[發(fā)明專利]一種空間定向能力訓練系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210067355.7
• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN114360324A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設計）人: 司海青;劉海波;汪海波;鄒文靜;李耀;潘亭;尚磊
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G09B9/30
• 分類號: G09B9/30
• 代理公司: 西安銘澤知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 姬莉

1.一種空間定向能力訓練系統(tǒng)，其特征在于，包括：

駕駛艙，用于給飛行員提供模擬駕駛訓練；

視景系統(tǒng)，設置在所述駕駛艙內(nèi)；

運動平臺(1)，其輸出端與所述駕駛艙連接；

安全護欄，圍繞所述運動平臺(1)設置；

控制系統(tǒng)，內(nèi)置在所述駕駛艙內(nèi)，通過控制開關(guān)與所述運動平臺(1)、視景系統(tǒng)、供電系統(tǒng)分別電連接；所述控制系統(tǒng)包括主動控制模塊和飛行情境錯覺訓練模塊，其中，所述飛行情境錯覺訓練模塊用于給飛行員提供被動訓練模式，所述主動控制模塊用于給飛行員提供主動訓練模式，在接收到飛行員的操縱指令后，將該操縱指令解算為所述運動平臺(1)的動作指令后，發(fā)送給所述運動平臺(1)執(zhí)行相應的動作指令。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間定向能力訓練系統(tǒng)，其特征在于，所述運動平臺(1)包括：

底座(1-1)；

兩個轉(zhuǎn)動支架(1-2)，對稱設置在所述底座(1-1)上；

俯仰電機(1-3)，設置在其中一個兩個轉(zhuǎn)動支架(1-2)上，所述俯仰電機(1-3)的輸出軸水平設置；

第一伺服驅(qū)動器(1-4)，用于控制俯仰電機(1-3)，固定在所述轉(zhuǎn)動支架(1-2)內(nèi)部，所述第一伺服驅(qū)動器(1-4)與所述控制系統(tǒng)電連接；

第一減速器(1-5)，其輸入軸連接在所述俯仰電機(1-3)的輸出軸上；

俯仰軸(1-6)，架設在另一個兩個轉(zhuǎn)動支架(1-2)上，且其中心軸與所述俯仰電機(1-3)的輸出軸的中心軸重合；

俯仰框(1-7)，設置在所述俯仰軸(1-6)和第一減速器(1-5)輸出軸之間，所述俯仰框(1-7)包括垂直交叉固定的第一框體和第二框體，所述第一框體的兩側(cè)分別與所述俯仰軸(1-6)和第一減速器(1-5)輸出軸連接，且所述俯仰軸(1-6)的中心軸與所述第一減速器(1-5)輸出軸的中心軸重合；

滾轉(zhuǎn)電機(1-9)，固定在所述第二框體的其中一側(cè)；

第二伺服驅(qū)動器(1-10)，用于控制滾轉(zhuǎn)電機(1-9)，固定在所述俯仰框(1-7)上，所述第二伺服驅(qū)動器(1-10)與所述控制系統(tǒng)電連接；

第二減速器(1-11)，其輸入軸連接在所述滾轉(zhuǎn)電機(1-9)的輸出軸上；

滾轉(zhuǎn)軸(1-8)，設置在所述第二框體的另一側(cè)，且所述滾轉(zhuǎn)軸(1-8)的中心軸與所述滾轉(zhuǎn)電機(1-9)的輸出軸的中心軸重合；

滾轉(zhuǎn)框(1-12)，設置在所述滾轉(zhuǎn)軸(1-8)和第二減速器(1-11)的輸出軸之間，且所述滾轉(zhuǎn)框(1-12)的一個相對邊分別與所述滾轉(zhuǎn)軸(1-8)和第二減速器(1-11)的輸出軸固定，所述駕駛艙設置在所述滾轉(zhuǎn)框(1-12)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空間定向能力訓練系統(tǒng)，其特征在于，所述飛行情境錯覺訓練模塊包括前庭性飛行錯覺訓練子模塊和視性飛行錯覺訓練子模塊，所述前庭性飛行錯覺訓練子模塊，用于在飛行員正常操作飛機時，向運動平臺(1)添加轉(zhuǎn)動命令，使俯仰框(1-7)和滾轉(zhuǎn)框(1-12)進行轉(zhuǎn)動，從而向飛行員施加前庭刺激；所述視性飛行錯覺訓練子模塊用于在飛行員正常操作飛機時，為飛行員提供失真的視覺信息，該視覺信息與運動平臺(1)的轉(zhuǎn)動情況和駕駛艙的儀表系統(tǒng)提供的飛行參數(shù)矛盾，從而使飛行員產(chǎn)生視性飛行錯覺。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種空間定向能力訓練系統(tǒng)，其特征在于，所述前庭性飛行錯覺訓練子模塊包括知覺閾限下轉(zhuǎn)動模式和知覺閾限上轉(zhuǎn)動模式；其中，在知覺閾限下轉(zhuǎn)動模式中，俯仰框(1-7)或者滾轉(zhuǎn)框(1-12)以飛行員主觀感覺不到轉(zhuǎn)動的速度轉(zhuǎn)動，而這種運動會被前庭器官捕捉到，導致飛行員期望的飛行狀態(tài)與感覺系統(tǒng)得到的信息不匹配，誘發(fā)飛行錯覺；在知覺閾限上轉(zhuǎn)動模式中，俯仰框(1-7)或者滾轉(zhuǎn)框(1-12)以飛行員主觀能感覺到的轉(zhuǎn)動速度轉(zhuǎn)動，向飛行員施加科里奧利錯覺或者旋轉(zhuǎn)錯覺。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種空間定向能力訓練系統(tǒng)，其特征在于，所述視性飛行錯覺訓練子模塊通過駕駛艙的視景系統(tǒng)為飛行員提供視覺信息元素，供飛行員判斷飛行姿態(tài)時使用；其中，所述視性飛行錯覺訓練子模塊包括改變視覺信息元素的參數(shù)的功能。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種空間定向能力訓練系統(tǒng)，其特征在于，改變視覺信息元素的參數(shù)的功能通過平移和旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)，其中，所述平移包括改變視覺信息元素的平移速度、平移方向和平移持續(xù)時間；所述旋轉(zhuǎn)包括改變視覺信息元素的旋轉(zhuǎn)中心、旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)持續(xù)時間。