[发明专利]一种基于真实地形模拟的跳伞着陆训练系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于真实地形模拟的跳伞着陆训练系统及方法，采用先进的伞降仿真、虚拟现实和真实地形模拟等技术，构建了更加贴近跳伞实际的跳伞着陆训练模拟系统，解决了着陆训练难题；训练系统解决了升空跳伞训练受飞机保障和天气影响的问题，利用地面装置模拟跳伞空中和着陆场景，能够有效缩短了训练周期，降低了训练消耗和安全风险，训练效益显著；训练系统将原有地面训练方式中相互割裂的着陆点判断、降落伞操纵和着陆缓冲动作训练融合成为一个整体，能够更加贴近升空跳伞实际，有效提高跳伞员训练水平，降低跳伞紧张心理。

主权项

1.一种基于真实地形模拟的跳伞着陆训练系统，其特征在于，包括：训练准备平台(2)、空气流仿真风机(10)、支撑立柱(7)、工字型支撑导轨(5)、直线运动机构(1)、旋转运动机构(4)、背带卷扬机构(9)、着陆地形仿真平台(6)、主控制台(8)以及虚拟现实设备；所述支撑立柱(7)有两个，相隔一段距离平行放置；所述工字型支撑导轨(5)为两条，平行安装在两个支撑立柱(7)之上；训练准备平台(2)位于其中一个支撑立柱(7)的内侧；所述直线运动机构(1)包括直线运动支撑平台(11)、导向小车(15)、直线运动用伺服系统(12)、第一主动齿轮(14)以及导向齿条(13)；所述直线运动支撑平台(11)通过四个导向小车(15)安装在工字型支撑导轨(5)上，可沿工字型支撑导轨(5)滑动；所述导向齿条(13)沿工字型支撑导轨(5)固定安装，所述第一主动齿轮(14)固定安装在所述直线运动支撑平台(11)上，与所述导向齿条(13)啮合，并由所述直线运动用伺服系统(12)驱动，进而带动直线运动支撑平台(11)沿工字型支撑导轨(5)运动；所述旋转运动机构(4)包括旋转主轴(45)、旋转运动支撑平台(44)、旋转运动用伺服系统(41)、第二主动齿轮(42)以及从动齿轮(43)；所述旋转主轴(45)上端通过轴承安装在直线运动支撑平台(11)上，旋转主轴(45)的下端固定连接所述旋转运动支撑平台(44)，旋转运动支撑平台(44)上端连接从动齿轮(43)，第二主动齿轮(42)安装在直线运动支撑平台(11)上，并与从动齿轮(43)啮合，由旋转运动用伺服系统(41)驱动，从而带动从动齿轮(43)以及旋转运动支撑平台(44)转动；所述背带卷扬机构(9)包括背带系统、背带卷扬用伺服系统(93)、卷扬轮(92)以及拉绳位移传感器；所述背带系统由实际降落伞拆除伞包的背带系统改造而成，背带系统的四根背带(91)上端分别固定在四个卷扬轮(92)上，四个卷扬轮(92)分别由背带卷扬用伺服系统(93)驱动，进而带动背带(91)的放长或缩回；所述背带系统中的拉绳上设置所述拉绳位移传感器，用于采集跳伞员(3)对拉绳的操纵量；所述着陆地形仿真平台(6)包括可变形胶质着陆面(61)、电动伸缩缸(62)及驱动器；通过驱动器调节各伸缩缸(62)的高度使可变形胶质着陆面(61)组成各种地形起伏，供跳伞员(3)进行不同地形下的着陆训练；所述空气流仿真风机(10)安放于训练准备平台(2)地面的四周，在训练装置中心处形成跳伞训练所需的风场；所述主控制台(8)：通过控制直线运动用伺服系统(12)进而控制直线运动支撑平台(11)的运动行程和运动速度；通过控制旋转运动用伺服系统(41)对旋转运动支撑平台(44)的回转运动方向、运动角度与角速度进行控制；通过背带卷扬用伺服系统(93)控制卷扬轮(92)对四根背带(91)的伸张、收缩量及其速度进行控制；用于采集拉绳位移传感器的实时数据；用于建立伞降运动仿真模型，响应拉绳位移传感器的实时数据，实时模拟着陆阶段降落伞的运动状态；用于根据模拟的着陆阶段降落伞运动状态，对跳伞地域的真实地形场景进行模拟，得到跳伞三维模拟场景；根据跳伞训练时所需的风场要求，控制空气流仿真风机(10)进行吹风；所述虚拟现实设备用于在跳伞员(3)眼前呈现所述主控制台(8)生成的跳伞三维模拟场景。