Тренажер для оценки работоспособности человека

Изобретение относится к тренажерам для оценки работоспособности горнорабочих, включенных в изолирующий дыхательный аппарат, в период возникновения аварийной ситуации и организации эвакуации подземного персонала из аварийной зоны на поверхность. Тренажер для оценки работоспособности человека включает изолирующий дыхательный аппарат, подсистему оценки физиологического состояния человека, включающую датчики артериального давления, частоты пульса, температуры, регистрации пневмотахограмм, беговую дорожку, процессор. Тренажер располагается в камере-имитаторе, геометрические размеры которой соответствуют реальному размеру горной выработки, а корпус выполнен из теплоизолированных и светонепроницаемых материалов, на потолочном перекрытии камеры-имитатора жестко закреплены потолочная балка, устройство для подогрева - охлаждения воздуха, соединенное с датчиками температуры и влажности, которые установлены на боковых стенах корпуса, и резервуар газа, соединенный с датчиками контроля концентрации газа, установленными на боковых стенах корпуса камеры-имитатора, беговая дорожка, представляет собой движущуюся ленту, натянутую на вращающиеся цилиндры, которые соединены через ременную передачу с мотором, и подъемные механизмы, а к потолочной балке, расположенной над лентой беговой дорожки, через подшипник с регулируемым усилием вращения прикреплен груз. 1 ил.

 

Изобретение относится к тренажерам для оценки работоспособности горнорабочих, включенных в изолирующий дыхательный аппарат, в период возникновения аварийной ситуации и организации эвакуации подземного персонала из аварийной зоны на поверхность.

Известен стенд - имитатор внешнего дыхания человека (авторское свидетельство СССР №459242, опубл. 05.02.1975 г.), который снабжен устройством автоматической стабилизации концентрации углекислого газа в выдыхаемом воздухе путем коррекции путем коррекции частоты и объема дыхания, содержащим следящий газоанализатор концентрации углекислого газа, задатчик этой концентрации, блок сравнения текущего значения концентрации углекислого газа, установленного на задатчике, задатчик соотношения коррекций частоты и объема, регуляторы частоты и объема и соединенный с ними блок управления, выдающий корректирующие сигналы регуляторам.

Недостаток известного тренажера в том, что он не дает возможности осуществлять оценку работоспособности человек, включенного в изолирующий дыхательный аппарат.

Известно устройство для контроля физиологических параметров человека (патент РФ №2543293, опубл. 27.02.2015 г.), содержащее блок датчиков контроля физиологических параметров, блок измерения физиологических параметров, блок управления в виде многоканального процессора обработки сигнала, дисплей и блок памяти и дополнительно снабженное блоком терапевтического воздействия, блоком выбора вида контроля физиологических параметров, блоком эталонных значений физиологических параметров, блоком информационных данных пациента, блоком анализа измеренных физиологических параметров.

Недостаток известного тренажера в том, что он не позволяет имитировать двигательную и динамическую нагрузку на человека, которая имеет место в реальных условиях.

Известен стенд для исследования динамических характеристик тела человека (авторское свидетельство СССР №1553053, опуб. 30.06.1990 г.), который содержит последовательно соединенные генератор механических вибрационных колебаний, динамометр, виброизмерительный преобразователь скорости, подвижную платформу и опорную пластины.

Недостаток известного стенда состоит в том, что он не позволяет определять воздействие физических нагрузок на процесс дыхания и далее на работоспособность человека.

Известен стенд для испытания дыхательных аппаратов (авторское свидетельство СССР №720851, опубл. 07.12.1-984 г.), который включает побудитель движения воздуха, имитирующий дыхание человека и выполненный с возможностью соединения с маской дыхательного аппарата.

Недостатком известного стенда является отсутствие возможности имитации воздействие физических нагрузок на дыхательный процесс.

Известно измерительное устройство для оценки состояния органов дыхания (патент РФ №2516388, опубл. 20.05.2014 г.), которое содержит датчик, приспособление для его крепления и регистрирующий прибор, причем датчик содержит винипросовую пластину прямоугольной формы, на которой намотана константановая проволока в виде плотной спирали, для измерения частоты дыхания человека.

Недостатком известного измерительного устройства является отсутствие возможности имитации воздействие на органы дыхания реальных условия, которые характерны для реальных горных выработок

Известен универсальный тренажер, моделирующий работу человека в изолирующих дыхательных аппаратах (патент РФ №2597574, опубл. 20.01.2015 г.), принятый за прототип, универсальный тренажер включает изолирующий дыхательный аппарат, подсистему оценки физиологического состояния человека, включающая датчики артериального давления, частоты пульса, температуры, а также датчик регистрации пневмотахограмм, беговую дорожку, процессор.

Недостаток известного универсального тренажера состоит в невозможности имитировать влияние на работоспособность человека, включенного в промышленный образец изолирующего дыхательного аппарата реальных климатических и химических параметров рудничного воздуха.

Техническим результатом является получение возможности оценки работоспособности человека, включенного в изолированных дыхательный аппарат, при выполнении действий, адекватных действиям в условиях реальных горных выработок при возникновении аварийной ситуации.

Технический результат достигается тем, тренажер располагается в камере-имитаторе, геометрические размеры которой соответствуют реальному размеру горной выработки, а корпус выполнен из теплоизолированных и светонепроницаемых материалов, на потолочном перекрытии камеры-имитатора жестко закреплены потолочная балка, устройство для подогрева - охлаждения воздуха, соединенное с датчиками температуры и влажности, которые установлены на боковых стенах корпуса, и резервуар газа, соединенного с датчиками контроля концентрации газа установленными на боковых стенах корпуса камеры - имитатора, беговая дорожка, представляет собой движущуюся ленту, натянутую на вращающиеся цилиндры, которые соединены через ременную передачу с. мотором, и подъемные механизмы, а к потолочной балке, расположенной над лентой беговой дорожки через подшипник с регулируемым усилием вращения прикреплен груз.

Тренажер для оценки работоспособности человека поясняется следующим чертежом:

Фиг. 1 - внешний вид тренажера, где:

1 - изолирующий дыхательный аппарат;

2 - человек;

3 - датчики артериального давления;

4 - датчик частоты пульса;

5 - датчик температуры тела;

6 - датчик регистрации пневмотахограмм;

7 - беговая дорожка;

8 - процессор;

9 - камера-имитатор;

10 - корпус;

11 - потолочное перекрытие;

12 - устройство для подогрева - охлаждения;

13 - внутренний воздух;

14 - датчики температуры и влажности;

15 - резервуар для газа;

16 - подаваемый газ;

17 - датчики контроля концентрации газа;

18 - движущаяся лента;

19 - перила ограждения;

20 - вращающиеся цилиндры;

21 - мотор;

22 - ременная передача;

23 - подъемные механизмы;

24 - потолочная балка;

25 - подшипник с регулируемым усилием вращения;

26 - груз.

Тренажер для оценки работоспособности человека (фиг. 1) включает камеру-имитатор 9, состоящую из корпуса выполненного из теплоизолированных и светонепроницаемых материалов и потолочного перекрытия 11, на котором жестко закреплены потолочная балка 24, геометрические размеры камеры-имитатора, соответствуют реальному размеру горной выработки. На потолочном перекрытии 11 жестко закреплены устройство для охлаждения - подогрева 12 и резервуар для газа 15, которые связанны установленными на боковых стенах корпуса камеры 10 датчиками температуры и влажности 14 и датчиками контроля концентрации газа 17. Беговая дорожка 7, состоит из движущейся ленты 18, натянутой на вращающиеся цилиндры 20, которые соединены через ременную передачу 22 с мотором 21, и подъемных механизмов 23, размещенных под вращающимися цилиндрами 20. По краям беговой дорожки установлены перила ограждения 19. К потолочной балке 24 над движущейся лентой 18 беговой дорожки 7 через подшипник с регулируемым усилием вращения 25 прикреплен груз 26. Процессор 8 связан с движущейся лентой 18, подъемными механизмами 23 и подшипником с регулируемым усилием вращения 25.

Оценка работоспособности человека на основе тренажера осуществляется следующим образом. Перед выполнением процедуры оценки работоспособности в процессор 8 вводится информация о величинах и динамике физических нагрузок, характеризующих деятельность горнорабочего при возникновении, эвакуации и ликвидации аварийной ситуации: предполагаемая скорость движения человека 2 по выработке, маршрутное изменение уклона выработки, прогнозные физические нагрузки, которые должен выполнять рабочий.

По этим данным управляющий блок процессора определяет скорость перемещения движущейся ленты 18 беговой дорожки 7, а также усилие, с которое должен перемещаться груз 26. Для создания этого усилия выбирается необходимый режим вращения подшипника 22. Управление скоростью движения ленты 15 беговой дорожки 7 и угла ее наклона выполняется с помощью мотора 21 и ременной передачи 22, которые передают вращение на цилиндры 20. Для изменения угла наклона ленты беговой дорожки 7 используются подъемные механизмы 23.

За счет работы устройства для подогрева - охлаждения 12 в камере-имитаторе 9 обеспечиваются климатические параметры внутреннего воздуха 13, идентичные аналогичным параметрам в реальной горной выработке. Контроль этих параметров осуществляется датчиками температуры и влажности 14. Аналогичным образом происходит создание в камере -имитаторе 9 газового режима, аналогичного режиму в реальной горной выработке. Для этого задействуется резервуар для газа 15, откуда в камеру-имитатор 9 подается, газ 16, концентрация которого контролируется датчиками контроля концентрации газа 17.

Испытуемый человек 2 устанавливается на движущуюся ленту 18 беговой дорожки 7. Равновесие человека обеспечивается за счет перил ограждения 19. На человеке закрепляется изолирующий дыхательный аппарат 1 и укрепляются датчики артериального давления 3, частоты пульса 4, температуры 5 и регистрации пневмотахограмм 6, которые передают информацию о данных измерений на процессор 8.

В процессе проведения испытаний в соответствии с заданными условиями изменяются скорость движения ленты беговой дорожки, угол ее наклона и физическая нагрузка. При этом вычисляемые на основе пневмотахограммы объемные скорости потоков вдыхаемого Qвдох и выдыхаемого Qвыдох воздуха на протяжении дыхательного цикла используются для определения эффективного времени работы человека, включенного в изолирующий дыхательный аппарат, т.е. времени в течение которого выполняется условие Qвыдох./Qвдох.>1. За пределом этого условия использование изолирующих дыхательных аппаратов становится нецелесообразным. Одновременно с объемными скоростями потоков вдыхаемого Qвдох и выдыхаемого Qвыдох воздуха также измеряются величины артериального давления, частоты пульса и температуры, используемые в дальнейшем для установления физиологического состояния испытуемого.

На основании проведенных испытаний устанавливают или физиологические возможности людей для выполнения требуемых работ в изолирующем дыхательном аппарате, или определяют необходимость проведения их дополнительного тренинга.

Как показывают результаты шахтных испытаний людей, включенных в изолирующий дыхательный аппарат, что почти у 80% испытуемых, продолжительность работы в дыхательном аппарате оказалось меньше времени, требуемого для выхода людей из зоны опасности.

Тренажер для оценки работоспособности человека, включающий изолирующий дыхательный аппарат, подсистему оценки физиологического состояния человека, включающую датчики артериального давления, частоты пульса, температуры, регистрации пневмотахограмм, беговую дорожку, процессор, отличающийся тем, что тренажер располагается в камере-имитаторе, геометрические размеры которой соответствуют реальному размеру горной выработки, а корпус выполнен из теплоизолированных и светонепроницаемых материалов, на потолочном перекрытии камеры-имитатора жестко закреплены потолочная балка, устройство для подогрева - охлаждения воздуха, соединенное с датчиками температуры и влажности, которые установлены на боковых стенах корпуса, и резервуар газа, соединенный с датчиками контроля концентрации газа, установленными на боковых стенах корпуса камеры-имитатора, беговая дорожка представляет собой движущуюся ленту, натянутую на вращающиеся цилиндры, которые соединены через ременную передачу с мотором, и подъемные механизмы, а к потолочной балке, расположенной над лентой беговой дорожки, через подшипник с регулируемым усилием вращения прикреплен груз.



 

Похожие патенты:

Предлагаемое изобретение относится к области военной техники, а точнее к средствам отработки практических навыков взаимодействия операторов и наводчиков различных систем вооружения при имитации ближнего боя при стрельбе прямой наводкой.

Группа изобретений относится к устройствам ввода данных посредством усилий пользователя в системах симуляции виртуальной реальности. Система содержит систему растяжек для закрепления физического тела так, что она способна удерживать тело в положении устойчивого равновесия с возможностью вращения тела вокруг как минимум одной оси, проходящей вблизи от его центра масс.

Изобретение относится к техническим средствам обучения и является средством информационного обеспечения руководителя занятия с боевыми расчетами зенитного ракетного комплекса (ЗРК) в системе поддержки принятия его решения о качестве их подготовки.

Способ относится к области имитационного статистического моделирования локомотивных систем навигации. Система, реализующая способ, включает индикатор для отображения статических характеристик, имитационный модуль для формирования выходной информации навигационных измерителей, навигационный модуль для реализации алгоритмом комплексной обработки навигационной информации и связывающий их модуль интерфейса.

Изобретение относится к области информационно-коммуникационных технологий, а именно к оборудованию, обеспечивающему подготовку судоводителей. Комплексный тренажер содержит подготовленные упражнения, установленные на компьютере, который назначен пультом управления инструктора.

Группа изобретений относится к способу и системе для автоматизированного конфигурирования имитационных моделей беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Для осуществления способа предварительно задают описание всех подлежащих конфигурированию элементов имитационной модели и преобразуют их на языке программирования высокого уровня, осуществляют хранение исходного кода и его транслирование в машинный код.

Изобретение относится к учебно-тренировочным средствам по подготовке экипажа и кабинного состава вертолета к действиям, необходимым для выживания в особых (аварийных и катастрофических) ситуациях, которые в силу различных причин могут возникнуть при полетах над водной поверхностью различных акваторий, в том числе над штормовым морем.

Изобретение относится к методам обучения экипажей космических аппаратов. Способ включает воспроизведение заданий одному или нескольким космонавтам (К), регистрацию параметров, характеризующих выполнение К заданий, сравнение полученных данных с задаваемыми значениями и определение уровня готовности К.

Программно-аппаратный тренажер комплексной аппаратной связи МП-2ИМ (ПАТ КАС МП-2ИМ) предназначен для обучения принципам работы каждого члена экипажа комплексной аппаратной связи МП-2ИМ в отдельности, обучения совместной работе членов экипажа МП-2ИМ.

Многофункциональный центр управления движением и моделирования динамики летательных аппаратов содержит быстровозводимые здания в виде сборно-разборных модулей каркасной конструкции, каналы связи, командный блок, учебный блок, серверный блок, навигационный блок, пользовательский блок, мобильный блок, блок наземных робототехнических средств.

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания человека от воздействия низких температур окружающей среды и может применяться при нахождении на воздухе при низких температурах до -60°С.

Изобретение относится к складным фильтрующим респираторам с лицевой маской, в частности к респираторам с основной частью маски, содержащей складную центральную часть.

Дыхательный аппарат со сжатым воздухом (ДАСВ) или автономный дыхательный аппарат (АДА) широко применяются в средах, где нет воздуха, пригодного для дыхания, и в чрезвычайных ситуациях.

Изолирующий дыхательный аппарат на химически связанном кислороде предназначен для защиты органов дыхания в аварийной ситуации. Изолирующий дыхательный аппарат на химически связанном кислороде содержит установленный в дыхательном мешке патрон с регенеративным продуктом и промежуточной камерой со штуцером, соединенным гофрированной трубкой с узлом изоляции органов дыхания, и снабженной окнами, соединяющими камеру с полостью дыхательного мешка.

Изобретение относится к конструкции кассет для снаряжения поглотительных патронов в средствах защиты органов дыхания. Кассета для поглотительного патрона (1) содержит лист поглотителя продукта (2) в виде сплошной ленты либо в виде нескольких листов, которые намотаны на центральную трубку (3) по спирали.

Изолирующий дыхательный аппарат на химически связанном кислороде предназначен для защиты органов дыхания в аварийной ситуации с повышенной комфортностью. Изолирующий дыхательный аппарат на химически связанном кислороде содержит лицевую часть, регенеративный патрон, пусковое устройство, клапанную коробку, дыхательный мешок, хемосорбент, шланги вдоха и выдоха, установленное на шланге выдоха устройство регулирования, выполненное в виде воздуховода с распределительным клапаном, управляемым гибкой связью, закрепленной на противоположной клапану стороне дыхательного мешка.

Изобретение относится к фильтрующим средствам индивидуальной защиты органов дыхания. Респиратор содержит на голове человека крепление с фильтром очистки воздуха, маску с обратным клапаном и уплотнительными элементами.
Изобретения относятся к экологии и могут применяться в быту и на работе для защиты органов дыхания человека в температурно некомфортных условиях. Респиратор-кондиционер содержит маску и теплообменник, соединенные между собой последовательно.

Изобретение относится к технологии и оборудованию для изготовления слоистых изделий из разнородных листовых термопластичных материалов и преимущественно может быть использовано для полуавтоматической сборки в пакет методом одномоментного точечного термического сваривания тканых и волокнистых слоев фильтрующих и сорбционно-фильтрующих материалов в технологическом цикле изготовления средств индивидуальной защиты органов дыхания, прежде всего легких респираторов.

Изобретение относится к изолирующим дыхательным аппаратам, обеспечивающим жизнедеятельность человека в атмосфере, не пригодной для дыхания. Данный аппарат может применяться горноспасателями для работы в шахтах.

Изобретение относится к тренажерам для оценки работоспособности горнорабочих, включенных в изолирующий дыхательный аппарат, в период возникновения аварийной ситуации и организации эвакуации подземного персонала из аварийной зоны на поверхность. Тренажер для оценки работоспособности человека включает изолирующий дыхательный аппарат, подсистему оценки физиологического состояния человека, включающую датчики артериального давления, частоты пульса, температуры, регистрации пневмотахограмм, беговую дорожку, процессор. Тренажер располагается в камере-имитаторе, геометрические размеры которой соответствуют реальному размеру горной выработки, а корпус выполнен из теплоизолированных и светонепроницаемых материалов, на потолочном перекрытии камеры-имитатора жестко закреплены потолочная балка, устройство для подогрева - охлаждения воздуха, соединенное с датчиками температуры и влажности, которые установлены на боковых стенах корпуса, и резервуар газа, соединенный с датчиками контроля концентрации газа, установленными на боковых стенах корпуса камеры-имитатора, беговая дорожка, представляет собой движущуюся ленту, натянутую на вращающиеся цилиндры, которые соединены через ременную передачу с мотором, и подъемные механизмы, а к потолочной балке, расположенной над лентой беговой дорожки, через подшипник с регулируемым усилием вращения прикреплен груз. 1 ил.

Наверх