本實(shí)用新型涉及一種訓(xùn)練裝置。

背景技術(shù)：

航天員是一種在空間從事航天活動(dòng)的特殊職業(yè)的人，他們要在特殊的環(huán)境條件下，在航天器的艙內(nèi)外完成飛行監(jiān)視、操作、控制、通信、維修以及科學(xué)研究等特殊的工作任務(wù)，并能正常的生活。這就要求必需對(duì)他們進(jìn)行嚴(yán)格的訓(xùn)練，使他們具備優(yōu)良的生理和心理素質(zhì)，對(duì)航天特殊環(huán)境因素有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，并熟練掌握航天器和完成飛行任務(wù)所應(yīng)具備的各種知識(shí)和技能。

人們已習(xí)慣正常姿態(tài)下工作(重力場(chǎng)方向，頭在上、腳在下)可以做許多較復(fù)雜動(dòng)作，但如果人們?cè)谙鄬?duì)重力線轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，即使作較簡(jiǎn)單動(dòng)作亦有難度，宇航員在空間站生活與工作時(shí)就經(jīng)常處于非正常姿態(tài)。在太空中由于受星體引力、離子流、太陽風(fēng)等因素的影響，人們通常已適應(yīng)的重力環(huán)境發(fā)生了改變，而在太空中工作生活所需要完成的各種復(fù)雜動(dòng)作也會(huì)因重力環(huán)境的改變而艱難的多，這需要通過大量的訓(xùn)練彌補(bǔ)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種訓(xùn)練裝置。

作為本實(shí)用新型實(shí)施例的一個(gè)方面，涉及一種訓(xùn)練裝置，所述裝置包括：至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)座椅、硬件接口模塊、計(jì)算機(jī)和顯示器；

所述至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)座椅一側(cè)設(shè)有操作桿；

所述硬件接口模塊一端連接至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)座椅的操作桿，另一端連接計(jì)算機(jī)，所述硬件接口模塊用于將所述操作桿的操作信號(hào)，發(fā)送給計(jì)算機(jī)；

所述計(jì)算機(jī)連接所述顯示器，用于接收硬件接口模塊發(fā)送的動(dòng)作數(shù)據(jù)；

所述顯示器接收所述計(jì)算機(jī)發(fā)送的處理結(jié)果，展示計(jì)算機(jī)處理結(jié)果的場(chǎng)景。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)座椅包括：座椅、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；所述座椅包括靠背、底板和扶手；

所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)連接所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的一端，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的另一端連接所述座椅，以便帶動(dòng)座椅搖擺。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述裝置還包括固定基座，在固定基座側(cè)面設(shè)有橫向的轉(zhuǎn)軸；所述座椅的靠背通過轉(zhuǎn)軸與所述固定基座連接。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)輸出軸，驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接所述驅(qū)動(dòng)輸出軸。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括：連桿和搖桿，所述連桿與所述搖桿活動(dòng)連接；

所述搖桿連接所述驅(qū)動(dòng)輸出軸；

所述連桿連接所述座椅，以便帶動(dòng)所述座椅搖擺。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)座椅的靠背上還設(shè)有限位軸，所述固定基座的側(cè)面還設(shè)有與之匹配的限位槽；當(dāng)所述座椅在搖擺時(shí)，所述限位軸在所述限位槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)座椅還設(shè)有腳踏板。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)座椅還設(shè)有壓力傳感器，設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)座椅的底板上，所述壓力傳感器與所述計(jì)算機(jī)連接。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述硬件接口模塊包括接線盒和數(shù)據(jù)采集卡。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述操作桿包括方向控制手柄和確定開關(guān)。

本實(shí)用新型實(shí)施例至少實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果：

本實(shí)用新型公開了一種訓(xùn)練裝置，該裝置包括至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)座椅、硬件接口模塊、計(jì)算機(jī)和顯示器；所述至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)座椅一側(cè)設(shè)有操作桿；所述硬件接口模塊一端連接至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)座椅的操作桿，另一端連接計(jì)算機(jī)，所述硬件接口模塊用于將所述操作桿的操作信號(hào)，發(fā)送給計(jì)算機(jī)；所述計(jì)算機(jī)連接所述顯示器，用于接收硬件接口模塊發(fā)送的動(dòng)作數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果發(fā)送所述顯示器；顯示器接收計(jì)算機(jī)發(fā)送的處理結(jié)果，展示相應(yīng)的場(chǎng)景。使用本實(shí)施例提供的訓(xùn)練裝置可以使訓(xùn)練者體驗(yàn)搖擺、翻轉(zhuǎn)等失衡狀態(tài)，模擬訓(xùn)練者的實(shí)戰(zhàn)環(huán)境，通過觀看顯示器上的游戲場(chǎng)景，培訓(xùn)訓(xùn)練者準(zhǔn)確控制操作駕駛宇宙飛船的能力，提高訓(xùn)練者在真實(shí)環(huán)境中完成正常操作的適應(yīng)能力。

本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本實(shí)用新型而了解。本實(shí)用新型的目的和其它優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中訓(xùn)練裝置的框圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中旋轉(zhuǎn)座椅的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中訓(xùn)練裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種訓(xùn)練裝置，參照?qǐng)D1所示的框圖，該裝置包括：至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)座椅、硬件接口模塊、計(jì)算機(jī)和顯示器，依次連接；

其中：上述至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)座椅一側(cè)設(shè)有操作桿；硬件接口模塊一端連接至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)座椅的操作桿，另一端連接計(jì)算機(jī)，上述硬件接口模塊用于將所述操作桿的操作信號(hào)，發(fā)送給計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)連接顯示器，計(jì)算機(jī)用于接收硬件接口模塊發(fā)送的動(dòng)作數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果發(fā)送顯示器，顯示器接收到計(jì)算機(jī)發(fā)送的處理結(jié)果，并展示計(jì)算機(jī)處理結(jié)果的場(chǎng)景。

本公開實(shí)施例提供的訓(xùn)練裝置可使訓(xùn)練者坐到旋轉(zhuǎn)座椅上，在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，體驗(yàn)各種搖擺、翻轉(zhuǎn)等失衡狀態(tài)，模擬訓(xùn)練者的實(shí)戰(zhàn)環(huán)境，同時(shí)觀看視景平臺(tái)上的游戲場(chǎng)景，通過準(zhǔn)確控制操作桿，以便完成游戲，培訓(xùn)訓(xùn)練者在各種搖擺、翻轉(zhuǎn)等失衡狀態(tài)下準(zhǔn)確控制操作駕駛宇宙飛船的能力，提高訓(xùn)練者在真實(shí)環(huán)境中完成正常操作的適應(yīng)能力。

上述實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)包括處理模塊，用于接收硬件接口模塊發(fā)送的動(dòng)作數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果發(fā)送給顯示器以便展示；例如計(jì)算機(jī)可以是工控計(jì)算機(jī)，并配備相應(yīng)的處理軟件，可以與PLC(Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)進(jìn)行通信，設(shè)備運(yùn)行時(shí)，訓(xùn)練者控制操作桿，硬件接口模塊捕捉到操作桿的動(dòng)作數(shù)據(jù)，而工控計(jì)算機(jī)接收硬件接口模塊發(fā)送的動(dòng)作數(shù)據(jù)，實(shí)際上是與PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，讀/寫一些PLC的I/O(input/output,輸入/輸出端口)點(diǎn)以及變量寄存器的數(shù)值來實(shí)現(xiàn)，并將處理結(jié)果發(fā)送與之連接的顯示器，顯示器可以顯示操作桿的控制情況。

在一個(gè)實(shí)施例中，參照?qǐng)D2所示，上述旋轉(zhuǎn)座椅包括：座椅1、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3；其中座椅1包括靠背、底板和扶手；

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2驅(qū)動(dòng)連接旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的一端，將力傳遞給旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3，而旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的另一端連接上述的座椅1，從而實(shí)現(xiàn)以便帶動(dòng)座椅1搖擺。

在一個(gè)實(shí)施例中，參照?qǐng)D3所示，上述裝置還包括固定基座6，在固定基座6側(cè)面設(shè)有橫向的轉(zhuǎn)軸5，用于固定旋轉(zhuǎn)座椅；上述座椅1的靠背通過轉(zhuǎn)軸5與固定基座6連接。其中連接點(diǎn)可以與座椅1的重心保持在同一水平線上，這樣保證了上述裝置的穩(wěn)定性，進(jìn)而提高了訓(xùn)練裝置的安全性。

在上述實(shí)施例中，上述橫向的轉(zhuǎn)軸5上可以套設(shè)有至少兩個(gè)軸承和軸承座，軸承嵌入在軸承座內(nèi)，其中一個(gè)軸承座固定在基座上，另一個(gè)軸承座固定在座椅的靠背上。例如參照?qǐng)D4所示，還可以是轉(zhuǎn)軸5與固定基座6是通過兩個(gè)深溝球軸承51和一個(gè)推力軸承52加以固定，本公開實(shí)施例中對(duì)使用軸承的數(shù)量和類項(xiàng)不做限定。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)輸出軸，驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接所述驅(qū)動(dòng)輸出軸。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以便驅(qū)動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)座椅，保證了旋轉(zhuǎn)座椅轉(zhuǎn)動(dòng)的平穩(wěn)性。

本公開實(shí)施例提供的裝置，參照?qǐng)D3所示，固定基座6是起固定的作用，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3可以設(shè)置在固定基座6內(nèi)，也可以設(shè)置在固定基座6外，并連接驅(qū)動(dòng)輸出軸的一端，驅(qū)動(dòng)輸出軸的另一端連接座椅1，這樣在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下，通過輸出軸驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使座椅1搖擺。

例如，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以是驅(qū)動(dòng)電機(jī)，上述實(shí)施例中也可以采用直驅(qū)電機(jī)，連接輸出軸，輸出軸直接連接座椅，可以帶動(dòng)座椅旋轉(zhuǎn)，其中采用直驅(qū)電機(jī)的方案好處是省去了傳動(dòng)皮帶或傳動(dòng)軸等傳動(dòng)設(shè)備,而這些傳動(dòng)部件恰恰是系統(tǒng)中故障率較高的部件，相對(duì)于偏心設(shè)置的情況下保證了座椅搖擺過程中偏移很小，減少了設(shè)備故障率。從技術(shù)上講，也具有更低的故障率。

在一個(gè)實(shí)施例中，參照?qǐng)D5所示，上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3包括：搖桿31和連桿32，上述搖桿31與上述連桿32活動(dòng)連接；搖桿31連接上述驅(qū)動(dòng)輸出軸；連桿32連接上述座椅1，以便帶動(dòng)座椅1搖擺。上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3可以是驅(qū)動(dòng)電機(jī)，例如可以正轉(zhuǎn)，也可以反轉(zhuǎn)，而且速度可調(diào)，從而帶動(dòng)座椅1搖擺等。

在一個(gè)實(shí)施例中，參照?qǐng)D2、圖3、圖5所示，上述旋轉(zhuǎn)座椅的靠背上還設(shè)有限位軸4，在上述固定基座6的側(cè)面還設(shè)有與之匹配的限位槽；當(dāng)座椅1在搖擺時(shí)，所述限位軸4在所述限位槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)。限位軸4的設(shè)置保證了座椅1在固定的路線下?lián)u擺，不會(huì)脫離固定基座6，在預(yù)定的活動(dòng)路線下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步的保證了座椅1在搖擺過程中不會(huì)偏移既定路徑，也提高了安全性。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述旋轉(zhuǎn)座椅還可以設(shè)有安全帶，用以固定訓(xùn)練者，防止在搖擺過程中，將訓(xùn)練者甩出。也可以采用其他安全鎖裝置，比如采用類似過山車站上的安全鎖，卡箍有液壓控制，開啟后自動(dòng)復(fù)位，壓住訓(xùn)練者兩肩，卡箍上有減震墊等。本公開實(shí)施例對(duì)此不做限定。

在一個(gè)實(shí)施例中，參照?qǐng)D3所示，上述旋轉(zhuǎn)座椅還設(shè)有腳踏板7，腳踏板7的設(shè)置：

第一：可以更好的模擬在太空中駕駛操作宇宙飛船，腳有著落點(diǎn)；

第二：在旋轉(zhuǎn)座椅搖擺的過程中，使訓(xùn)練者有放腳的地方，可以增強(qiáng)安全性。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述旋轉(zhuǎn)座椅還設(shè)有壓力傳感器(圖中未示出)，參照?qǐng)D3所示圖中的計(jì)算機(jī)9，壓力傳感器連接上述計(jì)算機(jī)9，安裝在上述座椅1的底板上，用于在訓(xùn)練者的體重超過預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，發(fā)出報(bào)警，通過計(jì)算機(jī)連接的顯示器發(fā)出圖像警報(bào)，提醒訓(xùn)練者體重不適合做訓(xùn)練。例如還可以用聲音提示或燈光提示，從而進(jìn)一步提高上述訓(xùn)練裝置的安全性。

例如可以在座椅底板下安裝應(yīng)變片式壓力傳感器，應(yīng)變片式稱重傳感器是通過敏感元件應(yīng)變片貼在金屬感應(yīng)區(qū)內(nèi)，當(dāng)金屬體受壓發(fā)生微小的形變后，傳導(dǎo)至應(yīng)變片，使其阻值發(fā)生變化，將變化的應(yīng)變片組成電橋，施加電壓后，輸出電信號(hào)，其電壓大小與金屬體所受的重量成正比，再連接計(jì)算機(jī)的報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)超重后，比如可以是燈光報(bào)警提示或語音提示。本實(shí)施例也可以采用其他類型的壓力傳感器，本公開實(shí)施例對(duì)此不做限定。

在一個(gè)實(shí)施例中，參照?qǐng)D3所示，上述顯示器10，可以顯示虛擬仿真界面動(dòng)態(tài)，例如可以是精度、穩(wěn)定性比較高的液晶顯示器，還可以是LED(light emitting diode)顯示屏，本公開實(shí)施例對(duì)此不做限定。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述硬件接口模塊包括接線盒和數(shù)據(jù)采集卡。參照?qǐng)D3所示，硬件接口模塊(圖中未示出)用于連接旋轉(zhuǎn)座椅上的操作桿8和計(jì)算機(jī)9。硬件接口既包括物理上的接口，還包括邏輯上的數(shù)據(jù)傳送協(xié)議等。例如可以是USB數(shù)據(jù)接口，視頻HDMI(High Definition Multimedia Interface)接口等等。

接線盒可以保護(hù)數(shù)據(jù)線，并且起到連接數(shù)據(jù)線的作用，數(shù)據(jù)采集卡可以從操作桿和其它待測(cè)設(shè)備等模擬和數(shù)字被測(cè)單元中自動(dòng)采非電量或者電量信號(hào)，送到計(jì)算機(jī)比如工控計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析，處理。

在一個(gè)實(shí)施例中，參照?qǐng)D3所示，上述操作桿8包括方向控制手柄和確定開關(guān)，上述控制手柄可以設(shè)置在座椅1右側(cè)，符合人體工程學(xué)，一般右手的操作習(xí)慣。上述控制手柄可以控制任何一個(gè)方向，不受限制，比鍵盤控制方向(只有8個(gè)方向)強(qiáng)。

另外上述操作桿的確定開關(guān)，還可以包括比如確定、取消等操作。本公開實(shí)施例對(duì)此也不做限定。

下面舉一個(gè)完整的實(shí)施例予以說明本公開實(shí)施例提供的一種訓(xùn)練裝置，參照?qǐng)D3所示：

例如：訓(xùn)練者坐在座椅上，系好安全帶，座椅前方的屏幕是展示虛擬移動(dòng)靶，訓(xùn)練者在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)椅上、在固定時(shí)間內(nèi)，完成打靶任務(wù)，顯示打靶積分。此時(shí)準(zhǔn)備就緒后，管理員按下啟動(dòng)電機(jī)按鈕，座椅開始搖擺。訓(xùn)練者操作座椅右邊搖桿，按照屏幕提示操作，訓(xùn)練者操作手柄來移動(dòng)屏幕上發(fā)射器的位置，游戲結(jié)束后，管理員停止座椅搖擺。

本公開實(shí)施例提供的訓(xùn)練裝置通過機(jī)電裝置和固定程序控制座椅左右搖擺，模擬飛船在太空中方向的不確定性。主要培訓(xùn)訓(xùn)練者在各種搖擺、翻轉(zhuǎn)等失衡狀態(tài)下準(zhǔn)確控制操作駕駛宇宙飛船的能力。

本實(shí)用新型公開了一種訓(xùn)練裝置，該裝置包括至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)座椅、硬件接口模塊、計(jì)算機(jī)和顯示器；所述至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)座椅一側(cè)設(shè)有操作桿；所述硬件接口模塊一端連接至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)座椅的操作桿，另一端連接計(jì)算機(jī)，所述硬件接口模塊用于將所述操作桿的操作信號(hào)，發(fā)送給計(jì)算機(jī)；所述計(jì)算機(jī)連接所述顯示器，用于接收硬件接口模塊發(fā)送的動(dòng)作數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果發(fā)送所述顯示器；顯示器接收計(jì)算機(jī)發(fā)送的處理結(jié)果，展示相應(yīng)的場(chǎng)景。使用本實(shí)施例提供的訓(xùn)練裝置可以使訓(xùn)練者體驗(yàn)搖擺、翻轉(zhuǎn)等失衡狀態(tài)，模擬訓(xùn)練者的實(shí)戰(zhàn)環(huán)境，通過觀看顯示器上的游戲場(chǎng)景，培訓(xùn)訓(xùn)練者準(zhǔn)確控制操作駕駛宇宙飛船的能力，提高訓(xùn)練者在真實(shí)環(huán)境中完成正常操作的適應(yīng)能力。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。