CN110189556B - 一种体感安全教育系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种体感安全教育系统，属于安全教育设备领域，一种体感安全教育系统，包括虚拟安全教育单元、体感模拟安全教育单元，以及安全教育考核单元。本发明提供了一种系统性安全教育的方式，通过将一个单位机构内的安全问题集合起来，对学员进行系统化的安全教育培训，从而起到有针对性且全面的安全教育效果；通过将传统的虚拟的安全教育方式与体感安全教育形式结合，促进学员体验危险情境，以提高安全意识，可以提升预防安全隐患的实际效果。

Description

一种体感安全教育系统

技术领域

本发明涉及安全教育器械领域，具体涉及一种体感安全教育系统。

背景技术

现在中小学以及工厂都很重视安全教育，但所采用的安全教育方式多采用多媒体或者图册、以及人工普及的形式，人们对危险情境只能有一个概念上的理解，很难形成深刻的切身体会。另外，由于这些安全教育的形式都是采取说教的方式，让人感觉枯燥乏味，所以增加了人的回避心理，甚至很多安全教育的课程流于形式或者干脆被取缔乃至替代。

现有技术中有用虚拟现实技术进行安全教育的，虽然该虚拟情境逼真，教育效果较好，但是其所建立的对危险情境的防护性条件反射仍然是基于虚拟画面，与对真实的危险情境建立条件反射尚有差距。而安全教育的意义就在于对于真实的危险情境建立起即刻就有的危险意识，以提高防卫能力，在平时的工作和学习中就能提起对危险因素的重视。

在学习和工作场景中，人们由于过度关注学习和工作的目标而往往会忽略危险因素，而危险因素往往潜伏在人们所置身的环境当中，由于范围过大，人们难以完整的细致的观察学习，也难以产生明确的安全意识。

通常，学习或者工作中的危险因素都是集群式的，比如工厂中会有固定的几种危险因素，而施教者如果仅凭个人经验过度强调其中一种或者几种，就难免对其他的危险因素忽略，如果发生事故，就会造成损害。

针对现有技术的不足，现需要对学习或者工作场所的集群式的危险因素进行系统化的安全教育的系统，且该系统不是仅仅局限于虚拟或者概念层面的安全教育，而是能够给人切身体验产生深刻感受，且能够与真实的危险情境建立条件反射。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明公开了一种体感安全教育系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种体感安全教育系统，包括虚拟安全教育单元、体感模拟安全教育单元，以及安全教育考核单元。

优选的，所述的虚拟安全教育单元包括电脑、第一显示器、以及音响设备，所述的第一显示器和音响设备分别与电脑主机连接；所述的体感模拟安全教育单元包括若干第二显示器、若干音响设备、以及若干安全教育体感模拟器，所述的第二显示器、音响设备分别与电脑主机连接，所述的任一安全教育体感模拟器均配备至少一个第二显示器及音响设备；所述的安全教育考核单元包括至少一个触摸屏，所述的触摸屏与电脑主机连接。

优选的，所述的安全教育体感模拟器包括安全防护组件、事故模拟组件、以及试验道具，所述的安全防护组件与事故模拟组件相互配合，以在安全的情境下模拟事故现场。

优选的，所述的安全教育体感模拟器包括链条传动类安全教育体感模拟器、三角带传动类安全教育体感模拟器、滚筒输送类被夹安全教育体感模拟器、被台钻卷入安教育感模拟器、压机被夹安全教育体感模拟器、压力管道内残压冲击力安全教育体感模拟器、被气缸类设备夹安全教育体感模拟器。

优选的，所述的链条传动类安全教育体感模拟器的安全防护组件为滑块弹簧、事故模拟组件为设于同一安装台面上且以链条连接的主动轮和从动轮，所述的从动轮与安装台面滑动连接，所述的滑块弹簧设于主动轮和从动轮之间、且滑块弹簧的弹簧自由端与从动轮的基座连接，滑块弹簧的滑块端与安装台面固定连接；所述的三角带传动类安全教育体感模拟器的安全防护组件为力矩电机、事故模拟组件为设于同一安装台面的以三角带连接的主动带轮和从动带轮，所述的力矩电机的轴与主动带轮的轴固定连接；所述的滚筒输送类被夹安全教育体感模拟器的安全防护组件为设于弹簧芯轴上的弹簧、事故模拟组件为设于2块侧板之间的主动辊和被动辊，所述的带有弹簧芯轴的弹簧设于被动辊远离主动辊的一侧的侧板上的条形通孔内、且该条形通孔可供被动辊的轴受挤压时滑入；所述的被台钻卷入安教育感模拟器的安全防护组件为防护罩、事故模拟组件为设于防护罩内的立式台钻；所述的压机被夹安全教育体感模拟器的安全防护组件为防护罩和安全光栅、事故模拟组件为竖直设于防护罩内的气缸以及PLC控制器，所述的安全光栅设于防护罩两侧，所述安全光栅与PLC控制器的输入端连接，PLC控制器的输出端与气缸连接；所述的压力管道内残压冲击力安全教育体感模拟器的安全防护组件为防护罩和限位杆、事故模拟组件为带有残压的残压管道，在残压管道的输出端设有冲击头，在残压管道的外壁上设有滑动连接的限位杆，所述的限位杆与冲击头连接，用以限制冲击头的行程；所述的被气缸类设备夹安全教育体感模拟器的安全防护组件为防护罩、事故模拟组件为气缸，所述的气缸的活塞杆伸入防护罩内，且活塞杆的最大行程限于防护罩内。

优选的，所述的试验道具为模拟人肢体形状的道具。

优选的，所述的第二显示器用以重现事故现场的视觉信息，所述的音响设备配有耳机，用以重现事故现场的声音信息，所述的第二显示器及音响设备均设有开关键，用以协同安全教育体感模拟器的教学操作。

优选的，所述的安全教育考核单元设有试卷反馈模块、感想反馈模块、建议反馈模块、问题反馈模块。

有益效果

本发明一种体感安全教育系统具有如下有益效果：1、提供了一种系统性安全教育的方式，通过将一个单位机构内的安全问题集合起来，对学员进行系统化的安全教育培训，从而起到有针对性且全面的安全教育效果；2、通过将传统的虚拟的安全教育方式与体感安全教育形式结合，促进学员产生深刻的危险意识，以提高安全意识，可以提升预防安全隐患实际效果。

附图说明

图1：一种体感安全教育系统的结构示意图；

图2：链条传动类安全教育体感模拟器侧面图；

图3：三角带传动类安全教育体感模拟器侧面图；

图4：三角带传动类安全教育体感模拟器的俯视图；

图5：滚筒输送类被夹安全教育体感模拟器的正面示意图；

图6：被台钻卷入安教育感模拟器侧面示意图；

图7：压机被夹安全教育体感模拟器正面示意图；

图8：压力管道内残压冲击力安全教育体感模拟器侧面示意图；

图9：被气缸类设备夹安全教育体感模拟器侧面示意图；

1：主动轮，2：从动轮，3：滑块弹簧，4：手轮，5：从动带轮，6：三角带，7：主动带轮，8：力矩电机，9：主动辊，10：被动辊，11：弹簧，12：条形通孔，13：防护罩A，14：立式台钻，15：气缸A，16：导向压块，17：安全光栅，18：防护罩B，19：防护罩C，20：残压管道，21：冲击头，22：限位杆，23：气缸B，24：挡块，25：防护罩D。

具体实施方式

以下所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本实用发明的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“顶”“底”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种体感安全教育系统，包括虚拟安全教育单元、体感模拟安全教育单元，以及安全教育考核单元；

所述的虚拟安全教育单元包括电脑、第一显示器、以及音响设备，所述的第一显示器和音响设备分别与电脑主机连接；所述的体感模拟安全教育单元包括若干第二显示器、若干音响设备、以及若干安全教育体感模拟器，所述的第二显示器、音响设备分别与电脑主机连接，所述的任一安全教育体感模拟器均包含至少一个第二显示器及音响设备；所述的安全教育考核单元包括至少一个触摸屏，所述的触摸屏与电脑主机连接；

所述的安全教育体感模拟器包括安全防护组件、事故模拟组件、以及试验道具，所述的安全防护组件与事故模拟组件相互配合，以在安全的情境下模拟事故现场；

所述的安全教育体感模拟器包括链条传动类安全教育体感模拟器、三角带传动类安全教育体感模拟器、滚筒输送类被夹安全教育体感模拟器、被台钻卷入安教育感模拟器、压机被夹安全教育体感模拟器、压力管道内残压冲击力安全教育体感模拟器、被气缸类设备夹安全教育体感模拟器；

所述的链条传动类安全教育体感模拟器的安全防护组件为滑块弹簧、事故模拟组件为设于同一安装台面上且以链条连接的主动轮和从动轮，所述的从动轮与安装台面滑动连接，所述的滑块弹簧设于主动轮和从动轮之间、且滑块弹簧的弹簧自由端与从动轮的基座连接，滑块弹簧的滑块端与安装台面固定连接；所述的三角带传动类安全教育体感模拟器的安全防护组件为力矩电机、事故模拟组件为设于同一安装台面的以三角带连接的主动带轮和从动带轮，所述的力矩电机的轴与主动带轮的轴固定连接；所述的滚筒输送类被夹安全教育体感模拟器的安全防护组件为设于弹簧芯轴上的弹簧、事故模拟组件为设于2块侧板之间的主动辊和被动辊，所述的带有弹簧芯轴的弹簧设于被动辊远离主动辊的一侧的侧板上的条形通孔内、且该条形通孔可供被动辊的轴受挤压时滑入；所述的被台钻卷入安教育感模拟器的安全防护组件为防护罩、事故模拟组件为设于防护罩内的立式台钻；所述的压机被夹安全教育体感模拟器得安全防护组件为防护罩和安全光栅、事故模拟组件为竖直设于防护罩内的气缸以及PLC控制器，所述的安全光栅设于防护罩两侧，所述安全光栅与PLC控制器的输入端连接，PLC控制器的输出端与气缸连接；所述的压力管道内残压冲击力安全教育体感模拟器的安全防护组件为防护罩和限位杆、事故模拟组件为带有残压的残压管道，在残压管道的输出端设有冲击头，在残压管道的外壁上设有滑动连接的限位杆，所述的限位杆与冲击头连接，用以限制冲击头的行程；所述的被气缸类设备夹安全教育体感模拟器的安全防护组件为防护罩、事故模拟组件为气缸，所述的气缸的活塞杆伸入防护罩内，且活塞杆的最大行程限于防护罩内；

所述的试验道具为模拟人肢体形状的道具；

所述的第二显示器用以重现事故现场的视觉信息，所述的音响设备配有耳机，用以重现事故现场的声音信息，所述的第二显示器及音响设备均设有开关键，用以协同安全教育体感模拟器的教学操作；

所述的安全教育考核单元设有试卷反馈模块、感想反馈模块、建议反馈模块、问题反馈模块。

如图1所示，为本发明的结构图，体感安全教育系统包括虚拟安全教育单元、体感模拟安全教育单元，以及安全教育考核单元，学员先进入虚拟安全教育单元，通过第一显示器和音响设备播放的视觉和听觉信息，对安全教育接受一个总的虚拟的概念层面的安全教育，当这一步骤完成后，学员即进入体感安全教育系统进行学习，在体感安全教育系统内设置有若干第二显示器、若干音响设备、以及若干安全教育体感模拟器，该若干安全教育体感模拟器可以设置成涵盖该学习或者工作场所的危险因素的安全教育体感模拟器，对集群式的危险因素进行统一的安全教育培训，从而实现了一个工厂内、或者学校内的安全教育的系统化教学，本发明仅列举了七类安全教育体感模拟器，涵盖了链条传动类、三角带传动类、滚筒输送类、台钻类、压机类、残压管道类、气缸类等常见的工厂内的危险因素，为了提升安全教育体感模拟器的教学效果，还配备了第二显示器及音响设备，现根据本发明列举的安全教育体感模拟器的类型做进一步说明。

图2～9为本发明列举的安全教育体感模拟器，由于非常便于想象，图中没有画出第二显示器和音响设备。

如图2所示，为链条传动类安全教育体感模拟器，学员将假手类的试验道具伸入链条与从动轮2之间，体验假手被瞬间损毁的感觉，此时，可以同时打开音响设备，带着耳机一边听事故现场的声音，一边观察假手被夹伤的情景，以此来培养对危险情境的切身体会，提高对这类设备的安全意识。进一步的，可以同时打开第二显示器，通过播放事故现场的视觉画面，结合事故现场的声音，同时将假手伸入链条与从动轮2之间，感受假手被夹住损毁时的感觉，由于视觉、听觉、触觉同时参与，学员对危险因素的体验深刻，可以产生强烈的安全意识。由于链条传动类安全教育体感模拟器设有滑块弹簧3，所述的滑块弹簧可以保护学员不被链条夹伤，具体为，滑块弹簧3的弹簧力设为足够小于人手能够承受的压力，当人手伸入链条与轮子之间时，由于链条被卡住，从动轮2由于链条的拉力滑向主动轮1，从而链条松动，人的手得到保护，不会被夹伤。

如图3、图4所示，为三角带传动类安全教育体感模拟器，该模拟器设有力矩电机8，力矩电机8可以通过调节力矩的方式以使人手误触三角带与带轮之间时即刻停止，从而保护人手不被夹伤。学员学习时，将假手试验道具伸入三角带与带轮之间，体验危险情境，如上所述，可以进一步加入视觉和声音信号，以促使学员产生深刻的危险体验，以提高安全意识。

如图5所示，为滚筒输送类被夹安全教育体感模拟器，当人手误伸入辊体之间时，被动辊10会被压力顶起，从而避免了对人手的伤害，实验中用较为脆弱的假手道具伸入主动辊9和被动辊10之间，体验危险情境，同上，可以加入视觉信息和声音信息。

如图6所示，为被台钻卷入安教育感模拟器，道具为带有手套的假手，由于台钻设于防护罩A13内，所以不会对人产生损害，将道具伸入防护罩，并接近钻头，可以看到手套被迅速卷住，进而假手被损坏，结合视觉信息和听觉信息，可进一步提升学员的安全意识，学会台钻类设备不可戴手套操作的安全守则。

如图7所示，为压机被夹安全教育体感模拟器，由于气缸设于防护罩B18内，所以不会对学员产生损害，将假手道具伸入防护罩B18内，安全光栅17检测到物体进入危险区域，即将检测信号传递给PLC控制器，PLC控制器对气缸发出停止信号，当安全光栅17被关掉时，假手道具伸入防护罩B18内，气缸A15不会停止伸缩，至假手道具被损坏。同上，可以加入视觉信息和声音信息以增强危险体验，提升安全意识。

如图8所示，为压力管道内残压冲击力安全教育体感模拟器，由于残压管道20设于防护罩C19内，且冲击头21与限位杆22连接，所以，不会对学员造成损害。将试验道具预先放置在冲击头21的相对位置，即可体验残压管道20的残压的破坏力，通过第二显示器的视觉信息以及音响设备的听觉信息，可以进一步增强学员的危险体验，增强安全意识。

如图9所示，为被气缸类设备夹安全教育体感模拟器，由于活塞杆的活动范围设于防护罩D25内，故学员不会受到伤害，通过将试验道具放在活塞杆端部的对侧，通过插入挡块24挡住活塞杆来模拟活塞杆端部被阻挡时会让人误以为没有压力的状态，通过松开挡块24来模拟体验被气缸B23夹住的危险情境，通过第二显示器的视觉信息以及音响设备的听觉信息，可以进一步增强学员的危险体验，增强安全意识。

当然，实际生产中，每个工厂或学校所面临的危险因素各不相同，通过设计安全教育体感模拟器，可以将集群式的危险因素集合在一起进行系统的安全教育培训，使学员在进入岗、入学之初就培养起完备的安全意识，从而能够避免危险事故发生。

当结束体感模拟安全教育单元的学习后，学员即进入安全教育考核单元，安全教育考核单元包括：试卷反馈模块、感想反馈模块、建议反馈模块、问题反馈模块，其中试卷反馈模块可以对学员的安全教育学习成果进行检验，感想反馈模块可以通过个体留言的方式来形成安全教育的共识，最终促进群体内形成安全防护的氛围；而建议反馈模块可以积累学员反馈的问题，问题反馈模块可以积累学员的疑问，利于对安全教育的环节进一步改进。

Claims (3)

1.一种体感安全教育系统，其特征在于：包括虚拟安全教育单元、体感模拟安全教育单元，以及安全教育考核单元；

所述的虚拟安全教育单元包括电脑、第一显示器、以及音响设备，所述的第一显示器和音响设备分别与电脑主机连接；所述的体感模拟安全教育单元包括若干第二显示器、若干音响设备、以及若干安全教育体感模拟器，所述的第二显示器、音响设备分别与电脑主机连接，所述的任一安全教育体感模拟器均配备至少一个第二显示器及音响设备；所述的安全教育考核单元包括至少一个触摸屏，所述的触摸屏与电脑主机连接；所述的安全教育体感模拟器包括安全防护组件、事故模拟组件、以及试验道具，所述的安全防护组件与事故模拟组件相互配合，以在安全的情境下模拟事故现场；

所述的安全教育体感模拟器包括链条传动类安全教育体感模拟器、三角带传动类安全教育体感模拟器、滚筒输送类被夹安全教育体感模拟器、被台钻卷入安教育感模拟器、压机被夹安全教育体感模拟器、压力管道内残压冲击力安全教育体感模拟器、被气缸类设备夹安全教育体感模拟器；

所述的链条传动类安全教育体感模拟器的安全防护组件为滑块弹簧(3)、事故模拟组件为设于同一安装台面上且以链条连接的主动轮(1)和从动轮(2)，所述的从动轮(2)与安装台面滑动连接，所述的滑块弹簧(3)设于主动轮(1)和从动轮(2)之间、且滑块弹簧(3)的弹簧自由端与从动轮(2)的基座连接，滑块弹簧(3)的滑块端与安装台面固定连接；所述的三角带传动类安全教育体感模拟器的安全防护组件为力矩电机(8)、事故模拟组件为设于同一安装台面的以三角带连接的主动带轮(7)和从动带轮(5)，所述的力矩电机(8)的轴与主动带轮(7)的轴固定连接；所述的滚筒输送类被夹安全教育体感模拟器的安全防护组件为设于弹簧芯轴上的弹簧(11)、事故模拟组件为设于2块侧板之间的主动辊(9)和被动辊(10)，所述的带有弹簧芯轴的弹簧(11)设于被动辊(10)远离主动辊(9)的一侧的侧板上的条形通孔(12)内、且该条形通孔(12)可供被动辊(10)的轴受挤压时滑入；所述的被台钻卷入安教育感模拟器的安全防护组件为防护罩A(13)、事故模拟组件为设于防护罩A(13)内的立式台钻(14)；所述的压机被夹安全教育体感模拟器得安全防护组件为防护罩B(18)和安全光栅(17)、事故模拟组件为竖直设于防护罩B(18)内的气缸A(15)以及PLC控制器，所述的安全光栅(17)设于防护罩B(18)两侧，所述安全光栅(17)与PLC控制器的输入端连接，PLC控制器的输出端与气缸A(15)连接；所述的压力管道内残压冲击力安全教育体感模拟器的安全防护组件为防护罩C(19)和限位杆(22)、事故模拟组件为带有残压的残压管道(20)，在残压管道(20)的输出端设有冲击头(21)，在残压管道(20)的外壁上设有滑动连接的限位杆(22)，所述的限位杆(22)与冲击头(21)连接，用以限制冲击头(21)的行程；所述的被气缸类设备夹安全教育体感模拟器的安全防护组件为防护罩D(25)、事故模拟组件为气缸B(23)，所述的气缸B(23)的活塞杆伸入防护罩D(25)内，且活塞杆的最大行程限于防护罩D(25)内；

所述的试验道具为模拟人肢体形状的道具。

2.如权利要求1所述的一种体感安全教育系统，其特征在于：所述的第二显示器用以重现事故现场的视觉信息，所述的音响设备配有耳机，用以重现事故现场的声音信息，所述的第二显示器及音响设备均设有开关键，用以协同安全教育体感模拟器的教学操作。

3.如权利要求2所述的一种体感安全教育系统，其特征在于：所述的安全教育考核单元设有试卷反馈模块、感想反馈模块、建议反馈模块、问题反馈模块。

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