專利名稱：礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及礦井安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種針對礦井工人及救護隊員的模 擬培訓演練系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
礦井工作環(huán)境復雜，災害多發(fā)，其中，頂板災害是指在地下采煤過程中，頂板意外 冒落造成人員傷亡、設備損壞、生產(chǎn)終止等的事故。過去，頂板事故據(jù)資料顯示占全部死亡 人數(shù)的40%以上。現(xiàn)頂板事故雖有減少，但仍是煤礦生產(chǎn)的主要災害之一。為了降低礦井 事故對人的災害，中國相關(guān)安全法規(guī)中規(guī)定了礦山需對職工進行安全教育、培訓，未經(jīng)安全 教育、培訓的，不得上崗作業(yè)。但是目前的安全教育中通常是以傳統(tǒng)的課堂授課或文字材 料的方式，不能構(gòu)建相應的虛擬現(xiàn)實仿真環(huán)境，顯得不夠直觀，不能給被培訓者以深刻的印 象。公開號為CN1821M8A的中國實用新型專利申請公開說明書中公開了一種礦井下 自然災害模擬系統(tǒng)，其設置在廢棄巷道或巷道模型內(nèi)，用以模擬礦井下的自然災害，但其不 是虛擬現(xiàn)實仿真環(huán)境，而是在真實的巷道內(nèi)布置模擬系統(tǒng)，布置難度較大，受環(huán)境影響較 大，而且其只是模擬自然災害，攝像后將圖像信號傳出供人觀看，不能讓人身臨其境，不能 做到人機交互和互動，也不能對演練結(jié)果進行評價。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，為了解決上述問題，本實用新型提出一種礦井頂板災害仿真模擬培訓 演練系統(tǒng)，能讓人身臨其境，并能實現(xiàn)人機交互和互動，還可對演練結(jié)果進行評價。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統(tǒng)，包括主 控計算機、3D環(huán)幕放映子系統(tǒng)、人機交互子系統(tǒng)、同步互動子系統(tǒng)、人體行為檢測子系統(tǒng)和 人體生理監(jiān)測子系統(tǒng)，所述3D環(huán)幕放映子系統(tǒng)、人機交互子系統(tǒng)、同步互動子系統(tǒng)、人體行 為檢測子系統(tǒng)和人體生理監(jiān)測子系統(tǒng)分別與主控計算機電聯(lián)接；所述同步互動子系統(tǒng)包括 揚聲裝置和震動裝置。進一步，所述3D環(huán)幕放映子系統(tǒng)由120°環(huán)形銀幕和4臺投影設備組成；進一步，所述人機交互子系統(tǒng)由電子題板和無線耳麥組成；進一步，所述人體行為檢測子系統(tǒng)包括攝像裝置和分布設置的至少一個光電傳感
裝置；進一步，所述震動裝置包括仿真模擬培訓演練臺、至少4只氣缸，所述氣缸支撐于 所述仿真模擬培訓演練臺下，所述氣缸的活塞外套有減震彈簧；進一步，所述人體生理監(jiān)測子系統(tǒng)包括血壓傳感器、脈搏傳感器和呼吸頻率傳感 器；進一步，所述人體生理監(jiān)測子系統(tǒng)還包括無線收發(fā)裝置，所述無線收發(fā)裝置與主 控計算機電聯(lián)接。[0012]本實用新型的優(yōu)點在于采用計算機3D模擬仿真，虛擬現(xiàn)實等新技術(shù)，可對煤礦 井工，救護隊員的安全意識，煤礦災害事故征兆預判，災害發(fā)生時的心理和處置技能進行培 訓，并給出相應評價。針對煤礦井下頂板災害預兆，發(fā)生過程及災后環(huán)境場景的3D模擬，同 步產(chǎn)生與頂板場景同步的聲、震動等災害動態(tài)環(huán)境，監(jiān)測被訓人員的互動行為，從而到達對 被訓人員的處置行為評判，以及監(jiān)測人體生理參數(shù)，以對被訓者心理和生理狀況進行評價。本實用新型的其它優(yōu)點、目標，和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡 述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或 者可以從本實用新型的實踐中得到教導。本實用新型的目標和其它優(yōu)點可以通過下面的說 明書，權(quán)利要求書，以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

圖1示出了礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統(tǒng)中震動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下將結(jié)合附圖，對本實用新型的具體實施方式
進行說明。參見圖1，礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統(tǒng)，包括主控計算機、3D環(huán)幕放映子 系統(tǒng)、人機交互子系統(tǒng)、同步互動子系統(tǒng)、人體行為檢測子系統(tǒng)和人體生理監(jiān)測子系統(tǒng)，所 述3D環(huán)幕放映子系統(tǒng)、人機交互子系統(tǒng)、同步互動子系統(tǒng)、人體行為檢測子系統(tǒng)和人體生 理監(jiān)測子系統(tǒng)分別與主控計算機電聯(lián)接。所述3D環(huán)幕放映子系統(tǒng)由120°環(huán)形銀幕和4臺投影設備組成，可投影3D影像， 現(xiàn)場沉浸感強；所述人機交互子系統(tǒng)由電子題板和無線耳麥組成，可進行人機互動，將災害現(xiàn)場 參數(shù)和情況通過電子題板和/或無線耳麥傳輸給被訓者，被訓者亦可通過電子題板和無線 耳麥回答相關(guān)問題，以確定其對災害預兆的判斷能力；所述同步互動子系統(tǒng)包括揚聲裝置和震動裝置，用以同步制造災害現(xiàn)場的聲音和 震動等災害動態(tài)環(huán)境，以增強體驗；所述揚聲裝置包括功率放大和揚聲器。當屏幕出現(xiàn)有聲 音的場景時，由控制系統(tǒng)控制，同步播放相應的聲音效果；參見圖2，所述震動裝置包括仿 真模擬培訓演練臺2，以及至少4只氣缸5，所述氣缸5的活塞導桿1支撐于所述仿真模擬 培訓演練臺2下，所述活塞導桿1外套有減震彈簧3，氣缸5可支撐于地面，或和底板4上。所述人體行為檢測子系統(tǒng)包括攝像裝置和光電傳感裝置，所述光電傳感裝置為對 射式紅外傳感器，分布式安裝在培訓演練現(xiàn)場，當人體移動時，人體會擋住光線，從而檢測 出人體的移動，通過圖像識別分析攝像裝置獲得的圖像中的人體移動數(shù)據(jù)，并綜合光電傳 感裝置獲得的人體移動數(shù)據(jù)，作出評判。所述人體生理監(jiān)測子系統(tǒng)包括血壓傳感器、脈搏傳感器、呼吸頻率傳感器和無線 收發(fā)裝置，血壓傳感器、脈搏傳感器和呼吸頻率傳感器獲得的數(shù)據(jù)通過無線收發(fā)裝置發(fā)射 到主控計算機，主控計算機可通過這些數(shù)據(jù)對被訓者的生理和心理狀況進行評估。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并不用于限制本實用新型，顯然，本領(lǐng)域 的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這 樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統(tǒng)，其特征在于包括主控計算機、3D環(huán)幕放映 子系統(tǒng)、人機交互子系統(tǒng)、同步互動子系統(tǒng)、人體行為檢測子系統(tǒng)和人體生理監(jiān)測子系統(tǒng)， 所述3D環(huán)幕放映子系統(tǒng)、人機交互子系統(tǒng)、同步互動子系統(tǒng)、人體行為檢測子系統(tǒng)和人體 生理監(jiān)測子系統(tǒng)分別與主控計算機電聯(lián)接，所述同步互動子系統(tǒng)包括揚聲裝置和震動裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統(tǒng)，其特征在于所述3D環(huán) 幕放映子系統(tǒng)由120°環(huán)形銀幕和4臺投影設備組成。
3.如權(quán)利要求1所述的礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統(tǒng)，其特征在于所述人機 交互子系統(tǒng)由電子題板和無線耳麥組成。
4.使用如權(quán)利要求1所述的礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統(tǒng)，其特征在于所述 人體行為檢測子系統(tǒng)包括攝像裝置和分布設置的至少一個光電傳感裝置。
5.如權(quán)利要求1所述的礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統(tǒng)，其特征在于所述震動 裝置包括仿真模擬培訓演練臺、至少4只氣缸，所述氣缸支撐于所述仿真模擬培訓演練臺 下，所述氣缸的活塞外套有減震彈簧。
6.如權(quán)利要求1所述的礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統(tǒng)，其特征在于所述人體 生理監(jiān)測子系統(tǒng)包括血壓傳感器、脈搏傳感器和呼吸頻率傳感器。
7.如權(quán)利要求6所述的礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統(tǒng)，其特征在于所述人體 生理監(jiān)測子系統(tǒng)還包括無線收發(fā)裝置，所述無線收發(fā)裝置與主控計算機電聯(lián)接。
專利摘要本實用新型涉及礦井安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種針對礦井工人及救護隊員的模擬培訓演練系統(tǒng)，能讓人身臨其境，并能實現(xiàn)人機交互和互動，還可對演練結(jié)果進行評價；本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統(tǒng)，包括主控計算機、3D環(huán)幕放映子系統(tǒng)、人機交互子系統(tǒng)、同步互動子系統(tǒng)、人體行為檢測子系統(tǒng)和人體生理監(jiān)測子系統(tǒng)，所述3D環(huán)幕放映子系統(tǒng)、人機交互子系統(tǒng)、同步互動子系統(tǒng)、人體行為檢測子系統(tǒng)和人體生理監(jiān)測子系統(tǒng)分別與主控計算機電聯(lián)接，所述同步互動子系統(tǒng)包括揚聲裝置和震動裝置。
文檔編號G09B9/00GK201893040SQ20102054288
公開日2011年7月6日 申請日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者劉林, 唐述明, 張廣勛, 張銳睿, 李孝揆, 楊俊燕, 王波, 胡千庭, 趙善揚, 陳迪 申請人:煤炭科學研究總院重慶研究院