跳伞模拟训练的体感模拟系统的制作方法

本技术属于虚拟现实，具体涉及一种跳伞模拟训练的体感模拟系统。

背景技术：

1、虚拟现实技术是综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，在计算机上生成的、可交互的在三维环境中提供沉浸感觉的技术。头显设备是虚拟现实呈现在人眼前的一种装置，是利用头显设备将人的对外界的视觉、听觉封闭，引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉。它的显示原理是左右眼屏幕分别显示左右眼的图像，人眼获取这种带有差异的信息后在脑海中产生立体感。利用这种技术可以生成多种多样的虚拟仿真训练系统，其中跳伞模拟训练系统是比较成熟的一种。受训者可以在虚拟场景中体验和训练跳伞相关的操作和常识，使得受训者能够感受到较为真实的跳伞过程。

2、但这种通过计算机和仿真设备实现模拟仿真的技术，受训者仅能通过视觉和听觉去感受跳伞过程，并不能通过触觉、体感等方式去感受，这样就造成沉浸感和真实感不够的问题。

3、因此，可以提出一种技术方案，通过增加辅助的硬件，在计算机控制下，可以根据虚拟场景中跳伞过程和外界环境的变换，产生不同的真实的风量、风向、失重、超重以及下降方向变换带给受训者的体感，使受训者可以通过体感或触感能更好的沉浸到跳伞过程的氛围中。以解决虚拟现实技术不能通过触觉、体感等方式去感受跳伞过程的氛围，造成沉浸感和真实感不够的问题。

技术实现思路

1、本实用新型提出一种加入了体感模拟系统的跳伞模拟训练系统，能够根据虚拟场景的跳伞过程和环境的变化为受训者提供不同体感和手感的训练环境，使得受训者有身临其境的感觉。从而解决现有虚拟仿真技术中不能通过触觉、体感等方式去感受跳伞过程的氛围，造成沉浸感和真实感不够的问题。本实用新型具体内容如下。

2、一种跳伞模拟训练的体感模拟系统，包括跳伞平台、伞具模块、头显设备、定位模块、计算机、软件系统和体感系统；

3、所述跳伞平台为框架结构，外部有蒙皮，用于提供跳伞训练和系统安装的空间，其上部设置有用于模拟机舱跳伞口的跳板；

4、所述伞具模块，包括主伞包和备份伞包，均为真实伞具，通过背带束紧在受训者身体上；

5、所述头显设备，通过无线方式分别与所述定位模块和计算机连接，用于显示跳伞虚拟场景，并向所述计算机传输受训者头部方位；

6、所述定位模块，布置在受训者周边，通过线缆与所述计算机电性连接，用于向所述头显设备发送定位信息；

7、所述体感系统，通过线缆与所述计算机电性连接，包括风控模块、伞控模块、体控模块和体感控制器；

8、所述风控模块分别设置在所述跳伞平台底部和中部，用于模拟真实跳伞过程中的风速和风向的变化；

9、所述伞控模块设置在受训者与所述跳伞平台之间，用于模拟真实跳伞过程中操纵伞具的手感；

10、所述体控模块设置在受训者与所述跳伞平台之间，用于模拟真实跳伞过程中受训者身体的感觉；

11、所述体感控制器通过线缆分别与所述风控模块、伞控模块、体控模块和计算机电性连接，用于接收所述体感系统的信号，并将信号传输至所述计算机，以及将所述计算机反馈的指令传输至所述体感系统；

12、所述计算机，内部预装所述软件系统，用于根据所述软件系统生成虚拟场景图像并传输至所述头显设备，根据所述头显设备的方位信息和所述体感系统传输的信息实时更新虚拟场景，以及根据虚拟场景的变化向所述体感系统发送指令。

13、进一步的，所述风控模块包括若干个风机；所述风机分别布置在所述跳伞平台底部和中部；所述跳伞平台底部的风机下端置有风机驱动部，可改变出风口方向；所述风机与所述体感控制器电性连接，并由所述体感控制器依据所述计算机发送的指令控制若干个所述风机的风速和风向。

14、进一步的，还包括操纵带悬挂部；所述操纵带悬挂部上端通过第一缆绳与所述体控模块连接，其下端两侧设置有若干操纵带，并通过所述操纵带悬挂受训者。

15、进一步的，所述伞控模块包括开伞拉环和飞伞手柄；所述开伞拉环分别设置在所述主伞包和备份伞包的一侧，用于模拟打开所述主伞包和备份伞包的操作；所述开伞拉环通过拉绳连接有第一拉绳位移传感器；所述第一拉绳位移传感器对应的安装在所述主伞包和备份伞包内；

16、所述飞伞手柄设置在受训者一侧的所述操纵带上，用于模拟跳伞出现特情时飞掉主伞的操作；所述飞伞手柄的上端通过拉绳连接有第二拉绳位移传感器；所述第二拉绳位移传感器安装在所述跳伞平台上端；

17、所述第一拉绳位移传感器和第二拉绳位移传感器均通过线缆与所述体感控制器连接，均用于采集受训者操作所述开伞拉环和飞伞手柄的拉力和拉动幅度信息并转换为电信号传递至所述体感控制器。

18、进一步的，所述伞控模块包括操纵棒和所述操纵带；2个所述操纵棒对应设置在受训者上方的两侧，用于模拟跳伞过程中控制降落方向的调整操作，其上端通过拉绳对应连接有2个第三拉绳位移传感器；所述第三拉绳位移传感器安装在所述跳伞平台上端，用于采集受训者操作所述操纵棒的拉力和拉动幅度信息并转换为电信号传递至所述体感控制器；

19、每个所述操纵带的上端均通过压力传感器与所述操纵带悬挂部下端连接，用于模拟跳伞过程中控制降落方向的调整操作；所述压力传感器用于采集受训者操作所述操纵带的拉力信息并转换为电信号传递至所述体感控制器。

20、进一步的，所述体控模块包括离机滑轨；所述离机滑轨一端固连在所述跳伞平台上端，另一端向下倾斜悬空且为开放式，其轨道与所述操纵带悬挂部滑动配合，且所述操纵带悬挂部滑动至所述离机滑轨悬空端后脱离所述离机滑轨；

21、进一步的，所述体控模块还包括降落驱动部；2个所述降落驱动部布置在所述跳伞平台上端的两侧，通过所述第一缆绳与所述操纵带悬挂部的左右两侧对应连接，通过线缆与所述体感控制器电性连接，并执行所述体感控制器传输的所述计算机发送的指令，用于模拟跳伞过程中受训者失重、超重和调整方向时的体感。

22、进一步的，所述体控模块还包括体态调整驱动部；所述体态调整驱动部安装在所述跳伞平台上端，通过第二缆绳与受训者腰部和腿部的绑带连接，并通过线缆与所述体感控制器电性连接，执行所述体感控制器传输的所述计算机发送的指令，用于调整受训者模拟跳伞时的空中体态。

23、进一步的，所述体控模块还包括震动驱动部；所述震动驱动部安装在所述跳板的下方，通过线缆与所述体感控制器电性连接，并执行所述体感控制器传输的所述计算机发送的指令，用于模拟受训者身处机舱时飞机受气流影响的震动感。

24、本实用新型的有益效果是，通过设置了风控模块、伞控模块、体控模块和体感控制器，能够使受训者在模拟跳伞过程中，体验到空中的风速和风向的变化，在操做伞控模块时体验到真实操作的手感，在离机、降落、飞伞以及着陆时体验到失重、超重的感觉和身体姿态的变化。总体上使得跳伞模拟训练更加真实、沉浸感和体验感更强。解决了现有虚拟仿真技术中不能通过触觉、体感等方式去感受跳伞过程的氛围，造成沉浸感和真实感不够的问题。

技术特征：

1.一种跳伞模拟训练的体感模拟系统，其特征在于，包括跳伞平台、伞具模块、头显设备、定位模块、计算机、软件系统和体感系统；

2.根据权利要求1所述的跳伞模拟训练的体感模拟系统，其特征在于，所述风控模块包括若干个风机；所述风机分别布置在所述跳伞平台底部和中部；所述跳伞平台底部的风机下端置有风机驱动部，可改变出风口方向；所述风机与所述体感控制器电性连接，并由所述体感控制器依据所述计算机发送的指令控制若干个所述风机的风速和风向。

3.根据权利要求1所述的跳伞模拟训练的体感模拟系统，其特征在于，还包括操纵带悬挂部；所述操纵带悬挂部上端通过第一缆绳与所述体控模块连接，其下端两侧设置有若干操纵带，并通过所述操纵带悬挂受训者。

4.根据权利要求3所述的跳伞模拟训练的体感模拟系统，其特征在于，所述伞控模块包括开伞拉环和飞伞手柄；所述开伞拉环分别设置在所述主伞包和备份伞包的一侧，用于模拟打开所述主伞包和备份伞包的操作；所述开伞拉环通过拉绳连接有第一拉绳位移传感器；所述第一拉绳位移传感器对应的安装在所述主伞包和备份伞包内；

5.根据权利要求3所述的跳伞模拟训练的体感模拟系统，其特征在于，所述伞控模块包括操纵棒和所述操纵带；2个所述操纵棒对应设置在受训者上方的两侧，用于模拟跳伞过程中控制降落方向的调整操作，其上端通过拉绳对应连接有2个第三拉绳位移传感器；所述第三拉绳位移传感器安装在所述跳伞平台上端，用于采集受训者操作所述操纵棒的拉力和拉动幅度信息并转换为电信号传递至所述体感控制器；

6.根据权利要求3所述的跳伞模拟训练的体感模拟系统，其特征在于，所述体控模块包括离机滑轨；所述离机滑轨一端固连在所述跳伞平台上端，另一端向下倾斜悬空且为开放式，其轨道与所述操纵带悬挂部滑动配合，且所述操纵带悬挂部滑动至所述离机滑轨悬空端后脱离所述离机滑轨。

7.根据权利要求3所述的跳伞模拟训练的体感模拟系统，其特征在于，所述体控模块还包括降落驱动部；2个所述降落驱动部布置在所述跳伞平台上端的两侧，通过所述第一缆绳与所述操纵带悬挂部的左右两侧对应连接，通过线缆与所述体感控制器电性连接，并执行所述体感控制器传输的所述计算机发送的指令，用于模拟跳伞过程中受训者失重、超重和调整方向时的体感。

8.根据权利要求1所述的跳伞模拟训练的体感模拟系统，其特征在于，所述体控模块还包括体态调整驱动部；所述体态调整驱动部安装在所述跳伞平台上端，通过第二缆绳与受训者腰部和腿部的绑带连接，并通过线缆与所述体感控制器电性连接，执行所述体感控制器传输的所述计算机发送的指令，用于调整受训者模拟跳伞时的空中体态。

9.根据权利要求1所述的跳伞模拟训练的体感模拟系统，其特征在于，所述体控模块还包括震动驱动部；所述震动驱动部安装在所述跳板的下方，通过线缆与所述体感控制器电性连接，并执行所述体感控制器传输的所述计算机发送的指令，用于模拟受训者身处机舱时飞机受气流影响的震动感。

技术总结本技术属于虚拟现实技术领域，尤其涉及一种跳伞模拟训练的体感模拟系统，包括跳伞平台、伞具模块、头显设备、定位模块、计算机、软件系统和体感系统。体感系统，包括风控模块、伞控模块、体控模块和体感控制器。风控模块用于模拟真实跳伞过程中的风速和风向的变化。伞控模块用于模拟真实跳伞过程中操纵伞具的手感。体控模块设置在受训者与跳伞平台之间，用于模拟真实跳伞过程中受训者身体的感觉。体感控制器用于接收体感系统的信号，并将信号传输至计算机，以及将计算机反馈的指令传输至体感系统。本技术旨在解决现有虚拟仿真技术中不能通过触觉、体感等方式去感受跳伞过程的氛围，造成沉浸感和真实感不够的问题。技术研发人员：王京涛,陆皓,马飞,杨明,周锐受保护的技术使用者：北京华如科技股份有限公司技术研发日：20230906技术公布日：2024/4/29