[发明专利]伞降模拟器

权利要求书

1.一种伞降模拟器，其特征在于：

包括至少一个跳伞模拟单元、和模拟跳伞管理平台；其中所述跳伞模拟单元包括：

模拟单元框架，所述模拟单元框架包括位于下部的底座、位于上部的顶盖，以及位于底座和顶盖之间的两个立柱，所述模拟单元框架构成所述跳伞模拟单元的支撑主体，并安装有跳伞模拟单元的其它部件；

背带模块，所述背带模块部分连接在操纵控制平台上，部分穿设在受训者身上，用于一方面将受训者悬吊在空中，另一方面利用背带系统上的相应拉环，对受训者进行不同伞型的操作训练；

操纵控制平台，所述操纵控制平台安装在所述模拟单元框架的顶盖上，并能够在模拟单元框架两侧的升降助力电缸的带动下，沿着模拟单元框架两侧的导轨进行上下运动；

可升降跳伞平台，所述可升降跳伞平台设置在所述底座上，能够进行上升和下降的运动；

腰部拉绳，所述腰部拉绳系在受训者腰部后方；

操纵模块，所述操纵模块用于受训者在伞降模拟器中实现对降落伞的各种操纵动作；

头盔模块，所述头盔模块佩戴在受训者的头部，包括虚拟现实眼镜，为受训者提供连续动态的大视角三维伞降环境显示；

送风装置，包括下方送风装置和环绕送风装置，所述下方送风装置安装在底座上，所述环绕送风装置安装在顶盖上，所述送风装置用于模拟伞降过程中的竖直方向风和侧向风；

着陆模拟传送带，所述着陆模拟传送带设置在底座上，用于根据虚拟环境中的运动参数将传送带调整到相应转速，结合操纵控制平台带动受训者在垂直和水平方向的运动，以此模拟真实的着陆感觉；

升降助力电缸，所述升降助力电缸具有两个，分别位于模拟单元框架两侧的立柱，能够彼此独立运行，带动操纵控制平台沿着模拟单元框架两侧的导轨上下运动；

所述模拟跳伞管理平台，用于为所述跳伞模拟单元设定训练项目，接收模拟器的各项操纵数据，控制跳伞模拟单元模拟整个跳伞过程，具体包括：

训练控制模块，用于设置训练的初始条件，跳伞特情，监控各跳伞模拟单元训练过程和实时状态，还能够对各模拟训练单元进行语音指挥；

运动过程模拟模块，用于根据空气动力学模型，依据环境因素，所述环境因素包括大气、地形和/或地貌，结合跳伞训练员操纵数据，在三维空间中计算和模拟跳伞的全过程运动情况；

跳伞场地景生成模块，用于生成跳伞场地中着陆场的各种要素；

视觉显示计算模块，用于根据运动过程模拟模块和跳伞场地景生成模块的计算结果，计算跳伞场地视觉显示效果，以及受训者视觉显示效果，并推送给头盔模块和显示屏进行显示；

体感营造生成模块，用于根据运动过程模拟模块生成体感营造参数，以控制跳伞模拟单元中的体感设备的运行，所述体感设备包括操纵控制平台、着陆模拟传送带、风机送风装置和音效设备。

2.根据权利要求1所述的伞降模拟器，其特征在于：

所述伞降模拟器通过训练控制模块进行虚拟训练环境参数的设定，通过跳伞场地景生成模块生成跳伞着陆场的相应场景，利用视觉显示计算模块构建虚拟环境，所述虚拟环境包括空间环境、气象环境以及其它虚拟跳伞员，受训者通过对操纵模块进行操纵，发出控制指令，所述控制指令加载于“伞-人”系统的动力学模型上，使得动力学模型在设定好的虚拟空间内产生与实际情况相似的运动；

所述“伞-人”动力学模型为：接收外部传入的控制指令，并根据控制指令和外部环境进行姿态解算，决定自身在虚拟空间内的运动状态，并生成模型数据供其它模块使用；

所述虚拟空间模型为：虚拟空间包括影响降落伞操纵特性的属性，虚拟跳伞员及其运动参数，虚拟空间由教员或者来自系统的指令进行设置，从而为动力学模型提供不同的运行环境，进而让受训者在不同的虚拟现实环境中进行训练；

“伞-人”动力学模型和虚拟空间模型彼此能够结合，通过动力学模型和虚拟空间传送控制/设置指令。

3.根据权利要求1或2所述的伞降模拟器，其特征在于：

所述背带模块在真实降落伞背带系统的基础上进行改装，以同时兼容其它的背带系统；

所述腰部拉绳一头系在受训者腰部后方，另一头穿过背部承重滑轮与伺服电机相连，通过伺服电机和背部承重滑轮可将人体腰部拉起或放下，所述背部承重滑轮固定安装在操纵控制平台上。