RU2675126C1 - Simulator for estimation of human performance - Google Patents
Simulator for estimation of human performance Download PDFInfo
- Publication number
- RU2675126C1 RU2675126C1 RU2018118122A RU2018118122A RU2675126C1 RU 2675126 C1 RU2675126 C1 RU 2675126C1 RU 2018118122 A RU2018118122 A RU 2018118122A RU 2018118122 A RU2018118122 A RU 2018118122A RU 2675126 C1 RU2675126 C1 RU 2675126C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- simulator
- treadmill
- assessing
- breathing apparatus
- ceiling
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
Abstract
Description
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.The invention relates to simulators for assessing the health of miners included in an insulating breathing apparatus during an emergency and organizing the evacuation of underground personnel from the emergency zone to the surface.
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.A well-known stand is a simulator of external respiration of a person (USSR author's certificate No. 459242, published 05.02.1975), which is equipped with a device for automatically stabilizing the concentration of carbon dioxide in exhaled air by correcting by adjusting the frequency and volume of respiration, containing a tracking gas analyzer of carbon dioxide concentration, a unit for this concentration, a unit for comparing the current value of the carbon dioxide concentration mounted on the unit, a unit for the correlation of frequency and volume corrections, frequency and volume regulators Connections with them control unit issuing corrective signals regulators.
Недостаток известного тренажера в том, что он не дает возможности осуществлять оценку работоспособности человек, включенного в изолирующий дыхательный аппарат.A disadvantage of the known simulator is that it does not make it possible to evaluate the health of a person included in an insulating breathing apparatus.
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.A device for monitoring the physiological parameters of a person (RF patent No. 2543293, publ. February 27, 2015), comprising a sensor unit for monitoring physiological parameters, a unit for measuring physiological parameters, a control unit in the form of a multi-channel signal processing processor, a display and a memory unit and unit of therapeutic effect, unit for choosing the type of control of physiological parameters, unit for reference values of physiological parameters, unit for patient information, unit for measuring analysis GOVERNMENTAL physiological parameters.
Недостаток известного тренажера в том, что он не позволяет имитировать двигательную и динамическую нагрузку на человека, которая имеет место в реальных условиях.A disadvantage of the known simulator is that it does not allow simulating the motor and dynamic load on a person, which takes place in real conditions.
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.A well-known stand for studying the dynamic characteristics of the human body (USSR author's certificate No. 1553053, publ. 06/30/1990), which contains a series-connected generator of mechanical vibrational vibrations, a dynamometer, a vibration speed transducer, a movable platform and a base plate.
Недостаток известного стенда состоит в том, что он не позволяет определять воздействие физических нагрузок на процесс дыхания и далее на работоспособность человека.A disadvantage of the known stand is that it does not allow to determine the effect of physical exertion on the breathing process and further on human performance.
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.A well-known test bench for breathing apparatus (USSR author's certificate No. 720201, publ. 07.12.1-984), which includes an inducer of air movement, simulating human breathing and made with the possibility of connection with a mask of the breathing apparatus.
Недостатком известного стенда является отсутствие возможности имитации воздействие физических нагрузок на дыхательный процесс.A disadvantage of the known stand is the lack of the ability to simulate the effect of physical exertion on the respiratory process.
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.Known measuring device for assessing the state of the respiratory system (RF patent No. 2516388, publ. 05/20/2014), which contains a sensor, a device for attaching it and a recording device, and the sensor contains a rectangular polystyrene plate on which a constantan wire is wound in the form dense spiral, to measure the respiratory rate of a person.
Недостатком известного измерительного устройства является отсутствие возможности имитации воздействие на органы дыхания реальных условия, которые характерны для реальных горных выработокA disadvantage of the known measuring device is the lack of the ability to simulate the effect on the respiratory system of real conditions that are characteristic of real mine workings
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.A well-known universal simulator that simulates the work of a person in isolating breathing apparatus (RF patent No. 2597574, published January 20, 2015), adopted as a prototype, a universal simulator includes an isolating breathing apparatus, a subsystem for assessing the physiological state of a person, including blood pressure sensors, heart rate temperature, as well as a sensor for recording pneumotachograms, a treadmill, a processor.
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.A disadvantage of the well-known universal simulator is the inability to simulate the effect on the performance of a person included in the industrial design of the insulating breathing apparatus of the real climatic and chemical parameters of mine air.
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.The technical result is the ability to assess the health of a person included in an isolated breathing apparatus when performing actions adequate to actions in real mine workings in the event of an emergency.
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.The technical result is achieved by the fact that the simulator is located in a simulator chamber, the geometrical dimensions of which correspond to the actual size of the mine working, and the casing is made of heat-insulated and lightproof materials, a ceiling beam is rigidly fixed to the ceiling of the simulator chamber, a device for heating and air cooling connected to temperature and humidity sensors that are installed on the side walls of the housing, and a gas tank connected to sensors for monitoring gas concentration installed nnym on the side walls of the camera body - the simulator, treadmill walking belt is spanned by the rotating cylinders, which are connected via a belt transmission. motor, and lifting mechanisms, and a load is attached to the ceiling beam located above the treadmill tape through a bearing with an adjustable rotation force.
Тренажер для оценки работоспособности человека поясняется следующим чертежом:The simulator for assessing human performance is illustrated by the following drawing:
Фиг. 1 - внешний вид тренажера, где:FIG. 1 - the appearance of the simulator, where:
1 - изолирующий дыхательный аппарат;1 - insulating breathing apparatus;
2 - человек;2 - person;
3 - датчики артериального давления;3 - blood pressure sensors;
4 - датчик частоты пульса;4 - heart rate sensor;
5 - датчик температуры тела;5 - body temperature sensor;
6 - датчик регистрации пневмотахограмм;6 - sensor registration pneumotachograms;
7 - беговая дорожка;7 - treadmill;
8 - процессор;8 - processor;
9 - камера-имитатор;9 - camera simulator;
10 - корпус;10 - case;
11 - потолочное перекрытие;11 - ceiling;
12 - устройство для подогрева - охлаждения;12 - device for heating - cooling;
13 - внутренний воздух;13 - internal air;
14 - датчики температуры и влажности;14 - temperature and humidity sensors;
15 - резервуар для газа;15 - tank for gas;
16 - подаваемый газ;16 - supplied gas;
17 - датчики контроля концентрации газа;17 - sensors for monitoring gas concentration;
18 - движущаяся лента;18 - moving belt;
19 - перила ограждения;19 - railings of the fence;
20 - вращающиеся цилиндры;20 - rotating cylinders;
21 - мотор;21 - motor;
22 - ременная передача;22 - belt drive;
23 - подъемные механизмы;23 - lifting mechanisms;
24 - потолочная балка;24 - ceiling beam;
25 - подшипник с регулируемым усилием вращения;25 - bearing with adjustable rotation force;
26 - груз.26 - cargo.
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.The simulator for assessing human performance (Fig. 1) includes a
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.Assessment of human performance based on the simulator is as follows. Before performing the performance assessment procedure, information about the values and dynamics of physical loads characterizing the activities of the miner during the occurrence, evacuation and liquidation of an emergency is entered into processor 8: the estimated speed of a person 2 in production, the route change in the production slope, the predicted physical loads that a worker must perform .
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.According to these data, the processor control unit determines the speed of movement of the moving
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.Due to the operation of the device for heating -
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.The test person 2 is mounted on the moving
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.During testing, in accordance with the specified conditions, the speed of the treadmill tape, its angle of inclination and physical activity are changed. Thus pnevmotahogrammy calculated based on a volumetric flow rate of inhaled and exhaled breath Q Q exhalation air during a respiratory cycle are used to determine the effective operating time person included in the self-contained breathing apparatus, i.e. time during which condition Q expiration is fulfilled . / Q breath. > 1. Outside of this condition, the use of insulating breathing apparatus becomes impractical. Simultaneously with the volumetric flow rates of the inhaled Q breath and the exhaled Q breath , the blood pressure, pulse rate and temperature are also measured, which are used in the future to establish the physiological state of the subject.
На основании проведенных испытаний устанавливают или физиологические возможности людей для выполнения требуемых работ в изолирующем дыхательном аппарате, или определяют необходимость проведения их дополнительного тренинга.On the basis of the tests, either the physiological capabilities of people to perform the required work in an isolating breathing apparatus are established, or the need for additional training is determined.
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.As shown by the results of mine tests of people included in an insulating breathing apparatus, which is almost 80% of the subjects, the duration of work in the breathing apparatus was less than the time required for people to leave the danger zone.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018118122A RU2675126C1 (en) | 2018-05-15 | 2018-05-15 | Simulator for estimation of human performance |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018118122A RU2675126C1 (en) | 2018-05-15 | 2018-05-15 | Simulator for estimation of human performance |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2675126C1 true RU2675126C1 (en) | 2018-12-17 |
Family
ID=64753515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018118122A RU2675126C1 (en) | 2018-05-15 | 2018-05-15 | Simulator for estimation of human performance |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2675126C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU206769U1 (en) * | 2021-03-05 | 2021-09-28 | Олег Николаевич Рогачев | Trainer track for the prevention and treatment of flat feet |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU76154U1 (en) * | 2008-04-17 | 2008-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "195 Центральный завод полигонного и учебного оборудования" Министерства обороны Российской Федерации (195 ЦЗПУО МО РФ) | DYNAMIC PLATFORM |
CN202093696U (en) * | 2011-06-22 | 2011-12-28 | 长春工程学院 | Fire simulator used in fire drill |
WO2013000019A1 (en) * | 2011-06-27 | 2013-01-03 | Seqr Management Services Pty Ltd | Multipurpose simulator installation |
CN204516093U (en) * | 2015-02-04 | 2015-07-29 | 中国人民解放军海军工程大学 | Portable ship's fire fighting training simulation device |
US9339669B2 (en) * | 2007-01-19 | 2016-05-17 | Ocenco, Inc. | Breathing apparatus simulator |
GB2534129A (en) * | 2015-01-06 | 2016-07-20 | Beaverfit Ltd | Training apparatus |
WO2018008778A1 (en) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | 주식회사 대갑 | Interactive fire safety training simulation system |
-
2018
- 2018-05-15 RU RU2018118122A patent/RU2675126C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9339669B2 (en) * | 2007-01-19 | 2016-05-17 | Ocenco, Inc. | Breathing apparatus simulator |
RU76154U1 (en) * | 2008-04-17 | 2008-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "195 Центральный завод полигонного и учебного оборудования" Министерства обороны Российской Федерации (195 ЦЗПУО МО РФ) | DYNAMIC PLATFORM |
CN202093696U (en) * | 2011-06-22 | 2011-12-28 | 长春工程学院 | Fire simulator used in fire drill |
WO2013000019A1 (en) * | 2011-06-27 | 2013-01-03 | Seqr Management Services Pty Ltd | Multipurpose simulator installation |
GB2534129A (en) * | 2015-01-06 | 2016-07-20 | Beaverfit Ltd | Training apparatus |
CN204516093U (en) * | 2015-02-04 | 2015-07-29 | 中国人民解放军海军工程大学 | Portable ship's fire fighting training simulation device |
WO2018008778A1 (en) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | 주식회사 대갑 | Interactive fire safety training simulation system |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU206769U1 (en) * | 2021-03-05 | 2021-09-28 | Олег Николаевич Рогачев | Trainer track for the prevention and treatment of flat feet |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cooper et al. | Exercise testing and interpretation: a practical approach | |
EP3158484B1 (en) | Apparatus and method for improving psychophysiological function for performance under stress | |
US9999388B2 (en) | Hand-held device for the endurance training and the determination of endurance metrics | |
US8845556B1 (en) | Method and apparatus for body balance and alignment correction and measurement | |
US20080228110A1 (en) | Device for computerized dynamic posturography and a method for balance assessment | |
Gosselink et al. | Reliability of a commercially available threshold loading device in healthy subjects and in patients with chronic obstructive pulmonary disease. | |
US9895082B2 (en) | Detecting temperature sensitivity of a patient's airway | |
KR20130125762A (en) | Cpr monitoring system | |
RU2675126C1 (en) | Simulator for estimation of human performance | |
JP2017532129A (en) | System and method for teaching, exercising and performing effective artificial respiration | |
US20070118044A1 (en) | Method and device for identifying; measuring and analyzing abnormal neurological responses | |
GB1581482A (en) | Method of controlling a ventilation apparatus | |
KR102278695B1 (en) | Portable Bio-Sensing Monitoring Apparatus and Respiratory Training System using the same | |
CN217819405U (en) | Detection device for heart rate and respiration monitoring equipment | |
NO324802B1 (en) | System and method for validating CPR equipment | |
Kyriazi | Development of an automated breathing and metabolic simulator | |
Rahman et al. | Lung function in teenage Bangladeshi boys and girls | |
WO2021076017A1 (en) | Method for testing personal respiratory protective equipment | |
RU2688724C1 (en) | System for measuring body energy expenditure in extreme conditions | |
KR20210044417A (en) | Physical function test method | |
RU2061450C1 (en) | Pressure chamber for performing medical investigations | |
Baubin et al. | Measuring forces and frequency during active compression decompression cardiopulmonary resuscitation: a device for training, research and real CPR | |
Takatori et al. | Development of respiratory function monitor for neonates | |
Ismail et al. | Automated 6-Minute Walk Test Distance measurement and walk characterisation using a novel infrared sensor-based technique | |
RU2813903C1 (en) | Method and complex of devices for training breathing technique in personal respiratory protection equipment |