六自由度平台跳傘模擬訓練係統是以（yǐ）人傘係（xì）統動力學（xué）為基礎， 將訓練者（zhě）懸掛於運動平台下方，並結合人機交互（hù）技（jì）術，為訓練者（zhě）提供逼真（zhēn）跳傘環（huán）境的一種模擬訓練裝置。由於其在降低訓練危（wēi）險係數、增（zēng）強訓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（yìng）件主要由教員控製台和模擬跳傘區兩（liǎng）部分組成，整體外觀如下圖所示。其中模擬跳傘區由模擬單元框架、六（liù）自由度動感平台、背帶模塊、操縱模塊、 VR 虛擬眼鏡、送風裝置等（děng）組成。

硬件組成（chéng）部分（fèn）

（1）模擬單元框架（jià），包括位於下部（bù）的底座（zuò）、位於上部（bù）的（de）頂（dǐng）蓋，以及位於底座和頂蓋之間的兩個立柱，模擬單元框架構成跳傘模擬單（dān）元的支撐主體，並安裝有跳傘模擬單元的其它部件；

（2）六自由度動（dòng）態平台，其（qí）倒立懸掛於單元框架之上，為跳傘員提供跳傘（sǎn）過程中的動感模擬。運動平台運動平麵上留有（yǒu）係留接口，用於安裝（zhuāng）拉力傳感器和（hé）傘繩等設備；

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

（4）背帶係（xì）統，所述背帶模塊部分（fèn）連接在操縱控製平台上，部分穿設（shè）在受訓者身上，用於（yú）一方麵將受訓者懸吊（diào）在空中，另一方麵利（lì）用背帶係統上的相應拉環，對受訓者進（jìn）行不同傘型的操作訓（xùn）練；

（5）操縱模塊，主要實現對操（cāo）縱繩、操縱帶控製輸入的數（shù）據采集和（hé）傳輸，主要包括手持操縱部分（fèn）、傳感器、電源以及數據采集係統（tǒng）等；

（6）頭盔模塊，所述頭盔（kuī）模塊佩戴在受訓者的頭部，包括虛擬現實眼鏡和數據（jù）線，為受訓（xùn）者提供連續動態的大視角三（sān）維傘降環境顯示；

（7）送（sòng）風裝置，包括下方送風裝置和（hé）環繞送風裝置，所述下方送風裝置安裝在底（dǐ）座上（shàng），所述環繞送風裝（zhuāng）置安裝在頂蓋上，所述送風裝置用於模擬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（liè）控製軟件，為所述（shù）模擬跳傘管理平台（tái），用於為跳（tiào）傘模擬單元設定（dìng）訓練項（xiàng）目（mù），接收模擬器（qì）的各（gè）項操縱數據，控製跳傘模（mó）擬單元模擬（nǐ）整（zhěng）個跳傘過程。

係統功能模塊

跳傘模擬訓練係統功能模塊由跳（tiào）傘運動解算分係統、六（liù）自由度運動平台分係統、操縱負荷分係統、視景分係統、體感營造分（fèn）係統、教員控（kòng）製台、信號采控分係統（tǒng）以及電（diàn）源和輔助分係統等部分組成（chéng）。

跳傘模擬訓（xùn）練係（xì）統功能原理如上圖（tú）所示。受（shòu）訓者通過傘繩和操縱帶懸掛於（yú）六自由度動感平台（tái）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，操控負荷（hé）係統采集（jí）控製信號輸入跳（tiào）傘（sǎn）運動解算（suàn）係統，其（qí）在六自由度人-傘係統動力學模型的基礎上進行數值解算，輸出人-傘係統運動狀態（tài）信息到視景（jǐng）係統（tǒng）、六（liù）自由度運動平（píng）台係統和體感

營造係統。視覺顯示（shì）模塊接收到人-傘（sǎn）係統運（yùn）動狀態信息後，更新視景信（xìn）息，反饋為受訓者視覺。六自由度運動平台接收到人-傘係統運動狀態信息後，產（chǎn）生相應的動感（gǎn）模（mó）擬，驅動平（píng）台並帶動受訓者運動，反饋（kuì）給受訓者觸覺。體（tǐ）感營造係統接收到人（rén）-傘係（xì）統運動信息後，通過風幕機和音響產（chǎn）生（shēng）相應的風（fēng）效與音效，反饋給飛行員聽覺及觸覺。進（jìn）而實現一個人在（zài）環路中的（de）虛擬仿真係統。

模擬器運（yùn）行過程中，教員控（kòng）製（zhì）台通過內（nèi）設一係列控（kòng）製軟件完成任務管理、條件參（cān）數設置、數據記錄、仿真再現、數據輸出及評估等功能，教員可通過控製台實時（shí）監測受訓者運動狀（zhuàng）態，也可通過計算機對訓練過程（chéng）進行幹預。

訓練按如下步驟進行：

（1）初始狀態（tài），體感平台帶動跳傘服降到最低點（diǎn），跳（tiào）傘人（rén）員通過鬆緊跳傘服進（jìn）行穿戴，保證站立時（shí）跳傘服為收緊狀態，同時佩戴好（hǎo） VR 眼鏡；

（2）軟（ruǎn）件啟動，教員控製台通（tōng）過訓練軟件設置好模擬訓練場景，跳傘（sǎn）人員通過開始按（àn）鈕啟動跳（tiào）傘，並做出跳躍動作（zuò），在跳（tiào）傘人員跳起（qǐ）瞬間，體（tǐ）感平台馬上將跳傘（sǎn）人員拉離地麵 10cm(腳尖離地距離)；

（3）模擬跳傘（sǎn），跳傘人員通過 VR 眼鏡查（chá）看整個（gè）模擬（nǐ）訓練（liàn）所處的場景，並通過固鎖（suǒ）牽引器來（lái）控製降落方向與地點，同時模擬軟件會將姿態數據實時傳輸到體感模擬平台，體感平台做出相應的動作（zuò），讓跳（tiào）傘人員能感受到側滑、重力加速以及開傘

時的（de）拉扯感；

（4）降落時，平（píng）台會通過軟件反饋回來的高度信號做出相應下（xià）降動作，當軟件（jiàn）中著陸時（shí），跳傘人員的腳剛好著地；

（5）訓練管理（lǐ）考評模塊通過模擬訓練軟（ruǎn）件自動給出訓練成績。

係統姿態角與氣流角變（biàn）化明顯，這是由於受訓者為了（le）到達（dá）指定區域（yù），分別在這兩段時間進行了拉（lā）左側背（bèi）帶與左（zuǒ）拉環、拉後側背帶與左拉環的降（jiàng）落傘操縱， 當（dāng）操縱動作發生後，人傘係統平衡攻角的方向首先改變，進而改（gǎi）變降落傘氣動力與力矩，隨（suí）後係統力與力矩快（kuài）速達到平衡狀態，因此係統姿（zī）態角與氣流角呈現短（duǎn）時間內快速而少量變化的結果。訓練結果表明，本文設計的六自由度平台跳傘（sǎn）模擬訓練係統符合實際人傘係統運動過程，通（tōng）過訓練中可練習傘降操縱方法（fǎ）以應對不（bú）同情況，極大提高跳傘訓練質效。