本發(fā)明涉及水下脫險(xiǎn)救生，尤其是一種水下自救教學(xué)訓(xùn)練裝置系統(tǒng)及教學(xué)、訓(xùn)練方法。

背景技術(shù)：

1、隨著海上運(yùn)輸、海上開采、海上捕撈產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，海洋中所發(fā)生的事故也越來越多,全世界每年都有輪船、甚至潛艇、軍艦在大洋中因爆炸起火、擱淺而傾覆沉沒，由于茫茫大洋下深不可測(cè)、壓力巨大、沒有光亮、信息獲取困難，環(huán)境條件異常惡劣，水下潛深和持續(xù)時(shí)間都難以支撐危險(xiǎn)復(fù)雜的水下救援?，F(xiàn)有技術(shù)中多為利用外部救援設(shè)備參與水下救援，首先外界很難獲取失事艦船的具體方位、內(nèi)部狀態(tài)等詳細(xì)信息，其次外部救援設(shè)備參與水下救援的難度很大，外部救援力量到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)速度相對(duì)較慢，不能保證黃金救援時(shí)間內(nèi)到達(dá)，從而不能保證救援的及時(shí)性、安全性和準(zhǔn)確性。因此水下自救裝置系統(tǒng)對(duì)于水下工作人員而言更加實(shí)用，可以提高救援的效率，降低事故發(fā)生后人員的死亡率。水下自救教學(xué)訓(xùn)練裝置系統(tǒng)是練習(xí)使用自救技能的裝置，平時(shí)多加練習(xí)，有利于提高緊急情況下的應(yīng)急處置能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是在提供一種水下自救教學(xué)訓(xùn)練裝置系統(tǒng)及教學(xué)、訓(xùn)練方法，訓(xùn)練人員可以不用依賴外部救援設(shè)備，節(jié)省了等待救援的時(shí)間；該裝置系統(tǒng)設(shè)置教學(xué)和水下實(shí)作兩種模式，根據(jù)需要自行選擇，提高了功能性。教學(xué)模式下的訓(xùn)練人員在無水的條件下，穿著仿真潛水裝具戴ar眼鏡進(jìn)入訓(xùn)練艙，通過ar系統(tǒng)和紅外、振動(dòng)傳感器進(jìn)行教學(xué)相關(guān)動(dòng)作反饋，提高了以往水下訓(xùn)練的安全性和訓(xùn)練效果。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種水下自救教學(xué)訓(xùn)練裝置系統(tǒng)，包括裝置結(jié)構(gòu)、ar眼鏡系統(tǒng)和訓(xùn)練教學(xué)控制系統(tǒng)；

3、所述裝置結(jié)構(gòu)包括密閉的訓(xùn)練艙、高位水池、低位水箱和注排水管路系統(tǒng)；訓(xùn)練艙通過支撐框架支撐固定，所述訓(xùn)練艙上分別設(shè)有上艙口蓋和下艙口蓋，訓(xùn)練艙上下艙口之間連接勾梯，訓(xùn)練艙上部置于高位水池中模擬一定深度的水下環(huán)境，訓(xùn)練艙上設(shè)有通氣閥，訓(xùn)練艙通過充氣管路及空氣閥組控制內(nèi)部壓力，訓(xùn)練艙、高位水池和低位水箱之間設(shè)有注排水管路系統(tǒng)通過循環(huán)水泵實(shí)現(xiàn)循環(huán)供水；充氣管路上設(shè)有充氣閥流量傳感器、勾梯上設(shè)有壓力傳感器、訓(xùn)練艙艙壁上設(shè)振動(dòng)傳感器；

4、所述訓(xùn)練教學(xué)控制系統(tǒng)包括教學(xué)訓(xùn)練控制儀、傳感器信號(hào)控制箱，訓(xùn)練教學(xué)控制系統(tǒng)包括教學(xué)、實(shí)作兩個(gè)模式；教學(xué)模式下，訓(xùn)練艙內(nèi)不注水，實(shí)作模式下，訓(xùn)練艙注水；

5、所述ar眼鏡系統(tǒng)與訓(xùn)練教學(xué)控制系統(tǒng)的參數(shù)同步，在教學(xué)模式下，ar眼鏡系統(tǒng)同時(shí)通過將虛擬注水過程圖像疊加到參訓(xùn)人員的視野中。

6、進(jìn)一步地，所述供排水系統(tǒng)包括注水管、排水管和上水管、電控閥門，所述高位水池和訓(xùn)練艙之間連接注水管，所述訓(xùn)練艙與低位水箱之間連接排水管，所述高位水池和低位水箱之間連接有上水管。

7、進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括水泵控制儀和整流控制箱。

8、進(jìn)一步地，所述通氣閥流量傳感器為壓電式壓力傳感器；所述壓力傳感器為應(yīng)變片式壓力傳感器。

9、進(jìn)一步地，所述訓(xùn)練艙上設(shè)有顯示屏，顯示訓(xùn)練艙內(nèi)的水位及壓力值。

10、進(jìn)一步地，所述訓(xùn)練艙外部的支撐框架上設(shè)有爬梯；所述高位水池邊緣設(shè)護(hù)欄，保證參加訓(xùn)練人員及參與保障人員的安全。

11、該系統(tǒng)的教學(xué)、訓(xùn)練方法為，包括教學(xué)和實(shí)作兩個(gè)模式；

12、教學(xué)模式：將教學(xué)訓(xùn)練控制儀撥到“教學(xué)”，初始狀態(tài)，初始狀態(tài)，設(shè)定“深度”數(shù)值后，訓(xùn)練人員穿著仿真潛水裝具戴ar眼鏡從下艙口進(jìn)入訓(xùn)練艙，后關(guān)閉下艙口蓋，此時(shí)“注水”、“加壓”、“平衡”燈均不亮，當(dāng)程序開始運(yùn)行后，艙內(nèi)實(shí)際不注水，但是ar眼鏡中顯示訓(xùn)練艙進(jìn)行注水的圖像，同時(shí)控制儀上的“注水”燈亮，達(dá)到一定水位后，“水位”燈亮，關(guān)閉通氣閥，進(jìn)行加壓，待裝置內(nèi)氣壓至高位水池一致時(shí)，達(dá)到平衡，此時(shí)停止計(jì)時(shí)，上艙蓋開啟，訓(xùn)練人員通過勾梯從上艙口順利出艙，模擬水下自救教學(xué)結(jié)束；

13、實(shí)作模式：將教學(xué)訓(xùn)練控制儀撥到“實(shí)作”，進(jìn)入初始狀態(tài)，然后設(shè)定“深度”，該深度值是模擬自然水下深度對(duì)應(yīng)的壓力，該壓力是通過調(diào)整高位水池的水量產(chǎn)生的水壓來實(shí)現(xiàn)的；深度根據(jù)訓(xùn)練目的設(shè)定完畢后，參加訓(xùn)練人員穿戴專用水下救援訓(xùn)練裝具后從訓(xùn)練艙的下艙蓋處進(jìn)入訓(xùn)練艙，然后關(guān)閉下艙蓋；訓(xùn)練開始時(shí)進(jìn)行計(jì)時(shí)，注水管閥門開啟，開始注水，達(dá)到一定水位后，關(guān)閉通氣閥，進(jìn)行加壓，待裝置內(nèi)氣壓至高位水池一致時(shí)，達(dá)到平衡，此時(shí)停止計(jì)時(shí)，上艙蓋開啟，參訓(xùn)人員利用所穿裝具的正浮力應(yīng)急自救脫困，參訓(xùn)人員浮出水面，完成一次水下實(shí)作訓(xùn)練。

14、進(jìn)一步地，所述教學(xué)模式下，在結(jié)合訓(xùn)練艙內(nèi)的傳感器進(jìn)行相關(guān)技能動(dòng)作的考核；考核前要確定充氣閥流量傳感器、勾梯上壓力傳感器以及艙壁振動(dòng)傳感器的工作狀態(tài)正常；考核時(shí)，ar眼鏡與艙內(nèi)、艙外控制箱參數(shù)同步顯示，參訓(xùn)人員需熟悉充氣閥結(jié)合的力度，進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，充氣閥的結(jié)合狀態(tài)應(yīng)是“完全結(jié)合”綠燈亮方才合格；參訓(xùn)人員需熟悉腳部勾梯的動(dòng)作和力度，進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，上浮前勾梯的動(dòng)作也是應(yīng)“完全勾梯”方才合格；參訓(xùn)人員需熟悉敲擊的動(dòng)作、頻率和力度，進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，敲擊信號(hào)的動(dòng)作也應(yīng)是“完成敲擊”才能合格；上述技能動(dòng)作合格后方可進(jìn)行實(shí)作階段。

15、進(jìn)一步地，訓(xùn)練艙內(nèi)設(shè)有“緊急”按鈕，當(dāng)訓(xùn)練人員由于身體不適或其他緊急情況下按下該按鈕，教學(xué)訓(xùn)練控制儀上的“緊急”燈亮，同時(shí)發(fā)出蜂鳴聲，此時(shí)，參與保障人員應(yīng)立即停止教學(xué)訓(xùn)練控制系統(tǒng)運(yùn)行，打開下艙蓋，使訓(xùn)練人員安全離開訓(xùn)練艙。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：該裝置系統(tǒng)有教學(xué)和水下實(shí)作兩種模式，可任意切換，兩種模式下裝置系統(tǒng)運(yùn)行程序基本相同，在教學(xué)模式下，訓(xùn)練人員穿著仿真潛水裝具戴ar眼鏡進(jìn)入訓(xùn)練艙，通過ar系統(tǒng)和紅外、振動(dòng)傳感器進(jìn)行教學(xué)及相關(guān)動(dòng)作反饋，使得水下應(yīng)急自救訓(xùn)練前期訓(xùn)練教學(xué)更具安全性、直觀性，提升教學(xué)效果，提高參訓(xùn)人員后期水下實(shí)作訓(xùn)練的通過率、優(yōu)秀率；而實(shí)作模式下，裝置系統(tǒng)注水，能夠更加真實(shí)的模擬水下環(huán)境，提高水下自救的成功率。

技術(shù)特征：

1.一種水下自救教學(xué)訓(xùn)練裝置系統(tǒng)，其特征在于，包括裝置結(jié)構(gòu)、ar眼鏡系統(tǒng)和訓(xùn)練教學(xué)控制系統(tǒng)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自救教學(xué)訓(xùn)練裝置系統(tǒng)，其特征在于，所述供排水系統(tǒng)包括注水管、排水管和上水管、電控閥門，所述高位水池和訓(xùn)練艙之間連接注水管，所述訓(xùn)練艙與低位水箱之間連接排水管，所述高位水池和低位水箱之間連接有上水管。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自救教學(xué)訓(xùn)練裝置系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括水泵控制儀和整流控制箱。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自救教學(xué)訓(xùn)練裝置系統(tǒng)，其特征在于，所述充氣閥流量傳感器為壓電式壓力傳感器；所述壓力傳感器為應(yīng)變片式壓力傳感器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自救教學(xué)訓(xùn)練裝置系統(tǒng)，其特征在于，所述訓(xùn)練艙上設(shè)有顯示屏，顯示訓(xùn)練艙內(nèi)的水位及壓力值。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自救教學(xué)訓(xùn)練裝置系統(tǒng)，其特征在于，所述訓(xùn)練艙外部的支撐框架上設(shè)有爬梯；所述高位水池邊緣設(shè)護(hù)欄，保證參加訓(xùn)練人員及參與保障人員的安全。

7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)的教學(xué)、訓(xùn)練方法，其特征在于，包括教學(xué)和實(shí)作兩個(gè)模式；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的教學(xué)、訓(xùn)練方法，其特征在于，所述教學(xué)模式下，在結(jié)合訓(xùn)練艙內(nèi)的傳感器進(jìn)行相關(guān)技能動(dòng)作的考核；考核前要確定充氣閥流量傳感器、勾梯上壓力傳感器以及艙壁振動(dòng)傳感器的工作狀態(tài)正常；考核時(shí)，ar眼鏡與艙內(nèi)、艙外控制箱參數(shù)同步顯示，參訓(xùn)人員需熟悉充氣閥結(jié)合的力度，進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，充氣閥的結(jié)合狀態(tài)應(yīng)是“完全結(jié)合”綠燈亮方才合格；參訓(xùn)人員需熟悉腳部勾梯的動(dòng)作和力度，進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，上浮前勾梯的動(dòng)作也是應(yīng)“完全勾梯”方才合格；參訓(xùn)人員需熟悉敲擊的動(dòng)作、頻率和力度，進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，敲擊信號(hào)的動(dòng)作也應(yīng)是“完成敲擊”才能合格；上述技能動(dòng)作合格后方可進(jìn)行實(shí)作階段。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的教學(xué)、訓(xùn)練方法，其特征在于，訓(xùn)練艙內(nèi)設(shè)有“緊急”按鈕，當(dāng)訓(xùn)練人員由于身體不適或其他緊急情況下按下該按鈕，教學(xué)訓(xùn)練控制儀上的“緊急”燈亮，同時(shí)發(fā)出蜂鳴聲，此時(shí)，參與保障人員立即停止教學(xué)訓(xùn)練控制系統(tǒng)運(yùn)行，打開下艙蓋，使訓(xùn)練人員安全離開訓(xùn)練艙。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種水下自救教學(xué)訓(xùn)練裝置系統(tǒng)及教學(xué)、訓(xùn)練方法，包括裝置結(jié)構(gòu)、AR眼鏡系統(tǒng)和訓(xùn)練教學(xué)控制系統(tǒng)；裝置結(jié)構(gòu)包括密閉的訓(xùn)練艙、高位水池、低位水箱和供排水系統(tǒng)等；訓(xùn)練教學(xué)控制系統(tǒng)包括教學(xué)訓(xùn)練控制儀、傳感器信號(hào)控制箱，其中訓(xùn)練教學(xué)控制系統(tǒng)包括教學(xué)、實(shí)作兩個(gè)模式。本發(fā)明的有益效果是：該裝置系統(tǒng)有教學(xué)和水下實(shí)作兩種模式，可任意切換，兩種模式下裝置系統(tǒng)運(yùn)行程序基本相同，在教學(xué)模式下，裝置系統(tǒng)不注水，訓(xùn)練人員穿著仿真潛水裝具戴AR眼鏡進(jìn)入訓(xùn)練艙，通過AR系統(tǒng)和紅外、振動(dòng)傳感器進(jìn)行教學(xué)及相關(guān)動(dòng)作反饋，使得水下應(yīng)急救援訓(xùn)練前期訓(xùn)練教學(xué)更具安全性、直觀性，提升教學(xué)效果，提高參訓(xùn)人員后期水下實(shí)作訓(xùn)練的通過率、優(yōu)秀率；而實(shí)作模式下，裝置系統(tǒng)注水，能夠更加真實(shí)的模擬水下環(huán)境，提高水下自救的成功率。

技術(shù)研發(fā)人員：翁永斌,滕辰,陳亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)人民解放軍海軍特色醫(yī)學(xué)中心
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6