六自（zì）由度平台跳傘模擬（nǐ）訓練係統是以人傘係統動力學為基礎， 將訓練（liàn）者懸掛於運動（dòng）平台下（xià）方，並結合人機交互技術，為訓練者提供逼真跳傘環境的（de）一（yī）種模擬訓練裝置。由於其在降低訓練危險係數、增強訓練環境適應性和降低訓練（liàn）成本等各方麵的優勢，逐漸（jiàn）獲得各國青（qīng）睞。

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

硬件組成部分

（1）模（mó）擬單元框架，包括（kuò）位於下部的底座、位於上部的（de）頂蓋，以及位於底座和頂蓋之間的兩個（gè）立柱，模擬單元框架構成跳傘模擬單元的支撐（chēng）主體，並安裝有跳傘模擬單元的其它部（bù）件；

（2）六自由度動態平台，其倒立懸（xuán）掛於（yú）單元框架（jià）之上，為（wéi）跳傘員提（tí）供跳傘過程中的動感（gǎn）模擬。運動平台（tái）運動平麵（miàn）上留有係留接口（kǒu），用於安裝拉力傳（chuán）感器和傘繩等設備；

（3）傘繩（shéng）及操縱帶，通過拉力傳（chuán）感（gǎn）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，所述背帶模塊部分連接在操縱控製平台上，部分穿（chuān）設在受訓者身上，用於一方麵將受訓者懸吊在空中，另一方麵利用背（bèi）帶係統上的相應拉環，對受訓者（zhě）進行不同傘型的操作訓練；

（5）操縱模塊（kuài），主要實現對操縱繩、操縱帶控製輸入（rù）的數據采集和傳輸，主（zhǔ）要包括手持操縱部（bù）分、傳感器、電源以及數據采集係統等（děng）；

（6）頭盔模塊，所述頭盔模塊（kuài）佩戴在受訓者的頭部，包括虛擬現實眼鏡和數（shù）據線，為受訓者提供連續動態的大視角三維傘降環境顯示；

（7）送風裝置，包括下方送風裝置和環繞送風裝置（zhì），所述下方送風裝置（zhì）安裝在底座上，所述環繞送風裝置安裝在頂蓋上，所述（shù）送風（fēng）裝置用於模擬傘降過程中的豎（shù）直方向風和（hé）側（cè）向風；

（8）教（jiāo）員控製台，內含一係列控製軟件，為所述模擬跳（tiào）傘管理平台，用於為跳（tiào）傘模擬單元設定訓（xùn）練項目，接收模擬器的各項操縱數據，控製跳（tiào）傘模擬單（dān）元模擬整個（gè）跳傘過程。

係統功能模塊

跳傘模擬訓練係統功能模塊由跳傘運動解算分係（xì）統、六自由度運動平台分係統、操縱負荷分係統、視景分係統、體感營造分係統、教員控製台、信（xìn）號采（cǎi）控分係統（tǒng）以及電源（yuán）和輔助分係（xì）統（tǒng）等部分組（zǔ）成。

跳傘模擬訓練係統（tǒng）功能原理如上圖所（suǒ）示。受訓者通過傘繩和操縱帶懸掛於六（liù）自由度動感平台之（zhī）下，操縱傘繩拉環或（huò）者操縱帶，為操縱負（fù）荷（hé）係統提供輸入信（xìn）號（hào），操控負荷係統采集控製信號輸入跳傘運動解算係統，其（qí）在六自由度人-傘（sǎn）係統（tǒng）動力學模型的基礎上進（jìn）行數值解算，輸出人-傘係統運動狀態信息到（dào）視景（jǐng）係（xì）統（tǒng）、六自由（yóu）度（dù）運（yùn）動平台係統（tǒng）和體感

營造係（xì）統。視覺（jiào）顯示模塊接收到（dào）人-傘係統運動狀態信息後，更新視景信息，反饋為受（shòu）訓者視覺。六自由度運動平台接收到人-傘係統運（yùn）動狀態信息後，產生相（xiàng）應的動感模（mó）擬（nǐ），驅動平台並帶動受訓者運動，反饋給受訓者觸覺。體感營造（zào）係統接收到人-傘係（xì）統運動信息（xī）後，通過風幕機和音響產生相應的風效與音效，反饋給飛行（háng）員聽覺（jiào）及觸覺。進而實現一個人在（zài）環路中的虛擬仿（fǎng）真係統。

模擬（nǐ）器運行過程中，教員控製台通過內設一係列控製（zhì）軟件完成任務管理、條件參數設置、數據記錄、仿真再現、數據輸出及評估等功能，教員可通過控製台實時監測受訓者運動狀態，也可通過計算機對訓練（liàn）過程進行幹預。

訓練按如下步驟進行：

（1）初始狀態，體感平台帶（dài）動跳傘服降到最低點，跳傘人員通過鬆緊跳（tiào）傘服進行穿戴（dài），保證站立時跳傘服（fú）為收緊狀態，同時佩戴好 VR 眼（yǎn）鏡；

（2）軟件啟動，教員控製台通過訓練軟件設置好模擬訓（xùn）練場景，跳傘（sǎn）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，體感平台馬上（shàng）將跳傘人員拉離地（dì）麵 10cm(腳尖離地距離)；

（3）模擬跳傘（sǎn），跳傘人員通過 VR 眼鏡查看整個模擬訓練所處（chù）的場景，並通（tōng）過固鎖牽引器來（lái）控製（zhì）降落方向與地點，同（tóng）時模擬（nǐ）軟件（jiàn）會將姿態數據實時傳輸到體（tǐ）感模擬平台，體感平台做出相應的動作，讓跳（tiào）傘人（rén）員能感受到側滑、重力加速以及開傘

時的拉扯感；

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

（5）訓（xùn）練管理考評模塊通過模擬訓練軟件自動給出訓練成績。

係統姿態角與氣流角變化明顯，這是由於受（shòu）訓者為了到達指定區域，分別在這兩段時間進行了拉左（zuǒ）側背帶與（yǔ）左拉環、拉後側背帶與左拉（lā）環的降落傘（sǎn）操縱， 當操縱動作發生後，人傘係統平衡攻角（jiǎo）的方向首（shǒu）先（xiān）改變，進而改變降落傘氣動力與力矩，隨後係統力與力矩快速達到（dào）平衡狀態，因此係統姿態角與氣流角呈（chéng）現短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模擬訓練係統符合（hé）實際人傘係統（tǒng）運動過程，通過訓練中可練習傘降操縱方法以應對不同（tóng）情況，極大提高跳傘訓練質效。