CN109850158A - 一种飞行员疲劳预警座椅 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种飞行员疲劳预警座椅，包括坐垫，坐垫上连接有靠背，所述靠背上开设有滑槽，滑槽上滑动连接有连接杆，连接杆上连接有头盔，所述头盔内设有心率传感器；所述靠背的两侧分别设有一抗荷腰带和抗荷腿带所述坐垫上设有充气泵以及用于给抗荷腰带和抗荷腿带充抽气的抽气泵；所述靠背上设有音响和刺激装置；所述坐垫设有疲劳监测装置、处理器以及电源装置。本发明通过检测飞行员飞行过程中臀部不同部位的压力值改变，肌电信号改变来来判断飞行员此刻是否疲劳，如果飞行员疲劳则使用物理刺激使得飞行员提高警惕，如果飞行员多次疲劳，次提示副驾驶的飞行员要注意操作，从而保证飞机运行的安全。
Description
技术领域
本发明涉及飞行设备领域，特别涉及一种飞行员疲劳预警座椅。
背景技术
随着国防与军队改革的深入推进，空军也向着“空天一体、攻防兼备”的战略目标转型，军事飞行员的实战化训练强度也势必进一步提高。一方面，军事飞行活动是一种危险度高、人机交互复杂的空中任务，需要飞行员付出较大的脑力与体力资源用于维持良好的飞行能力。另一方面，随着新一代战机快速更新换代，飞行员越来越成为“人-机-环-任务系统”中较为薄弱的环节。当无法承巨大脑力负荷时，飞行员将会出现生理心理功能的下降，进而引起飞行能力的降低，可能会危及飞行安全，甚至酿成飞行事故。因此，对飞行员脑力负荷的快速评估则成为航空医学领域的重要问题之一，对预防飞行员脑力负荷引起的人因失误具有重大的现实意义；同时，准确预警飞行员脑力疲劳状态对于飞行科目的实时及任务时长的限定提供客观的参考依据。
目前，疲劳的检测方法多基于疲劳状态发生时机体生理心理功能变化，有主观测量与客观测量之分。虽然，主观测量方法评估作业人员主观程度的信度与效度都良好，但它们并不能真实地反映疲劳人员的生理心理功能下降程度。此外，生理功能改变的客观检测方法，如脑区激活状态、心率变异性(Heart rate variability,HRV)、眼部行为指标、血压脉搏改变、神经内分泌变化等都被视为疲劳评估不可或缺的方法，但有些方法由于理论复杂、操作不易等原因仍不具备在飞行员群体中大规模推广应用的条件。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种飞行员疲劳预警座椅，通过检测飞行员飞行过程中臀部不同部位的压力值改变，肌电信号改变来来判断飞行员此刻是否疲劳，如果飞行员疲劳则使用物理刺激使得飞行员提高警惕，如果飞行员多次疲劳，次提示副驾驶的飞行员要注意操作，从而保证飞机运行的安全。
为此，本发明提供一种飞行员疲劳预警座椅，包括坐垫，坐垫上连接有靠背，所述靠背上开设有滑槽，滑槽上滑动连接有连接杆，连接杆上连接有头盔，所述头盔内设有用于监测心率的心率传感器；所述靠背的两侧分别设有一用于保护飞行员的抗荷腰带，两抗荷腰带通过第一电磁扣连接，每一个抗荷腰带均与安全带的一端连接，安全带的另一端设于所述靠背的一侧；所述坐垫的两侧分别设有一用于保护飞行员的抗荷腿带，每一个抗荷腿带的两端分别通过第二电磁扣连接；所述坐垫上设有用于给抗荷腰带和抗荷腿带充气的充气泵以及用于给抗荷腰带和抗荷腿带充抽气的抽气泵；所述靠背上设有音响和用于物理刺激飞行员从而提高飞行员精神状态的刺激装置；所述坐垫设有用于检测飞行员是否疲劳的疲劳监测装置、处理器以及电源装置；
当所述处理器检测到所述第一电磁扣和第二电磁扣全部扣上，处理器控制充气泵对抗荷腰带和抗荷腿带进行充气，当达到设定的充气时间时，处理器关闭充气泵；心率传感器将检测到的心率数据实时的发送到处理器，疲劳监测装置将检测到的是否疲劳数据发送到处理器；处理器接收心率数据和疲劳数据，并根据疲劳数据判断飞行员是否疲劳，当飞行员疲劳时，处理器向刺激装置发出刺激信号，使得刺激装置击打飞行员的背部，如果在设定的时间内连续三次向刺激装置发出刺激信号，处理器向音响发出信号，音响在接受到信号的时候发出提醒飞行副驾驶人员的声音；同时处理器将飞行员的心率数据和疲劳数据进行存储，并定期将存储的数据上传至服务器；当所述处理器检测到所述第一电磁扣和第二电磁扣全部打开，处理器控制抽气泵对抗荷腰带和抗荷腿带进行抽气，当达到设定的抽气时间时，处理器关闭抽气泵。
较佳地，所述疲劳监测装置包括坐板，所述坐板设于所述坐垫上，坐板上设有若干压力传感器，坐板下设有控制器；所述压力传感器将所检测到的压力数据发送至控制器，控制器接收压力传感器所检测的压力数据，并且各个位置的压力数据判断飞行员是否疲劳，并向处理器发送疲劳数据，所述疲劳数据包括已疲劳数据和未疲劳数据，当各个位置的压力数据在设定的检测时间内超过设定压力范围的次数时，判断飞行员处于疲劳状态，则向处理器发送已疲劳数据，反之，则发送未疲劳数据。
较佳地，多个所述压力传感器在坐板上成阵列形式分布。
较佳地，所述刺激装置包括设于靠背背部的凹槽，所述凹槽内设有电动推杆，电动推杆的杆头上设有击打块；所述刺激信号为电动推杆的推进信号，当处理器发送刺激信号给电动推杆时，电动推杆向前推进后缩回，从而推动击打块向前运动后缩回，击打飞行员的背部。
较佳地，所述刺激装置有多个，且分别位于飞行员背部穴位所对应靠背的位置上。
较佳地，所述刺激装置包括设于头盔内部用于电刺激头部穴位的电击头；所述刺激信号为电击头的电击信号，当处理器发送刺激信号给电击头时，电击头放电刺激头部穴位。
本发明的有益效果：本发明实施例中，提供一种飞行员疲劳预警座椅，通过检测飞行员飞行过程中臀部不同部位的压力值改变，肌电信号改变来来判断飞行员此刻是否疲劳，如果飞行员疲劳则使用物理刺激使得飞行员提高警惕，如果飞行员多次疲劳，次提示副驾驶的飞行员要注意操作，从而保证飞机运行的安全；同时将抗荷服与座椅向结合，使得飞行员在座椅上就可以穿戴抗荷服，同时在上下飞机的时候，穿着便装非常方便。
附图说明
图1为本发明提供的一种飞行员疲劳预警座椅的整体结构示意图；
图2为本发明提供的一种飞行员疲劳预警座椅从正面看的整体结构示意图。
附图标记说明：
1、头盔；2、安全带；3、抗荷腰带；4、抗荷腿带；5、坐垫；6、疲劳监测装置；7、靠背；8、音响；9、刺激装置；10、滑槽。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1-2所示，本发明实施例提供了一种飞行员疲劳预警座椅，包括坐垫5，坐垫5上连接有靠背7，所述靠背7上开设有滑槽10，滑槽10上滑动连接有连接杆，连接杆上连接有头盔1，所述头盔1内设有用于监测心率的心率传感器；所述靠背7的两侧分别设有一用于保护飞行员的抗荷腰带3，两抗荷腰带3通过第一电磁扣连接，每一个抗荷腰带3均与安全带2的一端连接，安全带2的另一端设于所述靠背7的一侧；所述坐垫5的两侧分别设有一用于保护飞行员的抗荷腿带4，每一个抗荷腿带4的两端分别通过第二电磁扣连接；所述坐垫5上设有用于给抗荷腰带3和抗荷腿带4充气的充气泵以及用于给抗荷腰带3和抗荷腿带4充抽气的抽气泵；所述靠背7上设有音响8和用于物理刺激飞行员从而提高飞行员精神状态的刺激装置9；所述坐垫5设有用于检测飞行员是否疲劳的疲劳监测装置6、处理器以及电源装置；
当所述处理器检测到所述第一电磁扣和第二电磁扣全部扣上，处理器控制充气泵对抗荷腰带3和抗荷腿带4进行充气，当达到设定的充气时间时，处理器关闭充气泵；心率传感器将检测到的心率数据实时的发送到处理器，疲劳监测装置6将检测到的是否疲劳数据发送到处理器；处理器接收心率数据和疲劳数据，并根据疲劳数据判断飞行员是否疲劳，当飞行员疲劳时，处理器向刺激装置9发出刺激信号，使得刺激装置9击打飞行员的背部，如果在设定的时间内连续三次向刺激装置9发出刺激信号，处理器向音响8发出信号，音响8在接受到信号的时候发出提醒飞行副驾驶人员的声音；同时处理器将飞行员的心率数据和疲劳数据进行存储，并定期将存储的数据上传至服务器；当所述处理器检测到所述第一电磁扣和第二电磁扣全部打开，处理器控制抽气泵对抗荷腰带3和抗荷腿带4进行抽气，当达到设定的抽气时间时，处理器关闭抽气泵。
进一步的，所述疲劳监测装置6包括坐板，所述坐板设于所述坐垫5上，坐板上设有若干压力传感器，坐板下设有控制器；所述压力传感器将所检测到的压力数据发送至控制器，控制器接收压力传感器所检测的压力数据，并且各个位置的压力数据判断飞行员是否疲劳，并向处理器发送疲劳数据，所述疲劳数据包括已疲劳数据和未疲劳数据，当各个位置的压力数据在设定的检测时间内超过设定压力范围的次数时，判断飞行员处于疲劳状态，则向处理器发送已疲劳数据，反之，则发送未疲劳数据。
进一步的，多个所述压力传感器在坐板上成阵列形式分布。这样所检测到的疲劳数据更加的精准。
进一步的，所述刺激装置9包括设于靠背7背部的凹槽，所述凹槽内设有电动推杆，电动推杆的杆头上设有击打块；所述刺激信号为电动推杆的推进信号，当处理器发送刺激信号给电动推杆时，电动推杆向前推进后缩回，从而推动击打块向前运动后缩回，击打飞行员的背部。
进一步的，所述刺激装置9有多个，且分别位于飞行员背部穴位所对应靠背7的位置上。通过物理刺激飞行员的穴位，使得飞行员保持清醒的状态，以保证飞行的安全。
进一步的，所述刺激装置9包括设于头盔1内部用于电刺激头部穴位的电击头；所述刺激信号为电击头的电击信号，当处理器发送刺激信号给电击头时，电击头放电刺激头部穴位。通过电刺激飞行员的穴位，使得飞行员保持清醒的状态，以保证飞行的安全。
综上所述，本发明公开了一种飞行员疲劳预警座椅，包括坐垫，坐垫上连接有靠背，所述靠背上开设有滑槽，滑槽上滑动连接有连接杆，连接杆上连接有头盔，所述头盔内设有用于监测心率的心率传感器；所述靠背的两侧分别设有一用于保护飞行员的抗荷腰带，两抗荷腰带通过第一电磁扣连接，每一个抗荷腰带均与安全带的一端连接，安全带的另一端设于所述靠背的一侧；所述坐垫的两侧分别设有一用于保护飞行员的抗荷腿带，每一个抗荷腿带的两端分别通过第二电磁扣连接；所述坐垫上设有用于给抗荷腰带和抗荷腿带充气的充气泵以及用于给抗荷腰带和抗荷腿带充抽气的抽气泵；所述靠背上设有音响和用于物理刺激飞行员从而提高飞行员精神状态的刺激装置；所述坐垫设有用于检测飞行员是否疲劳的疲劳监测装置、处理器以及电源装置；当所述处理器检测到所述第一电磁扣和第二电磁扣全部扣上，处理器控制充气泵对抗荷腰带和抗荷腿带进行充气，当达到设定的充气时间时，处理器关闭充气泵；心率传感器将检测到的心率数据实时的发送到处理器，疲劳监测装置将检测到的是否疲劳数据发送到处理器；处理器接收心率数据和疲劳数据，并根据疲劳数据判断飞行员是否疲劳，当飞行员疲劳时，处理器向刺激装置发出刺激信号，使得刺激装置击打飞行员的背部，如果在设定的时间内连续三次向刺激装置发出刺激信号，处理器向音响发出信号，音响在接受到信号的时候发出提醒飞行副驾驶人员的声音；同时处理器将飞行员的心率数据和疲劳数据进行存储，并定期将存储的数据上传至服务器；当所述处理器检测到所述第一电磁扣和第二电磁扣全部打开，处理器控制抽气泵对抗荷腰带和抗荷腿带进行抽气，当达到设定的抽气时间时，处理器关闭抽气泵。本发明通过检测飞行员飞行过程中臀部不同部位的压力值改变，肌电信号改变来来判断飞行员此刻是否疲劳，如果飞行员疲劳则使用物理刺激使得飞行员提高警惕，如果飞行员多次疲劳，次提示副驾驶的飞行员要注意操作，从而保证飞机运行的安全；同时将抗荷服与座椅向结合，使得飞行员在座椅上就可以穿戴抗荷服，同时在上下飞机的时候，穿着便装非常方便。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种飞行员疲劳预警座椅，包括坐垫(5)，坐垫(5)上连接有靠背(7)，其特征在于，所述靠背(7)上开设有滑槽(10)，滑槽(10)上滑动连接有连接杆，连接杆上连接有头盔(1)，所述头盔(1)内设有用于监测心率的心率传感器；所述靠背(7)的两侧分别设有一用于保护飞行员的抗荷腰带(3)，两抗荷腰带(3)通过第一电磁扣连接，每一个抗荷腰带(3)均与安全带(2)的一端连接，安全带(2)的另一端设于所述靠背(7)的一侧；所述坐垫(5)的两侧分别设有一用于保护飞行员的抗荷腿带(4)，每一个抗荷腿带(4)的两端分别通过第二电磁扣连接；所述坐垫(5)上设有用于给抗荷腰带(3)和抗荷腿带(4)充气的充气泵以及用于给抗荷腰带(3)和抗荷腿带(4)充抽气的抽气泵；所述靠背(7)上设有音响(8)和用于物理刺激飞行员从而提高飞行员精神状态的刺激装置(9)；所述坐垫(5)设有用于检测飞行员是否疲劳的疲劳监测装置(6)、处理器以及电源装置；
当所述处理器检测到所述第一电磁扣和第二电磁扣全部扣上，处理器控制充气泵对抗荷腰带(3)和抗荷腿带(4)进行充气，当达到设定的充气时间时，处理器关闭充气泵；心率传感器将检测到的心率数据实时的发送到处理器，疲劳监测装置(6)将检测到的是否疲劳数据发送到处理器；处理器接收心率数据和疲劳数据，并根据疲劳数据判断飞行员是否疲劳，当飞行员疲劳时，处理器向刺激装置(9)发出刺激信号，使得刺激装置(9)击打飞行员的背部，如果在设定的时间内连续三次向刺激装置(9)发出刺激信号，处理器向音响(8)发出信号，音响(8)在接受到信号的时候发出提醒飞行副驾驶人员的声音；同时处理器将飞行员的心率数据和疲劳数据进行存储，并定期将存储的数据上传至服务器；当所述处理器检测到所述第一电磁扣和第二电磁扣全部打开，处理器控制抽气泵对抗荷腰带(3)和抗荷腿带(4)进行抽气，当达到设定的抽气时间时，处理器关闭抽气泵。
2.如权利要求1所述的一种飞行员疲劳预警座椅，其特征在于，所述疲劳监测装置(6)包括坐板，所述坐板设于所述坐垫(5)上，坐板上设有若干压力传感器，坐板下设有控制器；所述压力传感器将所检测到的压力数据发送至控制器，控制器接收压力传感器所检测的压力数据，并且各个位置的压力数据判断飞行员是否疲劳，并向处理器发送疲劳数据，所述疲劳数据包括已疲劳数据和未疲劳数据，当各个位置的压力数据在设定的检测时间内超过设定压力范围的次数时，判断飞行员处于疲劳状态，则向处理器发送已疲劳数据，反之，则发送未疲劳数据。
3.如权利要求2所述的一种飞行员疲劳预警座椅，其特征在于，多个所述压力传感器在坐板上成阵列形式分布。
4.如权利要求1所述的一种飞行员疲劳预警座椅，其特征在于，所述刺激装置(9)包括设于靠背(7)背部的凹槽，所述凹槽内设有电动推杆，电动推杆的杆头上设有击打块；所述刺激信号为电动推杆的推进信号，当处理器发送刺激信号给电动推杆时，电动推杆向前推进后缩回，从而推动击打块向前运动后缩回，击打飞行员的背部。
5.如权利要求4所述的一种飞行员疲劳预警座椅，其特征在于，所述刺激装置(9)有多个，且分别位于飞行员背部穴位所对应靠背(7)的位置上。
6.如权利要求1所述的一种飞行员疲劳预警座椅，其特征在于，所述刺激装置(9)包括设于头盔(1)内部用于电刺激头部穴位的电击头；所述刺激信号为电击头的电击信号，当处理器发送刺激信号给电击头时，电击头放电刺激头部穴位。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190607 |