六自由度平台跳傘模擬（nǐ）訓練係統是以人傘係統動力學（xué）為基礎， 將訓練者懸掛於運動平台下方，並結合人機交互技術（shù），為（wéi）訓練者提供逼真跳傘環境的一種模（mó）擬訓練裝置（zhì）。由於其在降低（dī）訓練危險係數、增強訓（xùn）練環境適應性和降低訓練成本等各方麵的優勢，逐漸獲得各國青睞。

係統硬件主要由教員控製（zhì）台和模擬（nǐ）跳傘區兩部分組成，整體外觀如下圖所示。其中模（mó）擬跳傘區由模擬單（dān）元框（kuàng）架、六自由度動感平台、背帶模（mó）塊（kuài）、操縱模塊、 VR 虛擬眼鏡、送風裝置等組成。

硬件組成部分

（1）模擬單（dān）元框架（jià），包括位於下部的底座、位於上部的頂蓋（gài），以（yǐ）及位於底座和頂（dǐng）蓋（gài）之間的兩個立柱，模擬單元框架構成（chéng）跳傘模擬單元的支撐主體，並安裝有跳傘模擬單元的其它部件（jiàn）；

（2）六（liù）自由度動態平台，其（qí）倒立懸掛（guà）於單元框架之上，為跳傘員提供（gòng）跳（tiào）傘過程中的（de）動感模擬（nǐ）。運（yùn）動平台運動平麵上留（liú）有係留接（jiē）口，用於安裝拉力傳感器和傘繩等設備；

（3）傘繩及（jí）操縱帶，通過拉力傳感器安裝於六自由度運動平台之上，下係背帶係統；

（4）背帶係統，所述背帶模塊部分（fèn）連接在（zài）操縱控製平台上，部分穿設在（zài）受訓者身（shēn）上，用於一方麵將受（shòu）訓者懸吊在空中，另（lìng）一方麵利用背帶係統上的相應拉環，對受（shòu）訓者進行不同傘（sǎn）型的操作訓練；

（5）操縱模塊，主要實現對操縱繩、操縱帶控製輸入的數據采集和傳輸（shū），主（zhǔ）要包括手持操縱部分、傳（chuán）感器、電源（yuán）以及數據采（cǎi）集係統等；

（6）頭盔模塊，所述頭盔模塊佩（pèi）戴在受訓者的頭（tóu）部，包括虛擬現（xiàn）實眼鏡和數據線，為受訓者提供連續動態的大視角三維傘降環境顯示（shì）；

（7）送風裝置，包括下方（fāng）送風裝置和環繞送風裝置，所述下方送風裝置安裝在底座上，所述（shù）環繞送風裝（zhuāng）置安裝在頂蓋上，所述送風裝置用於模（mó）擬（nǐ）傘降過程中的豎直方向風和側向風；

（8）教員控製台，內含一係列控製（zhì）軟件，為所述模擬跳傘管理平台，用於為（wéi）跳傘模擬單元設定訓練項目，接收模擬器的各項操縱數據，控製跳傘模擬單元模擬整個跳傘過程。

係統功（gōng）能（néng）模塊

跳傘（sǎn）模擬（nǐ）訓練係（xì）統功能模塊由跳（tiào）傘運動解算分係統（tǒng）、六自由度運動平台分係統、操（cāo）縱負荷分係統、視景分（fèn）係統（tǒng）、體感營造分係統、教員控製台、信號采控分係統以及電源和輔助分係統等部分組成。

跳傘（sǎn）模擬訓練係統功能原理如（rú）上（shàng）圖所示。受訓者通過傘繩（shéng）和操（cāo）縱帶懸掛於六自由度動感平台之下，操縱傘繩拉環或者操縱帶，為操縱負荷係統提供輸入信號，操控（kòng）負荷係統采集控製信號輸入跳傘運動解算係統，其在六自由度人-傘係統動（dòng）力學模（mó）型的基礎上進行數值解（jiě）算，輸（shū）出人-傘係統運動狀態信息到視景係（xì）統、六自（zì）由（yóu）度運動平台係統和體感

營造係統。視覺（jiào）顯示模（mó）塊接收到（dào）人（rén）-傘係統運動狀態信息後，更新視景信息，反饋（kuì）為受訓者（zhě）視覺（jiào）。六自由度（dù）運動平台接收到人-傘係統運動狀（zhuàng）態信息後，產生相應的動（dòng）感模擬，驅（qū）動平台並帶動受訓（xùn）者運動，反饋給受訓者（zhě）觸覺。體感營造係統接收到人-傘係統（tǒng）運動（dòng）信息後，通過（guò）風幕機和音響產生相應的風效與音效，反饋給（gěi）飛行員聽覺及觸覺。進而實（shí）現（xiàn）一個（gè）人在環路中的虛擬仿真係統。

模擬器運（yùn）行過程中，教員控製台通過內設一係列控製軟件完成任務管理、條件參數設置、數據記錄、仿真再現（xiàn）、數據輸出及評估等功能，教（jiāo）員可通過控製台實時監測受（shòu）訓者運動狀態（tài），也可通過計（jì）算機對訓練過程進（jìn）行幹預。

訓練按如（rú）下步驟進行（háng）：

（1）初始狀態，體感平台帶動（dòng）跳傘服降到最低點，跳傘人員（yuán）通過鬆緊跳（tiào）傘服進行穿戴，保證站立時（shí）跳傘（sǎn）服（fú）為收緊狀（zhuàng）態，同時佩戴（dài）好 VR 眼鏡；

（2）軟件啟動，教員控製台通（tōng）過訓練軟件設置好模（mó）擬訓練（liàn）場景，跳傘人員通（tōng）過開始按鈕啟動跳傘，並做出跳躍動作，在跳傘人員跳起瞬間，體感平台馬上將跳傘人員（yuán）拉離地麵 10cm(腳尖（jiān）離地距離)；

（3）模擬跳傘，跳傘人員通過 VR 眼（yǎn）鏡查看整個模擬訓練所處的場景，並通過固鎖牽引器來控製降（jiàng）落方向與地點，同時模（mó）擬軟（ruǎn）件會（huì）將姿（zī）態數據實時傳輸到體感模擬平（píng）台，體感平（píng）台做出相應的動作，讓跳傘人員能感（gǎn）受（shòu）到側滑、重力加速以及開傘

時的拉扯感；

（4）降落時，平台會（huì）通過軟件（jiàn）反饋回來的（de）高度信號做出相應下降動作，當軟件中著陸時，跳傘人（rén）員（yuán）的腳剛好著地；

（5）訓練管理考評模（mó）塊通過模擬訓練軟件自動給出訓練成績。

係統（tǒng）姿態角與氣流角變化明顯，這是由於受訓者為了到（dào）達指（zhǐ）定區域，分別（bié）在這兩段時間進行了拉左側背帶與左拉環（huán）、拉後側背帶與左拉環（huán）的降落傘（sǎn）操（cāo）縱， 當操縱動作發生後，人傘係統（tǒng）平衡（héng）攻角的方向首先改（gǎi）變，進而改變降落傘氣動力與（yǔ）力矩，隨後係統力與力矩快速達到平衡狀態，因此係統姿態角與氣流角（jiǎo）呈現短時間內快速而少量（liàng）變化的結果。訓練結果（guǒ）表明，本文（wén）設計的六自由度平台跳傘模擬訓練係統符合實際人傘係統運動過（guò）程，通過訓練中可（kě）練習（xí）傘降（jiàng）操縱方法（fǎ）以應對不同情況，極（jí）大提高跳傘訓練質效。