应急救援训练智能机器人的制作方法

本发明涉及消防和安全技术领域，具体涉及应急救援训练智能机器人。

背景技术：

目前国际上比较成熟的是医用仿真模拟人，典型的是上海某公司医用仿真模拟人，其具有模拟标准气道开放；人工手位胸外按压指示灯显示，数码记数显示，语言提示：按压位置正确，错误的指示灯显示，数码记数显示，错误的语言提示；按压强度正确(5-6cm区域)，错误(小于5cm大于正确区域)的显示分别由(黄灯-过少、绿灯-适时、红灯-过大)数码指示灯显示CPR按压深度正确，错误的数码记数显示及错误的语言提示；人工口对口呼吸(吹气)的指示灯显示、数码计数显示、语言提示：吹入的潮气量≤500ml-600m-1000mll≤的显示分别由(黄灯-过少、绿灯-适时、红灯-过大)数码指示灯显示吹气量度；正确、错误的数码计数显示及错误的语言提示；按压与人工呼吸比：30∶2(单人或者双人)；操作周期：先有效胸外按压30次再有效2次人工吹气既30：2五个循环周期CPR操作；操作频率：最新国际标准：至少100次/分钟；操作方式：训练操作，考核操作；操作时间：以秒为单位时间计时；语言设定：可进行语言提示设定或关闭语言提示设定；成绩打印：操作结果可热敏打印成绩单；检查瞳孔、颈动脉反应：模拟人抢救成功后，瞳孔由散大变为缩小，颈动脉出现自主搏动的功能。

但是其仅单一针对心肺复苏的培训和考核，而现有技术则缺少一种针对火灾救援、深井救援、地震救援、坍塌救援下人员搜救的被救人员定位、颈椎和脊椎伤员的搬运进行的训练和考核的应急救援训练智能机器人。

现有用于救援的模拟人只是普通的橡皮人，除了在物理尺寸和皮肤弹性度外，与实际人体差别很大。总体上存在三大问题：

1在消防救援上，由于普通橡皮人没有体温，导致浓烟情况下的消防救援训练的红外热像仪无法使用，但是在实际救援中，由于人体具有37℃的体温，在浓烟条件下的红外热像仪可以清晰的看到存活的生命，各省市消防总队、支队迫切呼吁需要一款能具备37℃的体温的智能机器人，使得消防训练更贴近实战，训练效果也大大提高。

2在消防和安全生产应急救援训练中，有一项重要的训练课程：循声救人。尤其在高温和浓烟环境下，循声救人是极其重要的救援手段，但是普通橡皮人不会发声。因此难以进行循声救人的训练。训练课程缺失和救援能力不足已经严重影响到消防和安全生产应急救援能力。消防和安全生产应急救援部门一直呼吁研发出能实现循声救人的智能机器人。

3据美国国家脊椎伤员救助委员会报告中指出，接近80％的脊椎伤员在搬运过程中处置不当，很多脊椎伤员因搬运不当的二次脊椎(颈椎)损伤导致终身瘫痪和死亡，脊椎伤带来的全身瘫痪每年给数十万家庭带来负担。脊椎伤普遍发生在交通事故、火灾和其它事故中跌落、重物坍塌砸伤等情况。然而目前救援人员如何对脊椎伤员的搬运训练只有固定方法和措施而没有考核，救援人员并不确定所实施的搬运是否导致二次损伤，从而导致脊椎伤员在搬运过程中处置不当问题没有根本解决。

另外在意外灾害事故中的救援并不是医护人员承担，往往是有消防和安全生产部门实施，因此对脊椎伤员的搬运训练就更为重要。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种应急救援训练智能机器人，主要针对火灾救援、深井救援、地震救援、坍塌救援下人员搜救的被救人员定位、颈椎和脊椎伤员的搬运进行的训练和考核，实现真实人的物理特征模拟。

为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案：

应急救援训练智能机器人，包括触摸屏控制器、倾角传感器、37℃恒温发热体、喇叭和充电电池：

触摸屏控制器，用于智能机器人数据采集、参数设定、状态监测、语音播放、充电设置，并设有感应单元用以感应救援人员信号；

倾角传感器，与触摸屏控制器之间采用RS485接口连接，以便随时确认机器人的脊椎或颈椎形变角度；

喇叭，与触摸屏控制器通过音频接口连接；

充电电池，与触摸屏控制器之间采用RS485接口连接，充电电池电源输出连接触摸屏控制器、倾角传感器的12V DC电源接口；

37℃恒温发热体，贴服在机器人的外套上，用以模拟人的红外辐射物理特征。

进一步的，所述感应单元为WIFI感应单元或者蓝牙感应单元。

进一步的，智能机器人设有智能呼救模块，通过触摸屏控制器、感应单元及喇叭实现，应用感应技术在救援人员未接近智能机器人时，自动通过喇叭发出语音呼救，在救援人员接近智能机器人时，智能机器人停止呼救。

进一步的，所述倾角传感器至少为三台，形成颈椎、脊椎搬运变形感知阵列，实时测量智能机器人搬运过程中颈椎、脊椎搬运变形大小，当变形超过阈值，智能机器人自动呼叫疼痛，整个搬运过程的变形参数自动记录至触摸屏控制器，用以考核整个搬运过程是否合理正确。

进一步的，所述倾角传感器分别安装在颈椎、背部脊椎及腰部脊椎位置。

进一步的，所述37℃恒温发热体安装在智能机器人前胸及后背位置。

本发明公开的应急救援训练智能机器人，具有以下有益效果：

智能机器人实现37℃的体温，解决了浓烟环境下红外热像仪搜救训练问题；

智能机器人实现机器人智能发声呼救功能，解决了循声救人的救援训练问题；

解决了智能机器人实现脊椎伤员在搬运训练课程中的考核困难的问题。

附图说明

图1是本发明的工作流程图；

图2是本发明的结构框图；

图3是倾角传感器的安装示意图；

图4是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步描述。

实施例1

见图2和图4。

应急救援训练智能机器人，包括触摸屏控制器、倾角传感器、37℃恒温发热体、喇叭和充电电池：

触摸屏控制器，用于智能机器人数据采集、参数设定、状态监测、语音播放、充电设置，并设有感应单元用以感应救援人员信号；

倾角传感器，与触摸屏控制器之间采用RS485接口连接，以便随时确认机器人的脊椎或颈椎形变角度；

喇叭，与触摸屏控制器通过音频接口连接；

充电电池，与触摸屏控制器之间采用RS485接口连接，充电电池电源输出连接触摸屏控制器、倾角传感器的12V DC电源接口；

37℃恒温发热体，为恒温发热电阻，贴服在机器人的外套上，用以模拟人的红外辐射物理特征。

实施例2

本实施例中感应单元为WIFI感应单元。其余技术方案与实施例1相同。

实施例3

本实施例中感应单元为蓝牙感应单元。其余技术方案与实施例1相同。

实施例4

见图1，本实施例中智能机器人设有智能呼救模块，通过触摸屏控制器、感应单元及喇叭实现，应用感应技术在救援人员未接近智能机器人时，自动通过喇叭发出语音呼救，在救援人员接近智能机器人(1～3米可调)时，智能机器人停止呼救。其余技术方案与实施例1相同。

实施例5

见图3，本实施例中倾角传感器为三台，分别安装在颈椎、背部脊椎及腰部脊椎位置，形成颈椎、脊椎搬运变形感知阵列，实时测量智能机器人搬运过程中颈椎、脊椎搬运变形大小，当变形超过阈值，智能机器人自动呼叫疼痛，整个搬运过程的变形参数自动记录至触摸屏控制器，用以考核证搬运过程是否合理正确。其余技术方案与实施例1相同。

实施例6

本实施例中37℃恒温发热体安装在智能机器人前胸及后背位置。其余技术方案与实施例1相同。

本发明在原理救援人员时可自动发出呼救声音，在救援人员到达时，可停止发声；对模拟脊椎伤员的智能机器人，在搬运过程中脊椎(颈椎)变形过大时自动喊叫，在脊椎(颈椎)变形不大情况下保持安静。

具体工作原理如下：

触摸屏控制器作为智能机器人的核心控制单元，通过WIFI感应救援人员(救援人员携带开启WIFI的手机)是否接近，没有感应信号时，触摸屏控制器定时(可任意设置时间间隔)驱动喇叭发出呼救声音；当有感应信号时，触摸屏控制器不再发生呼救声音；触摸屏控制器连续采集三个倾角传感器的角度信息(倾角传感器精度为0.005度)，当三者倾角一致时，自动记录到触摸屏控制器；当三者倾角相差较大时(偏离阈值可以设定)，驱动喇叭发出疼痛声音，同时记录测量的倾角数据。触摸屏控制器通过RS485线可以得到充电电池状态：正在充电，电量不足和电已充满，电池状态显示在触摸屏控制器上。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，而非对其限制；应当指出，尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。