一种警犬突击训练装置的制作方法

1.本实用新型属于警犬装备技术领域，具体涉及一种警犬突击训练装置.


背景技术：

2.警犬是需经过专门技术驯服，用于追踪捕咬、搜毒排爆的工作犬。针对大型警犬的体型及速度优势，追捕防暴作为其主要工作内容。但目前绝大多数突击训练活动主要依靠训导员的人工指导调引来完成，警犬的训练数据没有收集，训练过程和训练效果都是由训导员根据经验来完成和评价，整个训练过程不够精准，收效较慢。而体感和运动检测的传感器种类众多，针对人的运动体征检测的可穿戴设备应用也较为成熟，如手表、手环、头盔、智能鞋等。因此考虑将体感和运动传感器设备应用于对警犬的训练和任务中具有可行性。
3.针对问题，专利cn104798695a提出一种智能宠物颈环，可以对宠物的运动量、健康状况进行信息采集，并对环境温湿度监测，为宠物主人提供宠物健康的智能分析。但专利中仅对宠物犬的运动数据和体征参数进行采集和汇总，未对警犬突击任务实施及训练需求提出相应功能支持。实用新型cn204653371u提出一种多功能犬用马甲，具有在警犬的训练活动中体感监测、物理水降温、震动安抚等功能，但专利中仅对体感数据进行生物监测，奖励刺激等，并没有结合警犬突击训练及追捕任务设计对应功能。实用新型专利cn211128198u提出一种基于uwb的警犬智能化救援装备，可以实现高精度的警犬及被救人员的自主定位要求，以及救援人员与被救援人员之间语音对话及语音指令警犬功能。但此实用新型是针对救援任务设计，并没有设计警犬在平时训练中数据采集和应用，且没有考虑到警犬在执行突击任务中隐蔽性的要求。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种警犬突击训练装置，用于解决警犬训练过程不精准，训练效果评价模糊，突击任务监控难等问题。传感器内嵌于胸背带与警犬四肢的关节绷带中，方便佩戴，警犬各类数据易于采集，为训练提供数据支撑，优化训练过程。
5.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
6.一种警犬突击训练装置，包括：用于套装在警犬胸背部位的智能胸背带(1)和用于套装在警犬四肢关节部位的肢关节绷带(2)两部分；
7.所述智能胸背带的内部设置有控制系统，该控制系统包括主控模块(101)、心率血氧模块(102)、体温模块(103)、运动传感器模块(104)、声音传感器模块(105)、 gps定位模块(106)、无线通信模块(107)、震动电机模块(108)、扬声器模块(109) 和4g通讯模块(110)，主控模块(101)分别与心率血氧模块(102)、体温模块(103)、运动传感器模块(104)、声音传感器模块(105)、gps定位模块(106)、无线通信模块(107)、震动电机模块(108)、扬声器模块(109)和4g通讯模块(110)连接；
8.所述肢关节绷带的数量为4组，分别用于套装在警犬的四肢关节部位，其中每组肢
关节绷带上设置有：控制模块(113)、弯曲传感器(111)和子无线通信模块(112)，控制模块(113)分别与弯曲传感器(111)、子无线通信模块(112)连接。
9.在上述技术方案中，所述智能胸背带主要分成背带和胸带两部分，其中，背带用于覆盖于警犬背部，背带的中心位置内嵌所述主控模块(101)、运动传感器模块(104)、 gps定位模块(106)、无线通信模块(107)和4g通讯模块(110)；背带的颈部位置内嵌所述声音传感器模块(105)、扬声器模块(109)、震动电机模块(108)；所述胸带用于覆盖于警犬的前胸部，胸带的对应警犬心脏位置内嵌所述心率血氧模块(102)和体温模块(103)，该心率血氧模块(102)和体温模块(103)与背带中的主控模块(101) 通过有线方式连接。
10.在上述技术方案中，警犬的肢关节绷带是由松紧绷带为载体，在肢关节绷带的对应警犬肢关节后方位置内嵌所述弯曲传感器(111)，在肢关节绷带的对应警犬肢关节外侧位置固定安装所述控制模块(113)及子无线通信模块(112)。
11.在上述技术方案中，所述智能胸背带的主控模块(101)采用stm32f103芯片，负责处理由各个传感器采集的警犬各种传感数据，并通过4g通讯模块(110)上传数据至训导员的上位系统以及接收训导员端的上位系统传下来的语音及震动控制命令。
12.在上述技术方案中，所述心率血氧模块(102)采用美信半导体的max30102，所述体温模块(103)采用美信半导体的max30205。
13.在上述技术方案中，所述运动传感器模块(104)采用mpu9250九轴姿态加速度传感器模块。
14.在上述技术方案中，所述声音传感器模块(105)采用max4466麦克风前置放大器模块。
15.在上述技术方案中，所述gps定位模块(106)采用atgm336h。
16.在上述技术方案中，所述智能胸背带中的无线通信模块(107)和肢关节绷带中的子无线通信模块(112)均采用汇承的hc-08蓝牙模块。
17.在上述技术方案中，所述震动电机模块(108)采用震动马达。
18.本实用新型的优点和有益效果为：
19.1.本实用新型智能胸背针对警犬的身体构造和生活习性，将大多数传感器内嵌于背带，确保警犬佩戴的舒适性；考虑到犬类颈部肌肉的敏感性，将震动马达内嵌于背带的颈部位置；由于犬类胸部皮毛易于修剪裸露，将警犬体征传感器内嵌于胸带，信号精准，佩戴美观；在警犬四肢的关节处通过松紧绷带的形式嵌入弯曲传感器，易于穿戴，方便运动。
20.2.本实用新型在训练前期收集警犬的心率、血氧、体温体征数据，及犬吠声频和频率。警犬体征与犬吠频率的基准值随着季节和年龄变化修正，精确反应警犬的身体健康情况，通过犬吠频率判断警犬环境是否有陌生人进入、环境突变等危急情况出现。
21.3.本实用新型通过运动传感器和关节弯曲传感器采集的数据，可评估警犬在奔跑、弹跳等训练项目时的运动姿态及四肢发力情况，并可基于此判断其四肢是否关节病变、运动受伤。
22.4.本实用新型在训练过程中可以收集警犬的心率血氧数据、体温数据、运动数据(奔跑速度、旋转速度)等，用于根据参数基准值判断警犬的训练强度是否达到上限，处于疲劳状态，分析警犬特长，制定警犬的个性化训练方案，调节训练活动及训练节奏。
23.5.本实用新型支持对警犬的远程训练及任务执行。训导员通过gps定位坐标查看
警犬的位置，并通过扬声器对警犬下达指令，此外，可根据突袭任务需求选择下达震动指令。
附图说明
24.图1是本实用新型外观设计图。
25.图2是本实用新型警犬智能胸背系统硬件结构图。
26.图3是本实用新型警犬智能胸背中背带结构示意图。
27.图4是本实用新型警犬智能胸背中胸带结构示意图。
28.图5是本实用新型非训练时软件流程图。
29.图6是本实用新型训练时软件流程图。
30.对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
31.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
32.参见附图1，一种警犬突击训练装置，包括：用于套装在警犬胸背部位的智能胸背带 1和用于套装在警犬四肢关节部位的肢关节绷带2两部分。
33.如图2所示，所述智能胸背带的内部设置有控制系统，该控制系统包括主控模块101、心率血氧模块102、体温模块103、运动传感器模块104、声音传感器模块105、gps定位模块106、无线通信模块107、震动电机模块108、扬声器模块109和4g通讯模块110，主控模块101分别与心率血氧模块102、体温模块103、运动传感器模块104、声音传感器模块105、gps定位模块106、无线通信模块107、震动电机模块108、扬声器模块109 和4g通讯模块110连接。
34.所述肢关节绷带的数量为4组，分别用于套装在警犬的四肢关节部位，其中每组肢关节绷带上设置有：控制模块113、弯曲传感器111和子无线通信模块112，控制模块113 分别与弯曲传感器111、子无线通信模块112连接。
35.进一步的说，参见附图3和图4(并结合图1)，所述智能胸背带主要分成背带和胸带两部分，其中，背带用于覆盖于警犬背部，背带的中心位置内嵌所述主控模块101、运动传感器模块104、gps定位模块106、无线通信模块107和4g通讯模块110；背带的颈部位置内嵌所述声音传感器模块105、扬声器模块109、震动电机模块108(具体布局见背带结构示意图3)；所述胸带用于覆盖于警犬的前胸部，胸带的对应警犬心脏位置内嵌所述心率血氧模块102和体温模块103(具体布局见胸带结构示意图4)，该心率血氧模块102和体温模块103与背带中的主控模块101通过有线方式连接。
36.进一步的说，警犬的肢关节绷带是由松紧绷带为载体，在肢关节绷带的对应警犬肢关节后方位置内嵌所述弯曲传感器111，在肢关节绷带的对应警犬肢关节外侧位置固定安装所述控制模块113及子无线通信模块112。肢关节绷带中的控制模块113通过子无线通信模块112和无线通信模块107向智能胸背带中的主控模块101发送数据。
37.进一步的说，所述主控模块101采用stm32f103芯片，负责处理由各个传感器采集
的警犬各种传感数据，并通过4g通讯模块110上传数据至训导员的上位系统以及接收训导员端的上位系统传下来的语音及震动控制命令。
38.进一步的说，所述心率血氧模块102采用美信半导体的max30102，所述体温模块 103采用美信半导体的max30205。非训练时，用于采集警犬的心率、血氧、体温的基准数据，在训练及任务时，用于对比基准数据，判断警犬的兴奋度、疲劳度等特征量。
39.进一步的说，所述运动传感器模块104采用mpu9250九轴姿态加速度传感器模块，与主控模块101相连接。采集警犬在训练运动过程中的加速度与角速度，结合警犬的年龄、体重、身长等基础数据，分析警犬在捕咬训练中的特长与不足，针对其特性制定个性化训练内容。
40.进一步的说，所述声音传感器模块105采用max4466麦克风前置放大器模块，实现电容式咪头音频信号放大，模拟输入至主控模块101。收集警犬平时、训练、任务时的吠声，用于声频数据分析后，判断警犬的意图。
41.进一步的说，所述gps定位模块106采用atgm336h，与主控模块101相连接。警犬在远程执行任务时，其行为的坐标信息，通过串口传输至主控模块，训导员可通过上位系统观察警犬位置，下达指令。
42.进一步的说，所述无线通信模块107和子无线通信模块112均采用汇承的hc-08蓝牙模块，采用ble4.0协议，实现肢关节绷带中的控制模块113向智能胸背带中的主控模块101发送数据。
43.进一步的说，所述震动电机模块108采用震动马达，与主控模块相连接。配合扬声器实现训导员的远程调控警犬。在执行突击任务中，考虑任务的隐蔽性，可选择单独下达震动指令；此外，在训练中，可安抚警犬，正向激励。
44.进一步的说，所述扬声器模块109采用冠亲的大扬声器模块，与主控模块相连接，配合震动马达实现训导员的远程语音调控警犬。
45.本实用新型可在非训练时不断收集警犬的体征(心率、血氧、体温)数据，以及犬吠声频，修正数据基准值，以适应季节与警犬年龄变化，精确反应警犬的身体健康情况，并通过犬吠频率判断警犬环境是否有陌生人进入、环境突变等危急情况出现，如图5所示。
46.本实用新型在训练时通过与体征基准数据对比，以及运动四肢关节弯度判断警犬是否运动过度，处于疲劳状态，提示报警；通过心率和犬吠频率判断警犬是否喜欢当前训练活动，处于兴奋状态，并对兴奋点标定。此外，采集警犬速度、加速度、角速度等运动数据，与历史数据和横向数据对比，查验训练效果，针对警犬特点，制定个性化训练方案，如图6所示。
47.为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
48.而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者
顺序。
49.以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。