：

包括三组动力组件，两组悬挂系统承重带，一组腰部拉绳承重带，和一个背带系统悬挂装置；

两组所述悬挂系统承重带左右布置，一端分别与一组动力组件连接，受所述动力组件的驱动上下移动，另一端连接背带系统悬挂装置；

腰部拉绳承重带，一边连接受训者的腰部拉绳，另一边与第三组动力组件连接；

所述背带系统悬挂装置为框形，下方连接有受训者所穿戴的降落伞背带系统。

优选的，所述三组动力组件分别为独立驱动，并且呈倒品字形排列，位于前方两侧的动力组件分别驱动左右两组悬挂系统承重带，位于后部中间的动力组件驱动腰部拉绳承重带。

优选的，每组动力组件包括驱动单元和圆形线盘，圆形线盘内盘绕着承重带,前方两侧的动力组件的圆形线盘各盘绕一组悬挂系统承重带，每组悬挂系统承重带包括两根悬挂系统承重带，位于后方的动力组件的圆形线盘盘绕一根腰部拉绳承重带。

优选的，所述圆形线盘为防脱轨圆形线盘，包括壳体，位于壳体内侧的转动轴心，位于壳体外侧的凹槽，在凹槽的外侧具有从里向外倾斜设计的防脱轨挡板，所述凹槽用于盘绕承重带。

优选的，所述转动轴心为可运动转动轴心，在转动轴心的外侧具有多根减震弹簧。

优选的，所述两组悬挂系统承重带通过金属固定环固定在背带系统悬挂装置的四角，降落伞背带系统的四匹操纵带在选择一定的间距后通过金属可调节固定扣形成闭环，连接背带系统悬挂装置，四匹操纵带的末端最终连接至跳伞员。

优选的，在所述背带系统悬挂装置和顶部之间具有信号线轨道。

优选的，所述信号线轨道下方与所述背带系统悬挂装置固定，上方与顶部的平台框架固定，采用链条式可折叠轨道结构。

优选的，所述背带系统悬挂装置为方形框。

综上，本发明具有如下优点：

1、适应性强：

由于采用了顶部的多组动力组件进行驱动，因此，相对于两侧的气缸驱动，两边的侧壁的高度可以随意升降，总体训练高度任意可调，行程高，可以根据训练场地的条件模拟大行程自由落体后开伞等训练科目。

2、模拟体感真实

可实现载人情况下的高速度、高行程、高精度的上下位移运动、左右倾斜运动，能够真实模拟离机后的失重感、开伞后的冲击感、拉棒时的操纵感、着陆时的坠落感以及特情触发时的眩晕感等运动体感。通过腰部拉绳，可模拟稳定伞稳定跳伞员姿态、模拟高空跳伞大姿势、模拟特情触发天旋地转等体感。

3、操作交互性强、功能扩展性好

本发明可接入软件系统，由软件系统进行自动控制，支持数字量和模拟量两种方式，兼容鼠标键盘、各种传感器数据作为输入数据，可自动调节受训人员身体姿态。

信号线轨道可跟随参训人员一起运动，在保证运动过程中弱电线材不损坏的情况下，实现了背带系统内置传感器与控制系统的连接。

4、训练安全性高

本发明使用伺服电机作为动力来源，精准度高，稳定性好，可控性强，并且配有刹车装置，当设备断电时可及时锁死设备，停止运动。

附图说明

图1是根据本发明具体实施例的载人运动平台的立体图；

图2是根据本发明具体实施例的载人运动平台的俯视图；

图3是根据本发明具体实施例的载人运动平台的圆形线盘的外视图；

图4是根据本发明具体实施例的载人运动平台的圆形线盘的剖视图；

图5是根据本发明具体实施例的载人运动平台的背带悬挂系统的视图；

图6是根据本发明具体实施例的载人运动平台的工作视图。

图中的附图标记所分别指代的技术特征为：

100、载人运动平台；1、驱动单元；2、圆形线盘；3、悬挂装置承重带；4、背带系统悬挂装置；5、降落伞背带系统操纵带；6、信号线轨道；7、腰部拉绳承重带；21、壳体；22、转动轴心；23、凹槽；24、防脱轨挡板；25、减震弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

不同于现有技术通过两壁的电动气缸的升降以改变顶部的平台的形态，从而改变受训者的姿态，本发明在模拟训练装置的顶部设置载人运动平台，在载人运动平台上设置三组驱动单元，相应的受训者身上背负的操纵带也分为三组，由三组驱动单元分别控制不同组的操纵带，从而直接改变受训者的空中姿态，此外，并针对直接驱动操纵带的训练模式，对载人平台的避震性、防脱轨、以及悬挂系统进行改进，提高模拟训练系统的安全性、舒适度和仿真性。

具体而言，参见图1，示出了本发明具体实施例的载人运动平台100的立体图，该载人运动平台设置在模拟训练装置的顶部。

参见图2-5，示出了载人运动平台的不同视图，图6，示出了受训者在模拟训练装置上的工作状态的视图。

所述载人运动平台，包括三组动力组件，两组悬挂系统承重带3，一组腰部拉绳承重带7，和一个背带系统悬挂装置4；

两组所述悬挂系统承重带3左右布置，一端分别与一组动力组件连接，受所述动力组件的驱动上下移动，另一端连接背带系统悬挂装置4；

腰部拉绳承重带7，一边连接受训者的腰部拉绳，另一边与第三组动力组件连接；

所述背带系统悬挂装置为框形，优选为方形框，下方连接有受训者所穿戴的降落伞背带系统5。

因此，这三组动力组件中，两组分别控制两组悬挂系统承重带3，进而通过背带系统悬挂装置4连接降落伞背带系统操纵带，而第三组动力组件控制腰部拉绳承重带，腰部拉绳承重带能够通过垂直提拉受训人员腰部，改变受训人员身体姿态，可实现模拟稳定伞稳定跳伞员姿态、辅助完成特殊动作等功能。因此，这三组动力组件的相互配合，就能够从三个维度来改变受训者的空中姿态，较为逼真的模拟受训者的空中姿态变化。

由于本发明是通过背带系统悬挂装置4控制受训者背带系统，因此，受训者身上佩戴的背带系统的固定点的位置能够在训练过程中保持相对位置终止不变，可固定操纵带间距，使间距接近真伞伞开后操纵带间距。即使上下升降背带系统对于受训者的体感是一样的。而如果背带系统直接悬挂在载人受训平台上，当受训者距离载人受训平台的距离发生变化，背带系统之间的多根操纵带的角度会发生变化，从而影响受训者的体验和感受，例如当受训者过于靠近受训平台的顶部，多个操纵带之间的角度会长大，从而勒紧受训者。

更进一步的，所述三组动力组件分别为独立驱动，并且呈倒品字形排列，位于前方两侧的动力组件分别驱动左右两组悬挂系统承重带，位于后部中间的动力组件驱动腰部拉绳承重带7。

进一步的，每组动力组件包括驱动单元1和圆形线盘2，圆形线盘内盘绕着承重带，示例性的，所述驱动单元1可以由伺服电机连接减速机，减速机连接圆形线盘2。伺服电机通过减速机带动线盘转动，控制承重带的收放，进而控制背带系统悬挂装置的升降。各动力组件间相互独立，可单独运转或同步运转。

前方两侧的动力组件的圆形线盘各盘绕一组悬挂系统承重带，每组悬挂系统承重带包括两根悬挂系统承重带，位于后方的动力组件的圆形线盘盘绕一根腰部拉绳承重带7，如图5所示，四根悬挂系统承重带分别挂在背带系统悬挂装置4的四角，一根腰部拉绳承重带连接背带系统腰部拉绳挂点，背带系统悬挂装置连接背带系统操纵带。

参见图2和图3，所述圆形线盘为防脱轨圆形线盘，包括壳体21，位于壳体内侧的转动轴心22，位于壳体外侧的凹槽23，在凹槽的外侧具有从里向外倾斜设计的防脱轨挡板24，所述凹槽23用于盘绕承重带，防脱轨挡板24能够安全有效的避免了线盘运动过程中承载带的脱轨现象。

更进一步的，所述转动轴心22为可运动转动轴心，在转动轴心的外侧具有多根减震弹簧25。因此，由多个减震弹簧作为转动轴心阻力源。在伞降训练中要模拟跳伞员从高空跳落，此时圆形线盘瞬时受力较大，此时弹簧压缩，可提供一定的缓冲能力。

更进一步的，所述两组悬挂系统承重带通过金属固定环固定在背带系统悬挂装置的四角，降落伞背带系统的四匹操纵带在选择一定的间距后通过金属可调节固定扣形成闭环，连接金属挂钩，末端最终连接至跳伞员。

所述背带系统悬挂装置上还可以对多个传感器的线路进行走线，在所述背带系统悬挂装置和顶部之间具有信号线轨道6，所述传感器的线路通过信号线轨道传递至外部的控制系统。

在伞降模拟训练中，受训者身上背负着的模拟降落伞具有多个传感器，能够采集开伞、拉动操纵棒、拉动各种拉环等的各种控制信号，上述信号能够通过背带系统悬挂装置进入信号线轨道6，从而进行走线，另外还需要传递vr头盔、以及其它的供电线，。

更进一步的，所述信号线轨道6下方与所述背带系统悬挂装置固定，上方与顶部的平台框架固定，采用链条式可折叠轨道结构，可沿直线进行弯曲，可根据悬挂系统升降而自动进行折叠，弯曲方向，角度可控。这样就避免了所述背带系统悬挂装置在伞降训练中上下移动时，信号线随意弯折造成的损害，以及避免转盘结构或滑动结构对线材的损伤。信号线轨道6中要用于放置vr头盔信号线、各个传感器信号线、供电线等弱电线材

综上，本发明具有如下优点：

1、适应性强：

由于采用了顶部的多组动力组件进行驱动，因此，相对于两侧的气缸驱动，两边的侧壁的高度可以随意升降，总体训练高度任意可调，行程高，可以根据训练场地的条件模拟大行程自由落体后开伞等训练科目。

2、模拟体感真实

可实现载人情况下的高速度、高行程、高精度的上下位移运动、左右倾斜运动，能够真实模拟离机后的失重感、开伞后的冲击感、拉棒时的操纵感、着陆时的坠落感以及特情触发时的眩晕感等运动体感。通过腰部拉绳，可模拟稳定伞稳定跳伞员姿态、模拟高空跳伞大姿势、模拟特情触发天旋地转等体感。

3、操作交互性强、功能扩展性好

本发明可接入软件系统，由软件系统进行自动控制，支持数字量和模拟量两种方式，兼容鼠标键盘、各种传感器数据作为输入数据，可自动调节受训人员身体姿态。

信号线轨道可跟随参训人员一起运动，在保证运动过程中弱电线材不损坏的情况下，实现了背带系统内置传感器与控制系统的连接。

4、训练安全性高

本发明使用伺服电机作为动力来源，精准度高，稳定性好，可控性强，并且配有刹车装置，当设备断电时可及时锁死设备，停止运动。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定保护范围。