CN110299037A - 一个电工培训用的人工救护训练及考核装置及方法 - Google Patents

一个电工培训用的人工救护训练及考核装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一个电工培训用的人工救护训练及考核装置及方法，属于电工技能训练领域，包括人体橡胶模型、微动开关、传导杆、气压传感器、压力传感器、检测探头、梳齿条、结构框架、侧壁、支撑杆、导向横杆和显示装置。通过能通过声音、液晶屏显示的方式，动态地提示人工救护操作的下一个步骤、胸外按压或吹气的次数、胸外按压深度是否正确等，大大提高了训练的效率，提高了电工证人工救护项目考核赋分的准确度；同时使用检测探头、梳齿条和超声波传感器进行检测胸部受挤压时的频率、次数和下压垂直距离等进行判断胸部挤压的分数。

Description

一个电工培训用的人工救护训练及考核装置及方法
技术领域
本发明涉及电工技能训练领域，尤其涉及一个电工培训用的人工救护训练及考核装置及方法。
背景技术
电工证是一种特种作业操作证，分为高压运行维护作业、高压安装修造作业、低压电工作业等多个种类，从事上述电工作业必须持证上岗，由各省、市安监局负责考核及发证。每年有大量的高职院校、中职院校以及社会考生要进行电工证的考核，特别是低压电工作业证。人工救护是电工证考核的其中一项内容，考生必须要通过才能及格，实行一票否决。
人工救护训练及考核的程序是：
(1)对神志清醒者，应就地躺平，严密观察；对神志不清醒者，应就地仰面躺平，宽衣解带，清除口中杂物，确保气道通畅，判明触电者呼吸、心跳情况。
(2)人工胸外挤压。找准心脏的位置，挤压深度3～4厘米，挤压频率80～100次/分钟。
(3)口对口人工呼吸。一手捏鼻孔，一手打开嘴，对嘴吹气，吹气2秒，松手放开3秒。
(4)心脏挤压法做15次后，口对口呼吸法做2次，然后循环。
人工救护对动作的顺序、频率、深度、位置都有严格的要求。以往学生都是利用橡皮人进行训练，无法正确地掌握动作的顺序、频率、深度、位置，训练效果低。电工证考核时，考评员都是通过人工观察以判断考生动作是否正确，以作出分数评定，考核的效率低，判分具有比较大的主观性。
发明内容
本发明的目的在于提供一个电工培训用的人工救护训练及考核装置及方法，以解决现有人工救护训练及考核中人工观察判断带有很大的主观性和判断不准确，效率不高的技术问题。
一个电工培训用的人工救护训练及考核装置及方法，包括人体橡胶模型、微动开关、传导杆、气压传感器、压力传感器、检测探头、梳齿条、结构框架、侧壁、支撑杆、导向横杆和显示装置，所述结构框架设置在人体橡胶模型背部的内侧，所述结构框架的两个侧壁均设置有检测探头，所述结构框架上设置有两根支撑杆，所述支撑杆顶部设置有微动开关，所述微动开关与人体橡胶模型的胸部间隔设置，所述导向横杆固定在两根支撑杆之间，所述导向横杆上设置有穿孔，所述传导杆的一端固定在人体橡胶模型胸部的内侧，且穿过导向横杆的穿孔，所述梳齿条的一端固定设置在传导杆的另一端，所述气压传感器设置在人体橡胶模型的嘴部内，所述压力传感器设置在人体橡胶模型的鼻孔内，且梳齿条设置在相对设置的检测探头之间，所述微动开关、气压传感器、压力传感器和检测探头均与显示装置连接。
所述梳齿条上设置有若干个条形孔，若干个条形孔等间距且平行设置在梳齿条上，所述梳齿条的底部设置有超声波传感器，所述超声波传感器与显示装置连接。
所述结构框架设置为箱体结构，所述箱体结构的顶部设置有穿孔，所述传导杆穿过箱体结构顶部设置的穿孔，所述梳齿条设置在箱体结构内，所述检测探头设置在箱体结构内部侧壁的两侧，且相对设置。
所述检测探头包括两个发光二极管和两个光电三极管，所述两个发光二极管和两个光电三极管分别设置在同一侧的侧壁上，且设置在同一条竖直线上，一个发光二极管与一个光电三极管设置在同一水平线上。
所述显示装置包括机体、液晶显示屏、按键、扬声器和电路板，所述液晶显示屏、按键和扬声器均设置在机体的前端，且均与设置在机体内部的电路板连接。
所述电路板包括控制器模块、信号处理模块、采集电路Ⅰ、采集电路Ⅱ、语音电路、显示屏电路、通信接口电路和按键电路，控制器模块经采集电路Ⅰ与微动开关连接，所述控制器模块经采集电路Ⅱ与气压传感器和压力传感器连接，所述语音电路、显示屏电路、通信接口电路和按键电路均与控制器模块连接。
所述信号处理模块包括放大电路Ⅰ、放大电路Ⅱ、分相电路、整形电路Ⅰ、五细分电路、四细分电路、方位门电路、计数电路、检波电路、整形电路Ⅱ、振荡器电路和译码器电路，所述两个光电三极管的输出端均与放大电路Ⅰ和放大电路Ⅱ连接，所述放大电路Ⅰ和放大电路Ⅱ均与分相电路和检波电路连接，所述整形电路Ⅰ依次经五细分电路、四细分电路、方位门电路和计数电路与译码器电路连接，所述整形电路Ⅱ经振荡器电路和译码器电路与译码器电路连接，所述译码器电路与控制器模块连接。
一个电工培训用的人工救护训练及考核方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：把人体橡胶模型就地仰面躺平，宽衣解带，用手势清除口中杂物，确保气道通畅，判明触电者呼吸和心跳情况；
步骤2：找准人体橡胶模型的心脏的位置做人工胸外挤压，胸部向下挤压时，传导杆带动梳齿条向下运动，梳齿条底部的超声波传感器的运动方向，然后梳齿条的条形孔运动发光二极管和光电三极管之间时，条形孔使光电三极管检测到信号，否则无法检测到信号，把光电三极管检测的信号和超声波传感器检测的距离信号传给控制器模块；
步骤3：微动开关实时检测，当有触碰时，把检测的信号传给控制器模块；
步骤4：气压传感器检测人体橡胶模型嘴内的气压，压力传感器检测人体橡胶模型鼻子受到外力的压力，同时把检测时间点、检测数值大小和时间段一起传给控制器模块；
步骤5：控制器模块根据光电三极管检测的信号和超声波传感器检测的距离信号计算出人工胸外挤压下压的距离，同时根据超声波传感器检测的距离信号和时间信号算出人工胸外挤压的频率，控制器模块检测到微动开关的信号时，标记扣分标记，控制器模块把人体橡胶模型嘴内的气压和鼻子受到外力的压力与预先设定的数值进行比较，并输出结果；
步骤6：控制器模块把检测的光电三极管检测的信号生成波形和结果传给液晶显示屏显示，把结果传给扬声器进行播报，完成考核。
本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：
本发明通过能通过声音、液晶屏显示的方式，动态地提示人工救护操作的下一个步骤、胸外按压或吹气的次数、胸外按压深度是否正确等，大大提高了训练的效率，提高了电工证人工救护项目考核赋分的准确度；同时使用检测探头、梳齿条和超声波传感器进行检测胸部受挤压时的频率、次数和下压垂直距离等进行判断胸部挤压的分数。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图。
图2为本发明检测探头与梳齿条的结构示意图。
图3为本发明电路框图。
图4为本发明信号处理模块结构示意图。
图5为本发明控制器模块原理图。
图6为本发明采集电路原理图。
图7为本发明通信接口电路原理图。
图中标号：1-人体橡胶模型、2-微动开关、3-传导杆、4-气压传感器、5-压力传感器、6-机体、7-液晶显示屏、8-按键、9-扬声器、10-检测探头、11-梳齿条、11.1-条形孔、11.2-超声波传感器、12-结构框架、13-侧壁、14-支撑杆、15-导向横杆。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
请参阅图1，本发明提供一个电工培训用的人工救护训练及考核装置，包括人体橡胶模型1、微动开关2、传导杆3、气压传感器4、压力传感器5、检测探头10、梳齿条11、结构框架12、侧壁13、支撑杆14、导向横杆15和显示装置，所述结构框架12设置在人体橡胶模型1背部的内侧，所述结构框架12的两个侧壁13均设置有检测探头10，所述结构框架12上设置有两根支撑杆14，所述支撑杆14顶部设置有微动开关2，所述微动开关2与人体橡胶模型1的胸部间隔设置，所述导向横杆15固定在两根支撑杆14之间，所述导向横杆15上设置有穿孔，所述传导杆3的一端固定在人体橡胶模型1胸部的内侧，且穿过导向横杆15的穿孔，所述梳齿条11的一端固定设置在传导杆3的另一端，所述气压传感器4设置在人体橡胶模型1的嘴部内，所述压力传感器5设置在人体橡胶模型1的鼻孔内，且梳齿条11设置在相对设置的检测探头10之间，所述微动开关2、气压传感器4、压力传感器5和检测探头10均与显示装置连接。梳齿条11上设置有若干个条形孔11，若干个条形孔11等间距且平行设置在梳齿条11上，所述梳齿条11的底部设置有超声波传感器11.2，所述超声波传感器11.2与显示装置连接。
微动开关2作为一个扣分项，当挤压的胸前的内部触碰到微动开关2时，说明挤压太过用力，不符合要求。检测探头10和梳齿条11进行检测了胸部受挤压的频率、速度和距离，根据这三个标量进行判断胸部挤压的得分是多少。超声波传感器11.2进行检测距离变化和转折点，同时梳齿条11根据条形孔11之间的固定间隔距离和条形孔11的宽度进行核算具体运动的距离，然后把这两个距离极性互补求均值，得到更准确的胸部挤压向下的运动距离。同时根据超声波传感器11.2距离相反变化，也就是极值点的出现来判断具体的运动频率。
本发明实施例中，所述结构框架12设置为箱体结构，所述箱体结构的顶部设置有穿孔，所述传导杆3穿过箱体结构顶部设置的穿孔，所述梳齿条11设置在箱体结构内，所述检测探头10设置在箱体结构内部侧壁的两侧，且相对设置。所述检测探头10包括两个发光二极管和两个光电三极管，所述两个发光二极管和两个光电三极管分别设置在同一侧的侧壁上，且设置在同一条竖直线上，一个发光二极管与一个光电三极管设置在同一水平线上。通过设置两个发光二极管和两个光电三极管，从而使得检测的更加的准确，结构框架12设置为箱体结构，具有更加稳定的优点，不会出现摇晃的情况，使得检测的精度更高。
本发明实施例中，如图3-7所示，所述显示装置包括机体6、液晶显示屏7、按键8、扬声器9和电路板，所述液晶显示屏7、按键8和扬声器9均设置在机体6的前端，且均与设置在机体6内部的电路板连接。所述电路板包括控制器模块、信号处理模块、采集电路Ⅰ、采集电路Ⅱ、语音电路、显示屏电路、通信接口电路和按键电路，控制器模块经采集电路Ⅰ与微动开关2连接，所述控制器模块经采集电路Ⅱ与气压传感器4和压力传感器5连接，所述语音电路、显示屏电路、通信接口电路和按键电路均与控制器模块连接。所述信号处理模块包括放大电路Ⅰ、放大电路Ⅱ、分相电路、整形电路Ⅰ、五细分电路、四细分电路、方位门电路、计数电路、检波电路、整形电路Ⅱ、振荡器电路和译码器电路，所述两个光电三极管的输出端均与放大电路Ⅰ和放大电路Ⅱ连接，所述放大电路Ⅰ和放大电路Ⅱ均与分相电路和检波电路连接，所述整形电路Ⅰ依次经五细分电路、四细分电路、方位门电路和计数电路与译码器电路连接，所述整形电路Ⅱ经振荡器电路和译码器电路与译码器电路连接，所述译码器电路与控制器模块连接。通过信号处理模块进行处理，可以快速的分析出具体的波形，然后根据波形的坐标点就可以实现数据的采集。
一个电工培训用的人工救护训练及考核方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：把人体橡胶模型1就地仰面躺平，宽衣解带，用手势清除口中杂物，确保气道通畅，判明触电者呼吸和心跳情况。
步骤2：找准人体橡胶模型1的心脏的位置做人工胸外挤压，胸部向下挤压时，传导杆3带动梳齿条11向下运动，梳齿条11底部的超声波传感器11.2的运动方向，然后梳齿条11的条形孔11.1运动发光二极管和光电三极管之间时，条形孔11.1使光电三极管检测到信号，否则无法检测到信号，把光电三极管检测的信号和超声波传感器11.2检测的距离信号传给控制器模块。条形孔11.1的宽度知道，之间的等间距距离也是已知的，因此可以快速的进行算出具体的距离。
步骤3：微动开关2实时检测，当有触碰时，把检测的信号传给控制器模块。
步骤4：气压传感器4检测人体橡胶模型1嘴内的气压，压力传感器5检测人体橡胶模型1鼻子受到外力的压力，同时把检测时间点、检测数值大小和时间段一起传给控制器模块。
步骤5：控制器模块根据光电三极管检测的信号和超声波传感器11.2检测的距离信号计算出人工胸外挤压下压的距离，同时根据超声波传感器11.2检测的距离信号和时间信号算出人工胸外挤压的频率，控制器模块检测到微动开关2的信号时，标记扣分标记，控制器模块把人体橡胶模型1嘴内的气压和鼻子受到外力的压力与预先设定的数值进行比较，并输出结果。
步骤6：控制器模块把检测的光电三极管检测的信号生成波形和结果传给液晶显示屏7显示，把结果传给扬声器9进行播报，完成考核。
首先人工胸外挤压。找准心脏的位置，挤压深度3～4厘米，挤压频率80～100次/分钟。接着口对口人工呼吸。一手捏鼻孔，一手打开嘴，对嘴吹气，吹气2秒，松手放开3秒。心脏挤压法做15次后，口对口呼吸法做2次，然后循环。如图1，人工胸外挤压时，传导杆1随橡胶胸部上下移动，读数头10和标尺光栅11随之做相对的移动，通过信号线把位移信号传送到控制电路板。当胸部按压深度太大触动微动开关2时，信号传送到控制系统，通过扬声器及显示屏给出报警，并相应扣分。学生口对口人工呼吸训练时，人体橡胶模型嘴部的气压传感器4把吹气的次数、强度传送到控制系统；学生按压鼻子时，人体橡胶模型鼻子内置压力传感器5把按压鼻子的次数、强度传送到控制系统。如学生正确完成一整套动作，系统给出成功的播报，并给出满分(10分)的显示。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一个电工培训用的人工救护训练及考核装置，其特征在于，包括人体橡胶模型(1)、微动开关(2)、传导杆(3)、气压传感器(4)、压力传感器(5)、检测探头(10)、梳齿条(11)、结构框架(12)、侧壁(13)、支撑杆(14)、导向横杆(15)和显示装置，所述结构框架(12)设置在人体橡胶模型(1)背部的内侧，所述结构框架(12)的两个侧壁(13)均设置有检测探头(10)，所述结构框架(12)上设置有两根支撑杆(14)，所述支撑杆(14)顶部设置有微动开关(2)，所述微动开关(2)与人体橡胶模型(1)的胸部间隔设置，所述导向横杆(15)固定在两根支撑杆(14)之间，所述导向横杆(15)上设置有穿孔，所述传导杆(3)的一端固定在人体橡胶模型(1)胸部的内侧，且穿过导向横杆(15)的穿孔，所述梳齿条(11)的一端固定设置在传导杆(3)的另一端，所述气压传感器(4)设置在人体橡胶模型(1)的嘴部内，所述压力传感器(5)设置在人体橡胶模型(1)的鼻孔内，且梳齿条(11)设置在相对设置的检测探头(10)之间，所述微动开关(2)、气压传感器(4)、压力传感器(5)和检测探头(10)均与显示装置连接。
2.根据权利要求1所述的一个电工培训用的人工救护训练及考核装置，其特征在于：所述梳齿条(11)上设置有若干个条形孔(11)，若干个条形孔(11)等间距且平行设置在梳齿条(11)上，所述梳齿条(11)的底部设置有超声波传感器(11.2)，所述超声波传感器(11.2)与显示装置连接。
3.根据权利要求1所述的一个电工培训用的人工救护训练及考核装置，其特征在于：所述结构框架(12)设置为箱体结构，所述箱体结构的顶部设置有穿孔，所述传导杆(3)穿过箱体结构顶部设置的穿孔，所述梳齿条(11)设置在箱体结构内，所述检测探头(10)设置在箱体结构内部侧壁的两侧，且相对设置。
4.根据权利要求3所述的一个电工培训用的人工救护训练及考核装置，其特征在于：所述检测探头(10)包括两个发光二极管和两个光电三极管，所述两个发光二极管和两个光电三极管分别设置在同一侧的侧壁上，且设置在同一条竖直线上，一个发光二极管与一个光电三极管设置在同一水平线上。
5.根据权利要求3所述的一个电工培训用的人工救护训练及考核装置，其特征在于：所述显示装置包括机体(6)、液晶显示屏(7)、按键(8)、扬声器(9)和电路板，所述液晶显示屏(7)、按键(8)和扬声器(9)均设置在机体(6)的前端，且均与设置在机体(6)内部的电路板连接。
6.根据权利要求5所述的一个电工培训用的人工救护训练及考核装置，其特征在于：所述电路板包括控制器模块、信号处理模块、采集电路Ⅰ、采集电路Ⅱ、语音电路、显示屏电路、通信接口电路和按键电路，控制器模块经采集电路Ⅰ与微动开关(2)连接，所述控制器模块经采集电路Ⅱ与气压传感器(4)和压力传感器(5)连接，所述语音电路、显示屏电路、通信接口电路和按键电路均与控制器模块连接。
7.根据权利要求6所述的一个电工培训用的人工救护训练及考核装置，其特征在于：所述信号处理模块包括放大电路Ⅰ、放大电路Ⅱ、分相电路、整形电路Ⅰ、五细分电路、四细分电路、方位门电路、计数电路、检波电路、整形电路Ⅱ、振荡器电路和译码器电路，所述两个光电三极管的输出端均与放大电路Ⅰ和放大电路Ⅱ连接，所述放大电路Ⅰ和放大电路Ⅱ均与分相电路和检波电路连接，所述整形电路Ⅰ依次经五细分电路、四细分电路、方位门电路和计数电路与译码器电路连接，所述整形电路Ⅱ经振荡器电路和译码器电路与译码器电路连接，所述译码器电路与控制器模块连接。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一个电工培训用的人工救护训练及考核方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
步骤1：把人体橡胶模型(1)就地仰面躺平，宽衣解带，用手势清除口中杂物，确保气道通畅，判明触电者呼吸和心跳情况；
步骤2：找准人体橡胶模型(1)的心脏的位置做人工胸外挤压，胸部向下挤压时，传导杆(3)带动梳齿条(11)向下运动，梳齿条(11)底部的超声波传感器(11.2)的运动方向，然后梳齿条(11)的条形孔(11.1)运动发光二极管和光电三极管之间时，条形孔(11.1)使光电三极管检测到信号，否则无法检测到信号，把光电三极管检测的信号和超声波传感器(11.2)检测的距离信号传给控制器模块；
步骤3：微动开关(2)实时检测，当有触碰时，把检测的信号传给控制器模块；
步骤4：气压传感器(4)检测人体橡胶模型(1)嘴内的气压，压力传感器(5)检测人体橡胶模型(1)鼻子受到外力的压力，同时把检测时间点、检测数值大小和时间段一起传给控制器模块；
步骤5：控制器模块根据光电三极管检测的信号和超声波传感器(11.2)检测的距离信号计算出人工胸外挤压下压的距离，同时根据超声波传感器(11.2)检测的距离信号和时间信号算出人工胸外挤压的频率，控制器模块检测到微动开关(2)的信号时，标记扣分标记，控制器模块把人体橡胶模型(1)嘴内的气压和鼻子受到外力的压力与预先设定的数值进行比较，并输出结果；
步骤6：控制器模块把检测的光电三极管检测的信号生成波形和结果传给液晶显示屏(7)显示，把结果传给扬声器(9)进行播报，完成考核。
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