缉毒搜爆警犬标准化训练装置的制作方法

本发明涉及工作动物训练设备领域，具体说是一种缉毒搜爆警犬标准化训练装置。

背景技术：

缉毒搜爆犬作为一种特殊的搜查工具，历来受到世界各国相关执法部门的高度重视，从而成为查缉毒品和爆炸物等危险品的有效技术手段，在缉毒搜爆实战中发挥了重要作用。缉毒搜爆犬的检查速度极快，一头训练有素的犬只能在5分钟内检查完车辆，而人进行粗略的检查至少需要20分钟。一个犬只执法组合能用30分钟检查400~500个包裹。而缉毒搜爆犬发挥作用的大小，取决于训练的好坏。缉毒搜爆犬的训练总的来说就是培养犬只对特定气味物质的敏感性/兴奋性，主要以巴甫洛夫条件反射作为训练的理论依据进行训练，让犬只认为一旦发现特定气味就会获得奖励。缉毒搜爆犬只通常选用的犬种如金毛猎犬、德国牧羊犬、马里努阿犬、拉布拉多犬或史宾格犬等。

一方面，在毒物藏匿上，随着贩毒手段的不断变化，在住宅、公共场所进行搜查的案子明显增多，公共住宿内的嫌疑人故意豢养动物，如猫、犬只、家兔、鸡、马以及其它的小动物来掩盖气味、转移缉毒犬的注意力，增加搜查难度。而毒品交易与吸食常发生在酒店、ktv等人声喧哗的场所，且常伴有多种音乐声，空气中还弥漫着浓烈的烟草、咖啡、酒精味、赃物污秽味等气味。为此，提高犬只的抗干扰性训练、搜索耐性训练以及复合气味训练显得尤为重要。

另一方面，恐怖分子各种危害性活动活跃于世界各地。随着各国间贸易的迅猛发展，交通网的进一步发展，爆炸性破坏也呈现増多趋势。车站、机场等交通枢纽等人员密集的地方已成为恐怖活动主要针对的场所。其中，机场的工作又包括对人身、传送带行李物品、进出口空运货物等对象的检查。随着各种恐怖活动的増加，防范恐怖袭击的难度也在不断増加，这对炸药安全、防爆措施等方面的专家或学者提出了较为髙要求的难题。此外，由于传送带搜查的特殊性，对犬只的训练提出了更高的要求。

犬只训练时通常采用爆炸物原物，主要有硝按、tnt(2,4,6-三硝基甲苯)、dnb（二硝基苯）、dnt（2,4-二硝基甲苯）、ng（硝化甘油）、黑索金、黑火药、子弹、枪支等。爆炸物的种类很多，各种爆炸物的化学成分不同，形成的气味也不一样。现有的训练方法通常的做法是，对不同的爆炸物分别建立条件反射。当犬对一种爆炸物气味产生高度兴奋性后，逐渐培养犬对其它爆炸物气味的兴奋性。并通过复合气味训练法，随着训练的成功，逐渐降低爆炸物气味分子浓度，直到犬对所有爆炸物气味产生离度兴奋性为止。当目标气味的摩尔浓度约为1ppb（十亿分之一），干扰气味的摩尔浓度约为20ppm（百万分之二十）时，犬只仍能嗅出，则通常认为已完成对该目标气味的训练。

此外，爆炸物原物的气味物质通常具有一定毒性，如最为常见的炸药tnt，其具有中等毒性，人的急性致死量约为1~2g。如果人体长期处于微量tnt环境，将会导致贫血症和肝功能问题。训练时直接采用爆炸物原物，势必会对犬只的身体健康产生不良影响。

为进行高效训练，训练基地采用了多种训练装置及训练方法，但是传统的训练方法中，助训员对训练过程起着无可替代的作用，由于助训员的水平参差不齐，训练习惯也因人而异。此外，由于被训犬只对于助训员具有一定依赖性，当遇到较难的训练项目时会不自觉的寻求助训员帮助。为避免上述问题，训练则采用“一犬多主人”的方式进行。但显而易见的，不但会加大训练难度，增加训练人员工作量，也可能由此耽误训练进程。

此外，为提高犬只的综合能力，常配合体能训练、越障训练（用于模拟传送带翻越箱包等障碍物）以及咬合力训练。其中，咬合力训练是让犬只弹跳咬合悬于半空中的物体，同时利用犬只的自重不断增强其咬合力。但是，显而易见的，由于犬只自重有限，导致该种训练方式在犬只自身条件允许的情况下不断提高咬合力，存在训练瓶颈，且训练效率较低，并需要助训员时刻伴随。

而现有的警犬训练装置，如申请公布号为cn106818528a的发明专利申请公开的“犬只搜捕实战能力培养与检测平台”，由硬件和软件两部分构成，其中，硬件包括广角led显示屏、场景道具、辅助工具三部分；场景道具设在led显示屏前与视频播放的环境景物相匹配的位置，布设大小不一、数量不等；辅助工具包括环绕立体声音箱、舞台烟雾机、风扇；软件包括视频制作、音效制作。该技术方案虽然可在一定程度上有针对性地模拟实战环境，但由于整个系统近采用通常的技术或装置的组合，并未带来其他显著的效果。因此，无论是在训练效率还是在使用便利性上，并未得到有效的改善或提高，仍需人工的大量介入，并不能显著提高犬只的实战能力。但该技术方案仍存在功能单一、训练效率低、淘汰率高、人工介入多等问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种缉毒搜爆警犬标准化训练装置，从根本上解决了现有训练装置功能单一，无法对目标气味定性定量、目标气味布置过程繁琐、助训员工作量大强度高、训练效率低等问题，其具有结构简单紧凑、使用方便快捷、维护成本低、故障率低等优点。从而增强训练犬只在混有微量目标气味的多种复合气味的环境下的搜索能力，同时通过相关部件协同作用，提高训练效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：该缉毒搜爆警犬标准化训练装置包括设置在水平面下的气味装置、奖励装置，其技术要点是：所述气味装置包气味发生装置以及气味导流装置，气味发生装置包括设置若干隔室的壳体、设置在壳体内的若干气味溶液瓶、设置在气味溶液瓶下的封闭腔内的雾化装置、与雾化装置位置相对应的排风扇、与封闭腔相连通的缓冲室，缓冲室通过气味通道和排气口连通至水平面，并设置电磁阀；气味溶液瓶上设置进气口和出液口，进气口与气罐相连通，并设置电磁阀；

水平面上设有导轨结构，排气口可沿导轨结构移动；导轨结构包括导轨基面、垂直设置在基面上的导轨立面，通过立面形成若干导向槽，导向槽上设有孔板；气味导流装置的排气口位于孔板下；排气口通过位于导向槽内的小车限位，小车包括在导轨基面上行走的走行轮、基板、设置在基板上的导向筒，导向筒内设置导轮，排气口通过导轮可竖直滑动地限位在导向筒内，并可竖直运动；

奖励装置包括设置在基板上的信号发射端、设置在警犬脖子的发射端相配合的信号接收端、用于弹出奖励物质的奖励箱。

所述封闭腔内设有置物槽。

本发明的有益效果：

在水平面下设置气味发生装置以及与其相配合的气味导流装置（通风管路），气味发生装置中存放多种目标气味物质溶液或物质粉末，底部设置雾化装置或置物槽，可在气味物质溶液滴落的瞬间将其雾化或直接将气味物质原物或替代品散发出的气味分子定向扩散，由排风扇或吹气装置将气味分子完全送出气味发生装置至水平面。当需要训练复合气味时（实际搜查中，毒品都会有严密的包装，并经常夹杂大量干扰气味，因此应在训练中要加入干扰气味，让犬只能够从复合气味中分化出毒品气味），根据控制程序，分批次地将多种气味物质溶液雾化，根据控制顺序分批将气味送至出风口上。此外，通过进气量可控制溶液的流量，可事先确定的溶液浓度（还应注意若湿度对特定气味的影响过大，则应尽量采用高浓度溶液，防止溶剂气化后导致的湿度上升），可选择一种以上的气味物质，则可实现定性定量地增加气味混合程度或降低目标气味的浓度，逐渐增加搜查难度，避免由于难度跨度大导致犬只难以适应的问题。通过人工的方法模仿出与实战环境（如车辆、建筑物、仓库）混合气味极为接近的仿真环境。应避免由于一直采用浓度过大的气味源，使犬只在无需仔细嗅闻时亦可捕捉到，导致犬只失去细致搜索的耐心。使犬只在训练过程中养成在一定时间范围内时刻保持兴奋且细致的搜索习惯。

对于配制成气味物质溶液的情况，在气味分子浓度的定量上，假设溶液浓度为ammol/μl，进气量（溶液流出量，气体压缩虽然在短时间引起误差，但随着瓶内气压与大气压趋于平衡，导致该误差可忽略）为bμl，则气味分子总流出量为a·bmmol。

未经过训练的犬只处于炎热环境下，往往会注意力不集中，兴奋性过低，作业耐力持久性差，搜查不仔细等异于平常的表现，更严重的还可能导致中暑。为此，提高犬只对高温环境的耐受性训练极为必要。为解决该问题，可直接在训练场地内设置温湿度控制装置。为提高气味的散发速度，还可在风扇前端设置加热装置或提高送风装置的进气量。各训练之间应间隔一定时间，待送风装置将气味分子从风道中排空至犬只无法嗅到或检测装置无法检测到为止。为保证排空质量，还可在管道内或训练室内设置气味分子传感器，以对不同的气味分子鉴别检测，若目标气味分子浓度较高时，则应以报警的方式反映到控制终端。

此外，设置爆炸物时，应注意控制温度和湿度，温度过高可能会导致爆炸物堆积物内热量积累，最终引发事故，湿度过高则会影响其挥发速度。在爆炸物气味分子浓度的控制上，置物槽的管口口径一定，在其内填充量一定、温度一定的条件下，可认为在无风的自然状态下其气味物质的散发速度一定，因此可通过提高送风系统的进气量提高单位时间内进入气味通道的气味分子量，从而提高其浓度。

现有的多功能鉴别罐均为纯机械结构，只能通过助训员手动调节，在鉴别罐数量过多时，显然不方便操作，且效率低。可控气味源可替代现有的多功能鉴别罐，气味发生装置内部采用若干具有不同气味物质的隔室，可直接替代罐壁有孔或无孔的鉴别罐。

为更趋于真实的模拟较为嘈杂的工作环境，事先在所需模拟的环境中录音，将采集后音源储存在数据库中，便于在实际应用时直接播放，采用该方式可有效提高被训犬只习惯于各式各样的环境（如机场、码头、邮局、车站、街道、菜市场等），以培养其胆量（克服对人的恐惧敢和陌生感）、占有欲、搜索欲及适应环境等方面的能力，养成良好的心理素质，情绪稳定地用于多种环境。

现有装置中虽然采用了气味奖励箱等类似结构，但体积较大，仅能针对单一训练项目进行，若进行不同位置的多气味源联动训练，则势必采用多个气味箱，显然需要投入大量不必要的资金，且需要分别对各箱体操作，极为不便。

通过上述结构，将标的物（如网球、毛巾卷等，还可采用有孔的罐头盒、塑料容器或纸箱等代替网球，以防止犬只仅对单一物品的兴奋性，产生不良联系）和目标气味分开设置，有效避免了犬只口腔黏膜直接与带有微量毒品或微量火药的标的物接触，将训练过程微量毒物对犬只的伤害降到最小。现有的奖励装置中虽然采用了类似的结构，但是其仅能通过远程遥控控制奖励球的发射状态，仍需要人为观测，无法实现全自动高仿真条件下的训练。

在地面上练习时，可采用传统训练所采用的行李箱包，并将各行李箱包分别放置在出风口上方，先将训练用行李箱包摆成单列，并保持一定间距，让犬只在箱包之间反复搜查，随后将箱包呈双列、多列或不规则方式摆放，若需要改变目标气味所在箱包的位置，仅需通过控制端控制目标气味的出风口即可，无需进行人为调整摆放位置，因此可进行批量大范围的快速调节。

训练场地上设置带有孔板的地面，具孔的表层地面下设置滑道结构，滑道上限位若干位置可沿滑道变化的气味发生装置出风口，出风口可释放一定浓度的标的物气味或干扰气味。由于出风口可根据使用需要远程控制调节，即快速调整目标气味所在的行李箱位置，无需人工搬运调换，使用方便快捷。当调整多个具有目标气味的行李箱时，只需增加出风口数量，调换时直接通过滑道改变出风口所在位置，无需人工批量搬运行李箱，提高了作业效率。为配合奖励机制，对行李箱进行改进，使其在犬只达到规定的动作后自动放出奖励球，以巩固已经建立的条件反射。

传统的训练方法中，助训员在处理毒品或爆炸物后没有洗手的情况下就使用训练器材或其他易接触的物品可能会在这些物品上残留轻微的毒品气味，而犬在搜索时嗅到这些轻微气味会有反应形式，但助训员由于看不到毒品而去纠正犬的行为，导致犬只形成错误的条件反射（如气味小时不作出反应），导致训练进程被延误，或产生其他不利后果。通过本发明的技术方案，由于各气味完全通过气体的方式进入室内，训练项目完成后对室内排空清除气味，无徒手接触相关标的物，完全避免了上述不利状况的发生。

综上所述，本发明集多种功能于一体，让受训犬在类似游戏的过程中竞争性地查获目标物品（毒品或爆炸物），使目标气味与游戏奖品紧密联系在一起，加强犬的条件反射，使得犬每次面临不同的搜查环境时都很愉快兴奋，进而培养犬在快速移动中捕获大剂量目标物质的能力。并通过丰富犬只气味识别训练手段，加快犬只对目标气味条件反射的建立。有助于全面、迅速提高犬只对气味辨认、识别的能力，对培训犬只搜索单一气味或复合气味等能力提供便利，为实现训练手段多样化起到实质的作用。

需要说明的是，本发明的训练装置主要适用于已经建立一定条件反射，对助训员“卧”、“搜”、“坐”等基本命令建立条件反射、嗅闻到目标气味后能够作出示警动作的犬只，即已通过基础训练的犬只。

附图说明

图1为本发明的工作原理示意图；

图2为本发明的气路结构示意图；

图3为本发明的气味源结构示意图i；

图4为本发明的气味源结构示意图ii；

图5为本发明地面层结构的示意图；

图6为本发明出风口的限位结构示意图；

图7为本发明使用状态的结构示意图；

图8为本发明另一种封闭腔结构的示意图；

图9为本发明其中一种奖励球弹出装置的结构示意图。

附图标记说明：1气罐、2进气阀、3气味溶液瓶、4雾化装置、5排风扇、6缓冲室、7排气阀、8气味通道、9排气口、10封闭腔、11壳体、12孔板、13导向槽、14水平面、15导轮、16导轨立面、17走行轮、18基板、19发射端、20犬只、21接收端、22项圈、23弹簧、24仓门、25扭簧、26限位装置、27奖励球。

具体实施方式

以下结合图1~9，通过具体实施例详细说明本发明的内容。

实施例1

该缉毒搜爆警犬标准化训练装置包括设置在水平面下的气味装置以及奖励装置。其中，带有导轨结构的水平面14、以及位于水平面下的气味装置，导轨结构包括导轨基面、垂直设置在基面上的导轨立面，通过立面形成若干导向槽，导向槽上设有孔板12。其中，可控气源包括设置若干隔室的壳体11、设置在壳体内的若干气味溶液瓶3、设置在气味溶液瓶3下的封闭腔内的雾化装置4、与雾化装置位置相对应的排风扇5（排风系统也可替换为载气为氮气的吹气系统）、与封闭腔相连通的缓冲室6，缓冲室通过气味通道8（可伸缩材质，如波纹管等）和排气口9（硬质）连通至水平面14，并设置可远程控制的排气阀7（如电磁阀）。气味溶液瓶上设置进气口和出液口，进气口与气罐1相连通，并设置可远程控制的进气阀2（如电磁阀）。排气口9通过限位在导向槽内的小车限位，小车包括在导轨基面上行走的走行轮17、基板18、设置在基板上的导向筒，导向筒内设置导轮15，排气口通过导轮限位在导向筒内，并可竖直运动。

奖励装置包括设置在基板18上的信号发射端19、设置在警犬脖子的发射端相配合的信号接收端21（发射端与接收端可对调，同样可达到本发明的目的）、用于提供奖励球的奖励箱（供球装置，图中未示出），接收端21可通过项圈22固定在犬只脖子上。奖励箱上设置与气味装置相配合使用的奖励球（如网球）滚道或滑道，奖励球出口分别位于各气味物质排风口的上方，通过单一的供给装置即可保证将奖励标的物快速置于正确的位置上。保证了犬只在正确位置做出示警动作时，可在第一时间给予奖励。同时亦避免了过于繁杂的机械结构，从而有效节省了训练系统的架设成本。当采用滚道时，则将奖励箱设置在高处，使奖励球在自重或弹射作用到达指定位置。若采用滑道，则应尽可能的采用摩擦力较小的材质制作滑道，并使滑道内壁刚好与奖励球的大小配合，发球装置发球后对滑道内加压，将奖励球快速发送至指定位置。

奖励球可选用市售的网球或特制的空心塑料球（由无毒或低毒材质制成），大小刚好可避免犬只吞食即可，空心塑料球更易于被气压所推动。通过上述结构，可加速犬只对目标气味的搜索能力的条件反射建立，缩短训练周期，有利于犬只作业能力的形成。相较于现有的气味可控控制柜，其体积更为小巧，克服了传统控制柜笨重可操控性差的缺陷。

信号发射端和信号接收端之间可进行实时距离测定和计时，实现搜查结果的判定。具体而言，当犬只位于目标气味位置一定半径r1内（即信号发射端和接收端之间的距离≤r1时），计时装置i启动，当犬只位于该半径内的时间≥t1后，且信号发射端和接收端之间的距离r2（r2能够显示犬只作出示警动作时所处的位置），r2∈(r1，0)保持不变时，计时装置ii启动，当计时装置ii的时间≥t2时，系统则判定为搜查成功，将r2、t1、t2记录后上传至系统数据库，随后自动触发奖励装置。

上述判定方法通过r1、t1、t2，综合评判搜查过程。其中，设定t1的目的是防止犬只按照搜查顺序从发射端位置路过时，也会触发计时，判定时应尽量排除该情况；设定t2的目的是防止犬只在嗅闻时导致的误判，犬只原地进行嗅闻时的r2也符合计时装置ii的触发条件，由此可能影响最终结果的判定，应尽量排除该情况。此外，通过记录r2、t1的数值，可定量的观察犬只的搜查速度。此时，t1为犬只的嗅闻时间，r2为犬只作出示警动作的位置。对于不同种类、不同训练基础的犬只，还可通过调整r1、r2、t1、t2有针对性额进行训练。

在气味溶液的选择上，主要可分为目标气味溶液和干扰气味溶液两种。目标气味溶液：由于毒品多为水溶物，可直接将一定量的毒品配制成蒸馏水溶液使用。也可采用毒品替代物或爆炸替代物，以降低直接采用毒品引起的不良反应。毒品替代物（如冰毒替代物）和爆炸物替代物（如tnt替代物），不但能使犬与真冰毒的气味建立起稳定的联系，而且毒副作用更小，使用方便、造价更低、无成瘾性、对环境无污染；目标物质替代物可通过联合气提法（亦称吹出-捕集法）制备：

步骤1）利用气提装置（可选用长春应用化学研究所研制的气提仪）以15~30ml/min的流量的氮气对目标气味物质的原物吹提30min；

步骤2）用gc/ms法对吹提气味进行分析，构建吹提气味的气味谱图；

步骤3）根据气味谱图，利用提取分离物及相关异构化学品（如tnt的替代物主成分可选用相近的硝基化合物）配制与原物气味比例相近的模拟气味。

如目标气味物质不溶于水或有机溶剂（主要指训练用爆炸物及其替代品），则可将其直接放置在封闭腔内的筒状置物槽内，用以替代气味溶液瓶。置物槽的设置不受物质物理形态的制约，如胶质、液体、粉状爆炸物、多孔粒状、乳化粉状等，也可直接放置在置物槽内。气味发生装置在训练过程中，始终处于静止状态，即使是易燃易爆类的目标物质，仍可放心使用。目标物质分子沿置物槽向上挥发，并在排风扇的作用下将该气味导出。对于粉末状物质，即使在强烈吹气作用下仍可稳定的处于置物槽内，而不会被吹散。

通常情况下的爆炸物较为稳定，不发生分解，而对于易分解的爆炸物，如nh4no3，其在分解后产生nh3和no2，则按照配制水溶性气味溶液的方法即可。tnt也会由于环境的改变少量分解为dnb和dnt等，因此只需分别训练犬只对微量tnt、dnb、dnt的兴奋性即可。

干扰气味溶液：干扰气味根据犬只的喜好程度又分为相似性气味、诱惑性气味、悦鼻性气味和刺鼻性气味。相似性气味，如与海洛因气味相似的腌菜等醋酸类的物质、与摇头丸气味相似的香精气味。由于这些物质的气味与缉毒犬训练的毒品气味具有很强的相似性，因此，如果不进行相似性气味的干扰性训练，就很难使缉毒犬在查缉毒品的过程中达到毒品气味与相似性气味的嗅觉精细分化和高分辨率，从而导致实战中的错误反应；诱惑性气味，如兔尿液、猫尿液等气味会引起犬的一些原始追猎本能，又如肉类食物气味会引起犬只的食欲本能，从而导致犬只对该类气味的重嗅；悦鼻性气味，如死鱼气味（犬类嗅觉与人类相反，人类觉得臭的，犬类则认为是香的悦鼻的），该类会引起犬只重嗅、停滞和舔拭等行为；刺鼻性气味，如辣椒、胡椒、茶叶、辣子等，该类气味对只犬的嗅觉具有刺激性，容易引起犬出现暂时的“嗅抑制”，从而影响缉毒犬的正常反应。综上所述，由于干扰气味极易影响犬只嗅探准确性，诱导其产生非正常的行为，应当有针对性的进行专门训练，才能提高犬只在实战中的抗干扰性。

上述溶液均采用蒸馏水配制，对于难溶于水的标的物，则可采用一定比例的有机溶液与水的混合液作为溶剂，目的是尽量避免有机溶剂自身作为干扰气味或将目标气味物质的粉末置于置物槽中，通过其自然挥发产生目标气味。

犬只训练并不是训练次数越多，时间越长就越好，更为主要的是看每次的训练效果是否达到了预期目标。通过上述系统，可使犬只建立目标气味和奖励物之间条件反射的同时，训练犬只以卧姿为示警方式的条件反射。采用卧姿示警，可避免由于搜索物位置较低时，以其他示警方式导致示警方式不稳定的问题。当犬只学会对卧姿示警后，将训练用行李物品的摆放在静止的传送带上。训练开始时，让犬只在静止的传送带上玩训练物（如网球、毛巾卷等），随着训练的进行，逐渐提高传送带的速度至正常速度，并在运行的传送带上放置行李箱包练习。通过上述过程即可克服犬只对传送带的恐惧心理，同时不断增强犬只在传动带上的搜索能力。现有的传动带训练需要助训员先于犬只到达以便于诱导犬只进行下一步动作，无法实现高效自动化训练。

训练过程中，还应配合一定的空白训练（即没有毒品气味的搜查训练）和挫折训练（即不能让其每次都轻易获得奖励），其目的是在今后的工作中，不可能是每天都能查到毒品，不论有没有毒品或者是训练物，人和犬只都需要认真仔细地工作，并要在无数次没有查获到毒品的任何环境和条件下，均能保持稳定的搜索状态。避免因搜索时间较长时产生烦躁不安的情绪，从而出现错反应的情况。当犬只能够完全适应现场工作环境之后，即可到实际现场进行实战训练，并在完成实战训练后正式“服役”。

实施例2

奖励装置也可直接设置在小车上，具体而言。在小车的基板18上设置用于发射奖励球27的弹簧仓，弹簧仓上的仓门24通过扭簧25铰接，仓门另一侧设置可伸缩的限位装置26，当系统判定为搜查成功时，限位装置26前端迅速回缩，翻板在扭簧25的作用下迅速向一旁旋转，压缩状态的弹簧23释放弹力将奖励球27迅速弹出。采用该结构时，孔板12上应设置与弹簧仓位置相对应的出球口。