應急救援訓練智慧機器人的製作方法
2023-05-23 01:10:41
本發明涉及消防和安全技術領域，具體涉及應急救援訓練智慧機器人。
背景技術：
目前國際上比較成熟的是醫用仿真模擬人，典型的是上海某公司醫用仿真模擬人，其具有模擬標準氣道開放；人工手位胸外按壓指示燈顯示，數碼記數顯示，語言提示：按壓位置正確，錯誤的指示燈顯示，數碼記數顯示，錯誤的語言提示；按壓強度正確(5-6cm區域)，錯誤(小於5cm大於正確區域)的顯示分別由(黃燈-過少、綠燈-適時、紅燈-過大)數碼指示燈顯示CPR按壓深度正確，錯誤的數碼記數顯示及錯誤的語言提示；人工口對口呼吸(吹氣)的指示燈顯示、數碼計數顯示、語言提示：吹入的潮氣量≤500ml-600m-1000mll≤的顯示分別由(黃燈-過少、綠燈-適時、紅燈-過大)數碼指示燈顯示吹氣量度；正確、錯誤的數碼計數顯示及錯誤的語言提示；按壓與人工呼吸比：30∶2(單人或者雙人)；操作周期：先有效胸外按壓30次再有效2次人工吹氣既30：2五個循環周期CPR操作；操作頻率：最新國際標準：至少100次/分鐘；操作方式：訓練操作，考核操作；操作時間：以秒為單位時間計時；語言設定：可進行語言提示設定或關閉語言提示設定；成績列印：操作結果可熱敏列印成績單；檢查瞳孔、頸動脈反應：模擬人搶救成功後，瞳孔由散大變為縮小，頸動脈出現自主搏動的功能。
但是其僅單一針對心肺復甦的培訓和考核，而現有技術則缺少一種針對火災救援、深井救援、地震救援、坍塌救援下人員搜救的被救人員定位、頸椎和脊椎傷員的搬運進行的訓練和考核的應急救援訓練智慧機器人。
現有用於救援的模擬人只是普通的橡皮人，除了在物理尺寸和皮膚彈性度外，與實際人體差別很大。總體上存在三大問題：
1在消防救援上，由於普通橡皮人沒有體溫，導致濃煙情況下的消防救援訓練的紅外熱像儀無法使用，但是在實際救援中，由於人體具有37℃的體溫，在濃煙條件下的紅外熱像儀可以清晰的看到存活的生命，各省市消防總隊、支隊迫切呼籲需要一款能具備37℃的體溫的智慧機器人，使得消防訓練更貼近實戰，訓練效果也大大提高。
2在消防和安全生產應急救援訓練中，有一項重要的訓練課程：循聲救人。尤其在高溫和濃煙環境下，循聲救人是極其重要的救援手段，但是普通橡皮人不會發聲。因此難以進行循聲救人的訓練。訓練課程缺失和救援能力不足已經嚴重影響到消防和安全生產應急救援能力。消防和安全生產應急救援部門一直呼籲研發出能實現循聲救人的智慧機器人。
3據美國國家脊椎傷員救助委員會報告中指出，接近80％的脊椎傷員在搬運過程中處置不當，很多脊椎傷員因搬運不當的二次脊椎(頸椎)損傷導致終身癱瘓和死亡，脊椎傷帶來的全身癱瘓每年給數十萬家庭帶來負擔。脊椎傷普遍發生在交通事故、火災和其它事故中跌落、重物坍塌砸傷等情況。然而目前救援人員如何對脊椎傷員的搬運訓練只有固定方法和措施而沒有考核，救援人員並不確定所實施的搬運是否導致二次損傷，從而導致脊椎傷員在搬運過程中處置不當問題沒有根本解決。
另外在意外災害事故中的救援並不是醫護人員承擔，往往是有消防和安全生產部門實施，因此對脊椎傷員的搬運訓練就更為重要。
技術實現要素：
本發明的目的是針對現有技術中的不足，提供一種應急救援訓練智慧機器人，主要針對火災救援、深井救援、地震救援、坍塌救援下人員搜救的被救人員定位、頸椎和脊椎傷員的搬運進行的訓練和考核，實現真實人的物理特徵模擬。
為實現上述目的，本發明公開了如下技術方案：
應急救援訓練智慧機器人，包括觸控螢幕控制器、傾角傳感器、37℃恆溫發熱體、喇叭和充電電池：
觸控螢幕控制器，用於智慧機器人數據採集、參數設定、狀態監測、語音播放、充電設置，並設有感應單元用以感應救援人員信號；
傾角傳感器，與觸控螢幕控制器之間採用RS485接口連接，以便隨時確認機器人的脊椎或頸椎形變角度；
喇叭，與觸控螢幕控制器通過音頻接口連接；
充電電池，與觸控螢幕控制器之間採用RS485接口連接，充電電池電源輸出連接觸控螢幕控制器、傾角傳感器的12V DC電源接口；
37℃恆溫發熱體，貼服在機器人的外套上，用以模擬人的紅外輻射物理特徵。
進一步的，所述感應單元為WIFI感應單元或者藍牙感應單元。
進一步的，智慧機器人設有智能呼救模塊，通過觸控螢幕控制器、感應單元及喇叭實現，應用感應技術在救援人員未接近智慧機器人時，自動通過喇叭發出語音呼救，在救援人員接近智慧機器人時，智慧機器人停止呼救。
進一步的，所述傾角傳感器至少為三臺，形成頸椎、脊椎搬運變形感知陣列，實時測量智慧機器人搬運過程中頸椎、脊椎搬運變形大小，當變形超過閾值，智慧機器人自動呼叫疼痛，整個搬運過程的變形參數自動記錄至觸控螢幕控制器，用以考核整個搬運過程是否合理正確。
進一步的，所述傾角傳感器分別安裝在頸椎、背部脊椎及腰部脊椎位置。
進一步的，所述37℃恆溫發熱體安裝在智慧機器人前胸及後背位置。
本發明公開的應急救援訓練智慧機器人，具有以下有益效果：
智慧機器人實現37℃的體溫，解決了濃煙環境下紅外熱像儀搜救訓練問題；
智慧機器人實現機器人智能發聲呼救功能，解決了循聲救人的救援訓練問題；
解決了智慧機器人實現脊椎傷員在搬運訓練課程中的考核困難的問題。
附圖說明
圖1是本發明的工作流程圖；
圖2是本發明的結構框圖；
圖3是傾角傳感器的安裝示意圖；
圖4是本發明的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合實施例並參照附圖對本發明作進一步描述。
實施例1
見圖2和圖4。
應急救援訓練智慧機器人，包括觸控螢幕控制器、傾角傳感器、37℃恆溫發熱體、喇叭和充電電池：
觸控螢幕控制器，用於智慧機器人數據採集、參數設定、狀態監測、語音播放、充電設置，並設有感應單元用以感應救援人員信號；
傾角傳感器，與觸控螢幕控制器之間採用RS485接口連接，以便隨時確認機器人的脊椎或頸椎形變角度；
喇叭，與觸控螢幕控制器通過音頻接口連接；
充電電池，與觸控螢幕控制器之間採用RS485接口連接，充電電池電源輸出連接觸控螢幕控制器、傾角傳感器的12V DC電源接口；
37℃恆溫發熱體，為恆溫發熱電阻，貼服在機器人的外套上，用以模擬人的紅外輻射物理特徵。
實施例2
本實施例中感應單元為WIFI感應單元。其餘技術方案與實施例1相同。
實施例3
本實施例中感應單元為藍牙感應單元。其餘技術方案與實施例1相同。
實施例4
見圖1，本實施例中智慧機器人設有智能呼救模塊，通過觸控螢幕控制器、感應單元及喇叭實現，應用感應技術在救援人員未接近智慧機器人時，自動通過喇叭發出語音呼救，在救援人員接近智慧機器人(1～3米可調)時，智慧機器人停止呼救。其餘技術方案與實施例1相同。
實施例5
見圖3，本實施例中傾角傳感器為三臺，分別安裝在頸椎、背部脊椎及腰部脊椎位置，形成頸椎、脊椎搬運變形感知陣列，實時測量智慧機器人搬運過程中頸椎、脊椎搬運變形大小，當變形超過閾值，智慧機器人自動呼叫疼痛，整個搬運過程的變形參數自動記錄至觸控螢幕控制器，用以考核證搬運過程是否合理正確。其餘技術方案與實施例1相同。
實施例6
本實施例中37℃恆溫發熱體安裝在智慧機器人前胸及後背位置。其餘技術方案與實施例1相同。
本發明在原理救援人員時可自動發出呼救聲音，在救援人員到達時，可停止發聲；對模擬脊椎傷員的智慧機器人，在搬運過程中脊椎(頸椎)變形過大時自動喊叫，在脊椎(頸椎)變形不大情況下保持安靜。
具體工作原理如下：
觸控螢幕控制器作為智慧機器人的核心控制單元，通過WIFI感應救援人員(救援人員攜帶開啟WIFI的手機)是否接近，沒有感應信號時，觸控螢幕控制器定時(可任意設置時間間隔)驅動喇叭發出呼救聲音；當有感應信號時，觸控螢幕控制器不再發生呼救聲音；觸控螢幕控制器連續採集三個傾角傳感器的角度信息(傾角傳感器精度為0.005度)，當三者傾角一致時，自動記錄到觸控螢幕控制器；當三者傾角相差較大時(偏離閾值可以設定)，驅動喇叭發出疼痛聲音，同時記錄測量的傾角數據。觸控螢幕控制器通過RS485線可以得到充電電池狀態：正在充電，電量不足和電已充滿，電池狀態顯示在觸控螢幕控制器上。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，而非對其限制；應當指出，儘管參照上述各實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，其依然可以對上述各實施例所記載的技術方案進行修改，或對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改和替換，並不使相應的技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。