本實用新型涉及虛擬現實技術領域，特別涉及一種滑翔傘VR模擬器系統(tǒng)。

背景技術：

虛擬現實技術作為計算機應用前沿研究方向，是計算機技術、傳感器技術、人機交互技術、人工智能技術等多種技術的綜合發(fā)展,目前已經在軍事、醫(yī)學、教育、娛樂、制造業(yè)、工程訓練等各個方面得到應用,它被認為是當前及將來影響人們生活的重要技術之一。

近年來，隨著人們生活水平的提高，越來越多人更傾向參與各種休閑新興的戶外活動，而滑翔傘作為一種新型的休閑娛樂比賽項目，因極具觀賞性、競技性、娛樂性、刺激性，越來越受到年輕人的青睞，尤其是作為新興旅游項目，越來越受到游客的喜愛，全國各地的滑翔傘飛行俱樂部也相應推出雙人傘飛行活動，但是飛行成本較高，且受飛行場地和環(huán)境條件限制，使得此項飛行運動的推廣收到較大限制。

另外，傳統(tǒng)滑翔傘訓練方法主要依賴于課堂教學和實地訓練，而且課堂教學比較抽象，缺乏直觀的感受和經驗，實地訓練浪費大量時間和經費，且對飛行場地、天氣等外界環(huán)境要求較高，使得滑翔傘訓練和練習也收到限制。

滑翔傘飛行模擬器通過模擬滑翔的方式可以讓更多人能夠體驗滑翔飛行感覺，或者讓滑翔傘學習者能夠進行初始階段的飛行訓練，是一種很好的滑翔傘訓練和練習方式。但是，目前的滑翔傘飛行模擬設備通常較為簡單，無法實現逼真的場景模擬，使得飛行訓練或體驗的效果不好。

盡管現有技術中存在通過虛擬現實(VR)技術實現的各種領域的模擬設備，但是因為滑翔傘飛行領域的特殊性，其飛行裝置及飛行環(huán)境的復雜，目前的虛擬現實設備無法應用到滑翔傘模擬中。

技術實現要素：

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種滑翔傘飛行虛擬現實(VR)模擬器，其通過系統(tǒng)中結構的改進以及配套單元的匹配，使得其能夠逼真體驗到滑翔傘飛行的場景，且設備結構簡單可靠。

為實現上述目的，按照本實用新型，提供一種滑翔傘飛行VR模擬器，其包括：

固定支撐架，其具有支撐設置在基座或地面上的支腳、固定設置在所述支腳上的豎直支撐桿、以及與所述豎直撐桿垂直連接的支架；

設置在所述固定支撐架的支架上的電機支撐板，其呈板狀并固定在所述支架上，該電機支撐板四周分別設置有驅動電機；

滑翔傘座袋，包括與地面或基座面平行的第一支撐面以及與該第一支撐面一端端部連接并與其基本垂直的第二支撐面，其中所述第一支撐面的另一端端部兩角通過操縱繩與電機支撐板的兩驅動電機輸出軸連接，所述第二支撐面的端部兩角通過兩操縱繩分別與支撐板的兩驅動電機輸出軸連接，使得所述滑翔傘座袋吊裝在所述支腳與支架之間的空間內，且可在所述四個驅動電機不同的驅動力和驅動速度的配合下帶動四個操縱繩不同幅度伸縮，實現滑翔傘座袋在空間的姿態(tài)變化。

作為本實用新型的進一步優(yōu)選，所述驅動電機的輸出軸上設置有轉盤，所述操縱繩端部纏繞在該轉盤上，從而驅動電機可帶動操縱繩上下伸縮。

作為本實用新型的進一步優(yōu)選，所述固定支撐架為至少兩個。

作為本實用新型的進一步優(yōu)選，所述模擬器還包括視景系統(tǒng)，其包含視景輸入輸出接口和視景顯示裝置，模擬視景信息通過該視景輸入輸出接口輸入視景系統(tǒng)并通過視景顯示裝置顯示，用于模擬匹配滑翔傘座袋姿態(tài)變化所對應的飛行過程中產生的真實視景信息，以作為視覺仿真環(huán)境。

作為本實用新型的進一步優(yōu)選，所述模擬器還包括音效系統(tǒng)，其用于模擬真實飛行過程中產生的各種環(huán)境聲響，以作為聽覺仿真環(huán)境。

作為本實用新型的進一步優(yōu)選，所述模擬器還包括風扇及變頻電機，其安裝在所述固定支撐架上，所述變頻電機可在控制器控制下可驅動風扇產生相對座袋姿態(tài)變化及飛行速度的模擬風。

作為本實用新型的進一步優(yōu)選，所述模擬器還包括實時信號采集與控制系統(tǒng)，其用于采集各操縱繩的伸縮量，分別經過AD轉換后通過I/O發(fā)送給計算機系統(tǒng)進行處理，進而可以實時產生相應的視景、音效及風速信息并發(fā)送給相應的視景系統(tǒng)、音效系統(tǒng)和變頻電機。

總體而言，通過本實用新型所構思的以上技術方案與現有技術相比，具有以下有益效果：

(1)本實用新型的滑翔傘VR模擬器系統(tǒng)具有通過簡單可靠的支撐架支撐的座袋裝置，使得滑翔傘座袋懸空吊裝，并在四個驅動電機不同的驅動力和驅動速度的配合下帶動四個操縱繩不同幅度伸縮，實現滑翔傘座袋在空間的姿態(tài)變化，從而使得座袋上的使用者可以逼真模擬滑翔傘飛行動作；

(2)本實用新型的滑翔傘VR模擬器系統(tǒng)通過利用虛擬現實技術構建的滑翔傘VR模擬器裝置克服了飛行環(huán)境條件的限制，同時也保證了滑翔傘初學者的人身安全，也可以讓更多愛好者足不出戶即可真實體驗滑翔傘運動；

(3)本實用新型的滑翔傘VR模擬器系統(tǒng)通過上述結構和相應配套系統(tǒng)的匹配，不僅能夠讓體驗者體會到滑翔傘在空中飛行的各種滑翔動作感受，還能真實體驗到起飛與降落帶來的懸空感及操作滑翔傘控制繩轉向、俯仰、螺旋消高時伴隨的視覺與聲覺上的感受，同時可以實時記錄并顯示飛行風速和高度等數據變化。

附圖說明

圖1是按照本實用新型一個實施例的滑翔傘VR模擬器裝置的結構示意圖；

圖2為按照本實用新型一個實施例的滑翔傘VR模擬器裝置的系統(tǒng)框圖；

在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中：1-固定支撐架；2.1-第一驅動電機；2.2-第二驅動電機；2.3-第三驅動電機；2.4-第四驅動電機；3-電機支撐板；4-懸掛繩；5-滑翔傘座袋。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

圖1為本實用新型一個實施例的滑翔傘VR模擬器裝置的結構示意圖，圖2 為滑翔傘VR模擬器裝置的系統(tǒng)框圖。如圖1、圖2所示，本實用新型一個實施例的滑翔傘VR模擬器，其包括固定支撐架1、第一驅動電機2.1、第二驅動電機 2.2、第三驅動電機2.3、第四驅動電機2.4、電機支撐板3、懸掛繩4、滑翔傘座袋5。

其中，固定支撐架1具有支撐設置在基座或地面上的支腳、固定設置在支腳上的豎直撐桿、以及與所述豎直撐桿垂直連接的支架。優(yōu)選地，固定支撐架1 有兩個，或者更多個。優(yōu)選地，各固定支撐架1的相應部分相互平行設置，例如設置在基座或地面上的支腳平行設置，固定設置在支腳上的豎直撐桿也相互平行設置，與所述豎直撐桿垂直連接的多個支架也相互平行設置。在一個實施例中，固定支撐架1底端通過地腳螺釘固定于地面，用于保證整個機構平穩(wěn)性及使滑翔傘座袋5懸空。

電機支撐板3固定設置在所述固定支撐架的支架上，電機支撐板3優(yōu)選為呈板狀，例如呈圓形或多邊形的板體，其用于固定安裝驅動電機。在一個實施例中，頂端的支架上焊接固定電機支撐板3，

在一個實施例中，驅動電機為四個，分別為第一驅動電機2.1、第二驅動電機2.2、第三驅動電機2.3、第四驅動電機2.4，它們分別通過法蘭布置在電機支撐板3的四個角上，也可以布置在其他位置，其布置位置可根據座袋位置具體確定。

在一個實施例中，四個電機輸出軸端通過鍵連接圓盤，圓盤上纏繞操縱繩4 (或稱為懸掛繩)一端，懸掛繩4另一端通過圓環(huán)固定連接滑翔傘座袋5四個邊角處，通過四個電機驅動可使整個滑翔傘座袋5完成俯仰和左右擺動動作，從而更接近滑翔傘實際飛行中滑翔傘座袋不同的位姿狀態(tài)，使得體驗者的感受更真實。

滑翔傘座袋5包括與地面或基座面平行的第一支撐面以及與該第一支撐面一端端部連接并與其垂直或基本垂直的第二支撐面，其中第一支撐面的另一端端部兩角通過操縱繩與電機支撐板的兩驅動電機輸出軸連接，第二支撐面的端部兩角通過兩操縱繩分別與支撐板的兩驅動電機輸出軸連接，使得滑翔傘座袋吊裝在所述支腳與支架之間的空間內，且可在四個驅動電機不同的驅動力和驅動速度的配合下帶動四個操縱繩不同幅度伸縮，實現滑翔傘座袋在空間的姿態(tài)變化。

另外，滑翔傘VR模擬器系統(tǒng)還包括電氣控制系統(tǒng)、實時信號采集與控制系統(tǒng)、視景音效系統(tǒng)、通訊模塊四大部分。其中，視景系統(tǒng)則包含各類視景輸入輸出接口和視景顯示裝置，為飛行員提供逼真的視覺仿真環(huán)境。音效系統(tǒng)用于模擬真實飛行過程中產生的各種環(huán)境聲響，為飛行員提供逼真的聽覺仿真環(huán)境。具體地，視景音效系統(tǒng)可以為三維顯示頭盔和三維立體耳機，其中通過三維顯示頭盔呈現逼真飛行場景，隨著頭部轉動實現場景角度切換，通過三維立體耳機產生飛行過程逼真的嘈雜聲的飛行環(huán)境聲。

模擬器還可以包括風扇及變頻電機，其安裝在固定支撐架1上，變頻電機可在控制器控制下可驅動風扇產生相對座袋姿態(tài)變化及飛行速度的模擬風。

模擬器電氣系統(tǒng)主要功能是為滑翔傘模擬器的所有設備提供動力，確保模擬器設備的使用需求，并對各電源分路進行實時監(jiān)控和保護，保證體驗者和模擬器設備的安全。系統(tǒng)擬采用交流電輸入接口處設計有過載/漏電保護模塊，從而可以保證體驗過程中飛行員的安全；根據實際電氣特點和模擬器設備所需電源要求，系統(tǒng)采用多路大功率AC/DC模塊，并在各路電源輸出回路中加裝有過流/過載保護模塊，從而提高了模擬器設備的使用安全。

實時信號采集與控制系統(tǒng)負責對仿真數據進行相應的采集與轉換，主要接收從操縱控制部件傳來的實時數據，如左右操縱繩模擬量等，分別經過AD轉換后通過I/O發(fā)送給計算機系統(tǒng)進行處理；該系統(tǒng)采用并行數據處理技術，并行協(xié)調處理各通道的輸入信號，使整個系統(tǒng)具備較高的實時性和處理效率，處理后可以實時產生相應的視景、音效及風速信息并發(fā)送給相應的視景系統(tǒng)、音效系統(tǒng)和變頻電機。

滑翔傘VR模擬器裝置體驗步驟是：體驗者與座袋連接好之后，頭戴VR立顯頭盔和三維立體耳機，人在無動力傳送帶上慢跑，當速度達到設定值時，四個驅動電機同時驅動使得座袋向上升一定高度使得整個人懸空，通過控制左右控制繩給控制板卡一個電信號，使得控制板卡發(fā)出電機運動指令來驅動不同電機，從而讓體驗者真實感受到座袋的俯仰和擺動動作，整個體驗過程伴隨著頭盔顯示器呈現的飛行環(huán)境場景，通過場景和飛行角度切換與實際感官感受保持一致性，使得體驗者更能沉浸于模擬環(huán)境中。

最后說明的是本實用新型一種滑翔傘VR模擬器裝置不局限于上述實施例，還可以做各種修改或變形。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。凡是依據本實用新型的技術方案進行修改、潤飾或等同變化，而不脫離本實用新型技術方案的思想和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。