六自由度平台跳傘模擬訓練係統是以人傘（sǎn）係統動力學為基礎， 將（jiāng）訓練者懸掛於運動平台下方，並結合人機交互技術，為訓練者提供逼真跳傘環境的一種模擬訓練裝（zhuāng）置。由於其在降低訓練危險（xiǎn）係數、增強訓練環（huán）境適應性和降低訓練成本等各方（fāng）麵的優勢，逐漸獲得各（gè）國（guó）青睞。

係統硬件主要由教員控（kòng）製台和模擬跳傘區兩部分組成（chéng），整體外觀如下圖所示。其中模擬跳傘區由模擬（nǐ）單元（yuán）框架、六自由度動感平（píng）台（tái）、背帶模塊、操縱模塊、 VR 虛擬眼鏡、送風裝置等組成。

硬件組（zǔ）成部分

（1）模（mó）擬單元框架，包括位於下部的底（dǐ）座（zuò）、位於（yú）上部的頂蓋，以及（jí）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元的支撐主（zhǔ）體，並安裝有跳（tiào）傘模擬單元的其它部件；

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

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

（4）背帶係統，所述背帶模塊部分連接在操縱控（kòng）製平台上，部分穿設在受訓者身上（shàng），用（yòng）於一方麵將受訓者懸吊在空（kōng）中，另一方（fāng）麵利用背帶係統上的（de）相應拉環，對受訓者進行不同傘型（xíng）的操作訓練；

（5）操縱模（mó）塊，主要實現對操縱（zòng）繩、操縱帶控製輸入的（de）數據采集和傳輸，主要包括手持操縱部（bù）分（fèn）、傳感器、電源以及數據采集（jí）係統等；

（6）頭盔模（mó）塊，所述頭（tóu）盔模塊（kuài）佩戴在（zài）受訓者的頭部，包（bāo）括虛擬現實眼鏡和數據線，為受訓者提供（gòng）連續動態的大視角三維傘降環境顯示；

（7）送（sòng）風裝置，包括下方送風裝置和環繞送（sòng）風裝置，所述下方送風裝置安裝在底座上（shàng），所述環繞（rào）送風裝置安（ān）裝在頂（dǐng）蓋上，所述送風裝置（zhì）用（yòng）於模擬傘降過程中的豎（shù）直方向風和側向風；

（8）教員控製台，內含一係列控製軟件，為所述模擬跳傘管理（lǐ）平（píng）台，用（yòng）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（chéng）。

係統功能模塊

跳傘模擬訓練（liàn）係統功能模塊（kuài）由（yóu）跳傘運動解算分係（xì）統、六自由度運動平（píng）台分係統、操縱（zòng）負荷分係統、視景分係統、體感營造分係統、教員（yuán）控製台、信號采控分（fèn）係統（tǒng）以及電源和（hé）輔助（zhù）分係統等（děng）部分組成（chéng）。

跳傘（sǎn）模擬訓練係統功能原理如上圖所示。受訓者通過傘繩和操縱帶（dài）懸掛於（yú）六（liù）自由（yóu）度動感平台之（zhī）下，操縱傘繩（shéng）拉環或者操縱帶，為操縱負荷係統提供輸入信（xìn）號，操控負荷係統采集（jí）控（kòng）製信號輸入跳傘運動解算係統，其在六自由（yóu）度人-傘係統動力學模型的基礎上進行（háng）數值（zhí）解算，輸出人-傘係統運動狀態信息（xī）到視景係統、六自由度運動平台係統和（hé）體感

營造係（xì）統。視覺顯示模塊接收到人-傘係統運動狀態信息後，更（gèng）新視景（jǐng）信（xìn）息，反饋（kuì）為受訓者視覺。六自由度運動平台接收（shōu）到人（rén）-傘係統運動狀態信息後，產生相應（yīng）的動感模擬，驅動平台並帶動受訓者運動，反饋給受（shòu）訓者觸覺（jiào）。體感營造係統接收到人-傘係統（tǒng）運動信息後，通過風幕（mù）機（jī）和音（yīn）響產生相應的風效與（yǔ）音效（xiào），反饋給飛行員聽（tīng）覺及觸（chù）覺。進而實現一個人在環路（lù）中的虛擬仿真係統。

模擬器（qì）運行過程中，教員控製台通過內設一係列控製軟件完（wán）成任務管理、條件參數設置、數據記錄、仿真再現、數據輸出及評（píng）估等功能，教（jiāo）員可通過控製台實時監測受訓者運動狀態，也可通（tōng）過（guò）計算機對訓練過程（chéng）進行幹預。

訓練按如下（xià）步驟進行：

（1）初始狀態，體感平台帶動跳傘服降（jiàng）到最低點，跳傘人員通過鬆緊（jǐn）跳傘服進行穿戴，保證站立時跳傘服為收緊狀態，同時佩戴好 VR 眼鏡；

（2）軟件啟動，教員控製台通過訓練軟件設（shè）置好模擬訓練場景，跳傘人員通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（jiān），體感平台馬上將（jiāng）跳傘人員拉離（lí）地麵 10cm(腳（jiǎo）尖離地距（jù）離)；

（3）模擬跳傘，跳傘人員通過（guò） VR 眼鏡查（chá）看整個模擬訓練所處的（de）場景，並通過（guò）固鎖牽引器來控製降落（luò）方向與地點，同時模擬軟件會將姿（zī）態數據實時（shí）傳輸到體感模擬平台，體感平台做出相應的動作，讓跳傘人員能感受到側滑（huá）、重（chóng）力加速以及開傘

時的拉扯感；

（4）降落時，平台會通過軟件反饋回來的高度信號做（zuò）出相應下降動作，當軟（ruǎn）件中著陸時，跳傘（sǎn）人員的腳剛好著地；

（5）訓練（liàn）管理考評（píng）模塊通過模擬訓練軟件自動給出訓練成績。

係統姿態角與（yǔ）氣流角（jiǎo）變化明（míng）顯，這是由於受訓者（zhě）為了到達（dá）指定區域，分別在這兩段時間進行了拉（lā）左側背帶與左拉環、拉後側（cè）背帶與左拉環的（de）降落傘操縱， 當操縱動（dòng）作發生後（hòu），人傘係統平衡攻角的方向首先改變，進而改變降落傘氣動（dòng）力與力矩，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呈現短時間內快速而少量變化的結（jié）果。訓練結果表明，本文設計的六自由度（dù）平台跳傘模擬（nǐ）訓練係統符合實際人傘係統運動過程（chéng），通過訓練中可練習傘降操縱方法以應對不同（tóng）情況，極大提高（gāo）跳（tiào）傘訓練質效。