地震體驗及逃生自救教育館的製作方法

2023-10-06 12:10:04 1

專利名稱：地震體驗及逃生自救教育館的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及教具，特別是一種集地震教學、體驗和對學生學習程度評價為一 體的地震體驗及逃生自救教育館。
背景技術：
為了讓學生學習和體驗地震有關知識，掌握地震防範的有關技能，增加地震發生 時的生存機會，地震體驗教具應運而生。現有技術的地震體驗教具一般就是在體驗館的教 室裡觀看相關地震視頻，由老師講解地震發生時的注意事項以及怎樣逃生和保護自己不受 傷害；然後就到體驗館裡的震動平臺上進行地震體驗，震動平臺沿左右上下晃動幾分鐘，完 成體驗。現有技術的地震體驗館雖然一定程度上能夠達到教學和地震體驗目的，但是其存 在以下問題1、體驗單一。現有技術或項目大多都是體驗者站在震動臺地板上，隨著地板左右 上下晃動若干分鐘，就完成了體驗。體驗形式單一。雖然部分項目有震級選項，但是同一個 震級體驗時只能表現單一的震動效果。充其量只能完成單一的震動體驗，沒有更深層次的 地震防震避震知識的傳播和體驗操作；2、無法體驗地震波的三個階段。一次地震的地震波按發生的時間先後一般分為P 波、S波、L波三個階段。P波的振幅較小、頻率較高(>3Hz)，以上下震動為主。S波振幅較 大、頻率較低(<3Hz)，以左右晃動為主。L波一般認為是P波和S波的疊加，破壞性最大。現 有的體驗中，大多沒有加入這三個地震階段地震波的模擬，一般都是以固定的頻率和振幅 震動。但是這三個階段是作為需要普及的地震基本知識，應該在體驗教育中予以表現，並傳 達給體驗者，因此現有的解決方式就是直接以展板的形式向學習者展出，不能給學習者直 接的體驗；3、無法對地震發生後的躲避知識進行體驗。地震發生後的就近避震躲避是地震逃 生自救技巧的重要環節，正確的躲避方法能有效的減少傷害，為逃生贏得寶貴的時間和機 會。現有技術中沒有或缺少的躲避知識的介紹或教育；或者雖然有躲避知識，大多都是以展 板文字形式表現，形式過於單一和呆板。沒有採用環境模擬和體驗者實踐的形式來傳播避 震自救知識；4、沒有傳授地震發生後防止二次災害的體驗設施。地震發生後切斷燃氣、電源等 二次災害源也是重要的自救措施。現有技術中沒有對二次災害的防護做出體驗和實踐；5、只有室內地震效果。現有技術一般都是模擬了一個室內環境，而忽略了地震發 生後的室外環境的模擬，降低了地震效果的逼真程度，降低了模擬效果的沉浸感；6、地震效果模擬單一。現有技術，一般只模擬了室內的震動效果，只有地面震動， 沒有牆壁、聲音、地光、煙霧、吊燈等環境模擬，環境效果不佳，缺乏身臨其境的效果，體驗者 沉浸感不強，缺乏震撼力和畏懼感，充其量只能算一個地震效果模擬，不能算是一個真正意 義上的地震體驗和教育，地震自救知識的學習和掌握的效果不佳；[0010]7、沒有體驗者行為檢測、行為分析和綜合評價。現有技術只提供了環境讓體驗者 感受震動效果，沒有逃生自救的體驗和實踐，更談不上對於這些體驗和實踐動作的行為分 析和綜合評價。這是功能上的嚴重缺失；8、震動臺高度較高，一般都在1.5米以上，有的甚至超過2米，在很多場館內建設 時限於已有建築層高而不能實施。北京海澱安全館和重慶科技館的地震平臺均超過1. 5 米。綜上所述，現有技術的地震教具體驗館震動模擬效果單一、教學和體驗地震程度 與實際地震相差甚遠，與預期的教學和體驗目的存在差距。
發明內容本實用新型的目的是為了克服現有技術存在的上述不足，提供一種體驗效果與真 實地震相差無幾、能夠提高教學質量和體驗效果、集震動效果體驗、地震環境模擬、地震逃 生自救知識體驗、地震二次災害的預防措施、體驗過程綜合評價為一體的地震體驗及逃生 自救教育館。本實用新型是通過以下技術方案實現的，地震體驗及逃生自救教育館，包括設置 在房屋模型內的震動平臺，其中所述房屋模型的內牆上設置有環幕，設置在房屋模型內且能在環幕上投影地震災 害圖像的投影機，以及設置在房屋模型牆壁上的監控攝像頭、位置傳感器、模擬電源開關和 模擬燃氣閥，設置在房屋模型中的臥室模型，臥室模型與環幕之間靠近房屋模型內牆邊設 置有走廊；臥室模型下方設置有煙霧噴射器；臥室模型內設置有畫框和吊燈；臥室模型與 走廊設置在震動平臺上，走廊下設置有音箱以及模擬地光的藍光燈；所述投影機、監控攝像 頭、位置傳感器、煙霧噴射器、音箱、藍光燈和震動平臺均與設置在房屋模型外的控制系統 連接；所述震動平臺包括基礎框架，橫向和豎向安裝在基礎框架中的若干地震模擬液 壓缸，帶動地震模擬液壓缸的執行器的控制端與設置在房屋模型外的控制系統連接；基礎 框架的頂面連接振動臺的地板；所述基礎框架為曲杆機構，在地震模擬液壓缸的帶動下做 上、下、左、右、前、後和不同震級、不同階段的震動；所述房屋模型的內牆包括設置在震動平臺周邊的固定框架，設置在固定框架上的 輕鋼龍骨乳膠漆牆面，輕鋼龍骨乳膠漆牆面之間設置的模擬橫梁以及設置在輕鋼龍骨乳膠 漆牆面的窗戶框架，設置在輕鋼龍骨乳膠漆牆面外的封窗板；所述模擬橫梁由伸縮或翻動 機構支撐，所述伸縮或翻動機構的控制端與連接的控制系統連接。本實用新型由於上述結構而具有的優點是顯而易見的將地震環境模擬、地震逃 生自救知識體驗、地震二次災害的預防措施、地震室內外逃生自救等內容進行綜合模式和 實施，讓體驗者在體驗過程中真正的學習到地震防護自救互救等知識，並通過親身體驗和 實踐，掌握這些關鍵知識。可以體驗不同震級的地震體驗，地震體驗效果感強。

本實用新型上述結構可以通過附圖給出的非限定性的實施例進一步說明。圖1是本實用新型的結構示意圖；[0021]圖2是本實用新型震動平臺與房屋模型內牆的結構示意圖。附圖中a、投影機；b、環幕；C、臥室模型；d、走廊；e、房屋模型；f、震動平臺；1、 固定框架；2、封窗板；3、輕鋼龍骨乳膠漆牆面；4、模擬橫梁；5、窗戶框架；6、基礎框架；7、 遮擋橡膠板；8、地震模擬液壓缸；9、地板；10、音箱；11、安全指示標誌；12、監控攝像頭； 13、藍光燈；14、位置傳感器；15、煙霧噴射器；16、模擬電源開關；17、模擬燃氣閥。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明參見附圖1、2，圖中的地震體驗及逃生自救教育館，包括設置在房屋模型e內的震 動平臺f，其中所述房屋模型e的內牆上設置有環幕b，設置在房屋模型e內且能在環幕b上投影 地震災害圖像的投影機a，以及設置在房屋模型e牆壁上的監控攝像頭12、位置傳感器14、 模擬電源開關16和模擬燃氣閥17，設置在房屋模型e中的臥室模型c，臥室模型c與環幕 b之間靠近房屋模型e內牆邊設置有走廊d ；臥室模型c下方設置有煙霧噴射器15 ；臥室模 型c內設置有畫框和吊燈；臥室模型c與走廊d設置在震動平臺f上，走廊d下設置有音 箱10以及模擬地光的藍光燈13 ；所述投影機a、監控攝像頭12、位置傳感器14、煙霧噴射器 15、音箱10、藍光燈13和震動平臺f均與設置在房屋模型e外的控制系統連接；上述結構中所述控制系統由計算機、PLC控制器以及與計算機連接的電動機連 接。本實施例所述的模擬橫梁4採用軟性材料製成，一端與輕鋼龍骨乳膠漆牆面3鉸 鏈連接，另外一端與輕鋼龍骨乳膠漆牆面3連接，靠電磁鐵吸合，電磁鐵斷電後模擬橫梁4 落下，體驗完後手動復位。本結構所述的臥室模型c內設置有家居家具和灶臺，家居家具和灶臺採用軟性材 料製成。上述結構中的地板9與固定框架1之間通過遮擋橡膠板7密封處理。上述結構中所述的房屋模型e的內牆沿走廊d方向上設置有安全指示標誌11，安 全指示標誌11與控制系統連接。上述結構中所述的環幕b與房屋模型e內牆之間設置有音箱10。進一步提高音響 效果。上述結構中輕鋼龍骨乳膠漆牆面3上還設置有採用電機驅動實現晃動的畫框， 電機與控制系統連接，電機與畫框採用電磁鐵吸附。本結構所述的監控攝像頭12對於體驗者的逃生過程進行錄像，位置傳感器14對 於體驗者的動作進行監控；設置在臥室模型c內的畫框和吊燈18跟控制系統連接，在控制 系統指令下晃動，進一步提高地震真實效果。上述結構中所述煙霧噴射器包含煙機和控制元件，煙機功率不小於800瓦，煙機 加熱就緒後能根據控制的指令噴射煙霧，製造地震發生後的煙霧效果，每一次噴煙時間不 少於10秒。噴煙點的動作能獨立控制，單獨選擇某一個煙機噴煙。地震效果綜合模擬方法 環幕模擬室外的地震晃動效果，煙霧噴射器模擬煙霧效果，藍光燈模擬地光現象，畫框和吊 燈模擬晃動，垮塌梁模擬垮塌效果，音箱模擬聲音效果。體驗過程檢測和評價方法用監控攝像頭和位置傳感器構成檢測系統。監控攝像頭記錄體驗過程的影像資料，位置傳感器記 錄體驗者的體驗動作。體驗結束後，自動給出回放視頻和動作評價。本結構是這樣工作的學生通過環幕b和投影機a對地震基礎知識進行視頻 學習，掌握地震知識和逃生自救要領，同時老師點評要點；然後學生進入房屋模型e的臥室 做好體驗準備。然後開始下面的地震效果模擬和學生動作實施。體驗開始後的地震效果模擬是這樣實現的控制系統給出震動指令，震動平臺f 根據設定的地震震級進行震動，並在後續震動中分別體現P波、S波、L波三個震動階段，表 現這三個階段的不同震動效果。開始震動後，音箱10和藍光燈13在控制系統給出的指令 下發出地震聲音和地光；煙霧噴射器15在控制系統給出的指令下噴射煙霧；室內晃動時， 牆壁上的畫框跟天花板上的吊燈在控制系統給出的指令下晃動和搖動；特定時刻電磁鐵斷 電使得畫框落下；特定時刻電磁鐵斷電使得模擬橫梁4垮塌落下；環幕b上顯示的窗外房 屋垮塌的模擬視頻或影視資料，增加了地震視覺感受和震撼力。體驗開始後學生的動作是這樣實施的開始震動後，學生根據學習到的地震知識 和逃生自救知識，實施正確的逃生自救措施學生迅速切斷模擬電源開關16和模擬燃氣閥 17，並迅速以臥室的家具和灶臺為掩體進行躲避；在地震震動的間歇期間，學生迅速通過走 廊d逃生。監控攝像頭12和位置傳感器14對逃生自救的過程和動作進行錄像，體驗後進 行系統自動評價，指出錯誤的動作。綜上所述，本實用新型實現了地震教學、體驗和對體驗者學習程度評價，提高了地 震教學和體驗效果。
權利要求1.一種地震體驗及逃生自救教育館，包括設置在房屋模型(e)內的震動平臺(f)，其特 徵是所述房屋模型(e)的內牆上設置有環幕(b)，設置在房屋模型(e)內且能在環幕(b)上 投影地震災害圖像的投影機(a)，以及設置在房屋模型(e)牆壁上的監控攝像頭(12)、位 置傳感器(14)、模擬電源開關(16)和模擬燃氣閥(17)，設置在房屋模型(e)中的臥室模型(c)，臥室模型(c)與環幕(b)之間靠近房屋模型(e)內牆邊設置有走廊(d)；臥室模型(c) 下方設置有煙霧噴射器(15);臥室模型(c)內設置有畫框或吊燈(18);臥室模型(c)與走廊(d)設置在震動平臺(f)上，走廊(d)下設置有音箱(10)以及模擬地光的藍光燈(13);所述 投影機(a)、監控攝像頭(12)、位置傳感器(14)、煙霧噴射器(15)、音箱(10)、藍光燈(13) 和震動平臺(f)均與設置在房屋模型(e)外的控制系統連接；所述震動平臺(f)包括基礎框架(6)，橫向和豎向安裝在基礎框架(6)中的若干地震 模擬液壓缸(8)，帶動地震模擬液壓缸(8)的執行器的控制端與設置在房屋模型(e)外的控 制系統連接；基礎框架(6)的頂面連接振動臺的地板(9);所述基礎框架(6)為曲杆機構，在 地震模擬液壓缸(8)的帶動下做上、下、左、右、前、後和不同震級、不同階段的震動；所述房屋模型(e)的內牆包括設置在震動平臺(f)周邊的固定框架(1)，設置在固定框 架(1)上的輕鋼龍骨乳膠漆牆面(3)，輕鋼龍骨乳膠漆牆面(3)之間設置的模擬橫梁(4)以 及設置在輕鋼龍骨乳膠漆牆面(3)的窗戶框架(5)，設置在輕鋼龍骨乳膠漆牆面(3)外的封 窗板(2)；所述模擬橫梁(4)由伸縮或翻動機構支撐，所述伸縮或翻動機構的控制端與連接 的控制系統連接。
2.根據權利要求1所述的地震體驗及逃生自救教育館，其特徵是所述模擬橫梁(4)採 用軟性材料製成，一端與輕鋼龍骨乳膠漆牆面(3)鉸鏈連接，另外一端與輕鋼龍骨乳膠漆牆 面(3)連接，靠電磁鐵吸合，電磁鐵斷電後模擬橫梁(4)落下，體驗完後手動復位。
3.根據權利要求1所述的地震體驗及逃生自救教育館，其特徵是所述臥室模型(c)內 設置有家居家具和灶臺，家居家具和灶臺採用軟性材料製成。
4.根據權利要求1所述的地震體驗及逃生自救教育館，其特徵是所述地板(9)與固定 框架(1)之間通過遮擋橡膠板(7)密封處理。
5.根據權利要求1所述的地震體驗及逃生自救教育館，其特徵是所述房屋模型(e)的 內牆沿走廊(d)方向上設置有安全指示標誌(11 )，安全指示標誌(11)照明電路的控制端與 控制系統連接。
6.根據權利要求1所述的地震體驗及逃生自救教育館，其特徵是所述環幕(b)與房屋 模型(e)內牆之間設置有音箱(10)。
專利摘要本實用新型涉及教具，尤其是一種地震體驗及逃生自救教育館，包括設置在房屋模型內的震動平臺，其中房屋模型內牆上設置有環幕，在環幕上投影地震災害圖像的投影機，設置在房屋模型中的監控攝像頭和位置傳感器，臥室模型和模擬橫梁，臥室模型與環幕之間設置有走廊，臥室模型下方有煙霧噴射器，走廊下設置有音箱以及模擬地光的藍光燈；所述投影機、監控攝像頭、位置傳感器、煙霧噴射器、音箱、畫框或吊燈、藍光燈和震動平臺均與控制系統連接。本實用新型由於所述結構而具有的優點是實現了地震教學與體驗，實現了多種地震效果模擬，增強了體驗真實感，對體驗過程進行動作監控，對體驗結果進行綜合評價，提高了地震教育和體驗效果。
文檔編號G09B9/00GK201886653SQ201020547040
公開日2011年6月29日 申請日期2010年9月29日 優先權日2010年9月29日
發明者劉澤均, 劉濤, 王洪剛 申請人:重慶歐派信息科技有限責任公司