六自由度平台跳伞模拟训练系统是以人伞系统动力学为基础， 将训练者悬挂于运动平台下方，并结合人机交互技术，为训练者提供逼真跳伞环境的一种模拟训练装置。由于其在降低训练危险系数、增强训练环境适应性和降低训练成本等各方面的优势，逐渐获得各国青睐。

系统硬件主要由教员控制台和模拟跳伞区两部分组成，整体外观如下图所示。其中模拟跳伞区由模拟单元框架、六自由度动感平台、背带模块、操纵模块、 VR 虚拟眼镜、送风装置等组成。

硬件组成部分

（1）模拟单元框架，包括位于下部的底座、位于上部的顶盖，以及位于底座和顶盖之间的两个立柱，模拟单元框架构成跳伞模拟单元的支撑主体，并安装有跳伞模拟单元的其它部件；

（2）六自由度动态平台，其倒立悬挂于单元框架之上，为跳伞员提供跳伞过程中的动感模拟。运动平台运动平面上留有系留接口，用于安装拉力传感器和伞绳等设备；

（3）伞绳及操纵带，通过拉力传感器安装于六自由度运动平台之上，下系背带系统；

（4）背带系统，所述背带模块部分连接在操纵控制平台上，部分穿设在受训者身上，用于一方面将受训者悬吊在空中，另一方面利用背带系统上的相应拉环，对受训者进行不同伞型的操作训练；

（5）操纵模块，主要实现对操纵绳、操纵带控制输入的数据采集和传输，主要包括手持操纵部分、传感器、电源以及数据采集系统等；

（6）头盔模块，所述头盔模块佩戴在受训者的头部，包括虚拟现实眼镜和数据线，为受训者提供连续动态的大视角三维伞降环境显示；

（7）送风装置，包括下方送风装置和环绕送风装置，所述下方送风装置安装在底座上，所述环绕送风装置安装在顶盖上，所述送风装置用于模拟伞降过程中的竖直方向风和侧向风；

（8）教员控制台，内含一系列控制软件，为所述模拟跳伞管理平台，用于为跳伞模拟单元设定训练项目，接收模拟器的各项操纵数据，控制跳伞模拟单元模拟整个跳伞过程。

系统功能模块

跳伞模拟训练系统功能模块由跳伞运动解算分系统、六自由度运动平台分系统、操纵负荷分系统、视景分系统、体感营造分系统、教员控制台、信号采控分系统以及电源和辅助分系统等部分组成。

跳伞模拟训练系统功能原理如上图所示。受训者通过伞绳和操纵带悬挂于六自由度动感平台之下，操纵伞绳拉环或者操纵带，为操纵负荷系统提供输入信号，操控负荷系统采集控制信号输入跳伞运动解算系统，其在六自由度人-伞系统动力学模型的基础上进行数值解算，输出人-伞系统运动状态信息到视景系统、六自由度运动平台系统和体感

营造系统。视觉显示模块接收到人-伞系统运动状态信息后，更新视景信息，反馈为受训者视觉。六自由度运动平台接收到人-伞系统运动状态信息后，产生相应的动感模拟，驱动平台并带动受训者运动，反馈给受训者触觉。体感营造系统接收到人-伞系统运动信息后，通过风幕机和音响产生相应的风效与音效，反馈给飞行员听觉及触觉。进而实现一个人在环路中的虚拟仿真系统。

模拟器运行过程中，教员控制台通过内设一系列控制软件完成任务管理、条件参数设置、数据记录、仿真再现、数据输出及评估等功能，教员可通过控制台实时监测受训者运动状态，也可通过计算机对训练过程进行干预。

训练按如下步骤进行：

（1）初始状态，体感平台带动跳伞服降到最低点，跳伞人员通过松紧跳伞服进行穿戴，保证站立时跳伞服为收紧状态，同时佩戴好 VR 眼镜；

（2）软件启动，教员控制台通过训练软件设置好模拟训练场景，跳伞人员通过开始按钮启动跳伞，并做出跳跃动作，在跳伞人员跳起瞬间，体感平台马上将跳伞人员拉离地面 10cm(脚尖离地距离)；

（3）模拟跳伞，跳伞人员通过 VR 眼镜查看整个模拟训练所处的场景，并通过固锁牵引器来控制降落方向与地点，同时模拟软件会将姿态数据实时传输到体感模拟平台，体感平台做出相应的动作，让跳伞人员能感受到侧滑、重力加速以及开伞

时的拉扯感；

（4）降落时，平台会通过软件反馈回来的高度信号做出相应下降动作，当软件中着陆时，跳伞人员的脚刚好着地；

（5）训练管理考评模块通过模拟训练软件自动给出训练成绩。

系统姿态角与气流角变化明显，这是由于受训者为了到达指定区域，分别在这两段时间进行了拉左侧背带与左拉环、拉后侧背带与左拉环的降落伞操纵， 当操纵动作发生后，人伞系统平衡攻角的方向首先改变，进而改变降落伞气动力与力矩，随后系统力与力矩快速达到平衡状态，因此系统姿态角与气流角呈现短时间内快速而少量变化的结果。训练结果表明，本文设计的六自由度平台跳伞模拟训练系统符合实际人伞系统运动过程，通过训练中可练习伞降操纵方法以应对不同情况，极大提高跳伞训练质效。