用于儿童呼吸防护用品检测的人工智能仿真头模制造技术

本发明专利技术公开了一种用于儿童呼吸防护用品检测的人工智能仿真头模，包括：头模壳体、底座、控制系统、运动机构。头模壳体的外形为仿人类头颈部外形；头模壳体采用硅胶材料；运动机构包括点头机构、摇头机构、口部开合机构本发明专利技术提供的人工智能仿真头模能够完成口罩样品的密合度测试，避免测试人员吸入有害性颗粒物风险，改进静态硬质头模测试密合度的局限性，提高测试准确性。

Artificial intelligence simulation head model for the detection of children's respiratory protective equipment

The invention discloses an artificial intelligence simulation head mold for the detection of children's respiratory protective articles, which comprises a head mold shell, a base, a control system and a moving mechanism. The shape of the head form shell is similar to the shape of the human head and neck; the head form shell is made of silica gel; the motion mechanism includes the nodding mechanism, the shaking mechanism and the opening and closing mechanism of the mouth. The artificial intelligence simulation head form provided by the invention can complete the tightness test of the mask sample, avoid the risk of harmful particles inhalation by the tester, improve the limitation of the tightness test of the static hard head form, and improve the tightness Test accuracy.

【技术实现步骤摘要】
用于儿童呼吸防护用品检测的人工智能仿真头模
本专利技术涉及一种仿真智能头模，尤其是涉及一种用于呼吸防护用品的密合度检测的人工智能仿真头模。
技术介绍
随着科技发展和国民生活水平不断提高，全民健康防护意识也越来越强。通过公众媒体对“雾霾”、“PM2.5”等空气污染颗粒危害性的科普，人们对呼吸防护健康意识逐渐增强。口罩作为呼吸防护用品重要手段，国家也出台了相应的执行标准规范市场上呼吸防护类产品质量。如工业口罩的强制性国家标准GB2626-2006《呼吸防护用品——自吸过滤式防颗粒物呼吸器》和民用口罩的推荐性国家标准GB/T32610-2016《日常防护型口罩技术规范》等。但上述提到的标准适用范围为成人群体，而未成年作为弱势群体，是重点保护的呼吸防护对象。儿童口罩是主要面向3-14周岁年龄阶段的小朋友们提供的呼吸防护用品。与成人款口罩具有严格的行业标准不同，儿童口罩还没有国家及世界标准。目前无论是中国还是欧美等国都没有出台过关于儿童口罩的标准或检测要求。其原因在于，处在飞速生长发育过程中的儿童面部差异非常大，根本不可能通过年龄、体重或者性别进行笼统的分类。因此，市面上的儿童口罩等呼吸防护用品的质量参差不齐，消费者不知如何鉴别或选择合适的儿童防护口罩，生产者也不明确采用何种手段或标准来检测及衡量儿童口罩的密合度。若儿童口罩的密合度参考GB2626-2006标准采用真人测试，存在两个问题：第一，测试过程中儿童要在密闭模拟仓中进行盐性、油性颗粒物呼吸密合度测试，存在吸入有害颗粒物风险性和利用儿童作为实验对象的伦理问题；第二，由于儿童成长的特殊性，不同年龄段儿童面部大小差异较大，测试人员选择不同测试对象可能会造成不同测试结果，存在主观操作性差异可能。若参考GB/T32610-2016中密合度使用大、中、小三个不同尺寸成人静态硬质头模测试，也存在两个问题：第一：静态头模只能测试静止状态下口罩密合度，忽略了儿童动态生活环境下的密合度不严密的问题，测试结果不够准确全面；第二：硬质头模与真人面部形态差异大，贴合度差，难以模拟使用者佩戴口罩真实情况。第三：成人静态硬质头模与儿童面部大小差异较大，测试结果不能代表儿童的真实水平。因而，有必要提供一种新型的头模用于用于呼吸防护用品密合度的检测，以克服现有检测方法中存在的缺点和不足，并填补儿童款测试头模的空白。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种用于儿童呼吸防护用品检测的人工智能仿真头模，能在口罩密合度测试过程中完成正常呼吸、口部开合说话、摇头、点头等测试动作模拟，克服静态硬质头模测试的不足，同时能避免测试人员吸入有害性颗粒物的风险以及解决儿童实验的伦理问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于儿童呼吸防护用品检测的人工智能仿真头模，包括头模壳体、底座、控制系统、运动机构；所述头模壳体的外形为仿人类头颈部外形，具有头部和颈部；所述头模壳体内部具有中空的腔体；所述头模壳体的颈部与底座固定连接；所述底座上安装有固定支架，所述固定支架位于所述腔体内；所述运动机构安装于所述腔体内；所述头模壳体采用硅胶材料，所述硅胶材料的邵氏硬度为10HA；所述运动机构包括点头机构、摇头机构、口部开合机构；所述点头机构包括第一电机和由第一电机驱动的第一曲柄连杆机构，所述第一电机固定安装于所述固定支架，所述第一曲柄连杆机构与所述头模壳体的头部的面部内壁连接，所述第一电机驱动所述第一曲柄连杆机构在竖直方向上下运动使所述第一曲柄连杆机构带动所述头部上下运动；所述摇头机构包括第二电机、由第二电机驱动的主动齿轮、与主动齿轮啮合的固定齿轮；所述第二电机固定安装于所述固定支架，所述固定齿轮与所述头模壳体的颈部内壁连接；所述第二电机驱动所述主动齿轮在水平面内转动，所述主动齿轮带动所述固定齿轮在水平面内转动使所述头模壳体的头部在水平面内相对于所述底座转动；所述口部开合机构包括第三电机和由第三电机驱动的第三曲柄连杆机构，所述第三电机固定安装于所述固定支架，所述第三曲柄连杆机构与所述头模壳体的头部的下颚部内壁连接，所述第三电机驱动所述第三曲柄连杆机构在竖直方向上下运动使所述第三曲柄连杆机构带动所述头部的下唇部上下运动；所述控制系统分别与所述第一电机、第二电机和第三电机电性连接，控制和调节所述所述第一电机、第二电机和第三电机的工作状态；所述头模壳体的头部的具有口鼻腔体管道，所述口鼻腔体管道用于连接呼吸模拟器。具体的，所述口鼻腔体管道取头模面部人中处、鼻孔及后脑勺三处孔，通过管道连通。具体的，所述第一曲柄连杆机构通过一面部支架与所述头模壳体的头部的面部内壁连接，所述面部支架至少与所述头模壳体的头部的额头部和下颚部连接。所述第一曲柄连杆机构运动时带动额头部与下颚部之间的面部整体上下运动。具体的，所述面部支架与所述头模壳体的头部的面部内壁的连接处设置有相互配合的滑块和滑轨，所述滑块能相对于滑轨在水平面内左右滑动。当头模壳体左右转动时(摇头)，所述滑块和滑轨在水平面内左右滑动。具体的，所述第一曲柄连杆机构包括第一杆、第二杆和第三杆；所述第一杆的一端与所述第一电机连接，所述第一杆的另一端与所述第二杆的一端枢接；所述第三杆的一端与所述头模壳体的头部的面部内壁连接，所述第三杆的另一端与所述固定支架枢接；所述第二杆的另一端与所述第三杆的两端之间的部位枢接。所述第一电机运转时带动所述第一杆、第二杆和第三杆在竖直面内运动。具体的，所述第一电机为直流伺服电机。具体的，所述点头机构带动所述头部上下运动的角度范围为0～60°角。具体的，所述固定齿轮通过一固定盘与所述头模壳体的颈部内壁连接；所述固定齿轮与所述固定盘固定连接；所述头模壳体的颈部内壁设有限位部，所述限位部与所述固定盘卡合使所述固定盘与所述头模壳体的颈部内壁固定。具体的，所述第二电机为步进电机。具体的，所述摇头机构使所述头模壳体的头部在水平面内相对于所述底座转动的角度范围为左右各0～45°角。具体的，所述第三曲柄连杆机构包括第四杆、第五杆和第六杆；所述第四杆的一端与所述第三电机连接，所述第四杆的另一端与所述第五杆的一端枢接；所述第五杆的另一端与所述第六杆的一端枢接，所述第六杆的另一端与所述头模壳体的头部的下唇部内壁连接；所述第六杆的两端之间的部位与所述固定支架枢接。所述第三电机运转时带动所述第四杆、第五杆和第六杆在竖直面内运动。具体的，所述第三电机为直流伺服电机。具体的，所述口部开合机构带动所述头部的下唇部上下运动的角度范围为0～30°角。具体的，所述控制系统包括控制电路板；所述控制电路板安装于所述头模壳体内，所述控制电路板与所述第一电机、第二电机和第三电机电性连接。具体的，所述控制系统包括显示器；所述显示器用于显示所述头模的工作状态。具体的，所述控制系统包括控制面板，用于输入和调节所述头模的控制信号。具体的，所述控制系统包括无线信号接收器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于儿童呼吸防护用品检测的人工智能仿真头模，其特征在于，包括：头模壳体、底座、控制系统、运动机构；/n所述头模壳体的外形为仿人类头颈部外形，具有头部和颈部；所述头模壳体内部具有中空的腔体；所述头模壳体的颈部与底座固定连接；所述底座上安装有固定支架，所述固定支架位于所述腔体内；所述运动机构安装于所述腔体内；/n所述头模壳体采用硅胶材料，所述硅胶材料的邵氏硬度为10HA；/n所述运动机构包括点头机构、摇头机构、口部开合机构；/n所述点头机构包括第一电机和由第一电机驱动的第一曲柄连杆机构，所述第一电机固定安装于所述固定支架，所述第一曲柄连杆机构与所述头模壳体的头部的面部内壁连接，所述第一电机驱动所述第一曲柄连杆机构在竖直方向上下运动使所述第一曲柄连杆机构带动所述头部上下运动；/n所述摇头机构包括第二电机、由第二电机驱动的主动齿轮、与主动齿轮啮合的固定齿轮；所述第二电机固定安装于所述固定支架，所述固定齿轮与所述头模壳体的颈部内壁连接；所述第二电机驱动所述主动齿轮在水平面内转动，所述主动齿轮带动所述固定齿轮在水平面内转动使所述头模壳体的头部在水平面内相对于所述底座转动；/n所述口部开合机构包括第三电机和由第三电机驱动的第三曲柄连杆机构，所述第三电机固定安装于所述固定支架，所述第三曲柄连杆机构与所述头模壳体的头部的下颚部内壁连接，所述第三电机驱动所述第三曲柄连杆机构在竖直方向上下运动使所述第三曲柄连杆机构带动所述头部的下唇部上下运动；/n所述控制系统分别与所述第一电机、第二电机和第三电机电性连接，控制和调节所述所述第一电机、第二电机和第三电机的工作状态；/n所述头模壳体的头部的具有口鼻腔体管道，所述口鼻腔体管道用于连接呼吸模拟器。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于儿童呼吸防护用品检测的人工智能仿真头模，其特征在于，包括：头模壳体、底座、控制系统、运动机构；
所述头模壳体的外形为仿人类头颈部外形，具有头部和颈部；所述头模壳体内部具有中空的腔体；所述头模壳体的颈部与底座固定连接；所述底座上安装有固定支架，所述固定支架位于所述腔体内；所述运动机构安装于所述腔体内；
所述头模壳体采用硅胶材料，所述硅胶材料的邵氏硬度为10HA；
所述运动机构包括点头机构、摇头机构、口部开合机构；
所述点头机构包括第一电机和由第一电机驱动的第一曲柄连杆机构，所述第一电机固定安装于所述固定支架，所述第一曲柄连杆机构与所述头模壳体的头部的面部内壁连接，所述第一电机驱动所述第一曲柄连杆机构在竖直方向上下运动使所述第一曲柄连杆机构带动所述头部上下运动；
所述摇头机构包括第二电机、由第二电机驱动的主动齿轮、与主动齿轮啮合的固定齿轮；所述第二电机固定安装于所述固定支架，所述固定齿轮与所述头模壳体的颈部内壁连接；所述第二电机驱动所述主动齿轮在水平面内转动，所述主动齿轮带动所述固定齿轮在水平面内转动使所述头模壳体的头部在水平面内相对于所述底座转动；
所述口部开合机构包括第三电机和由第三电机驱动的第三曲柄连杆机构，所述第三电机固定安装于所述固定支架，所述第三曲柄连杆机构与所述头模壳体的头部的下颚部内壁连接，所述第三电机驱动所述第三曲柄连杆机构在竖直方向上下运动使所述第三曲柄连杆机构带动所述头部的下唇部上下运动；
所述控制系统分别与所述第一电机、第二电机和第三电机电性连接，控制和调节所述所述第一电机、第二电机和第三电机的工作状态；
所述头模壳体的头部的具有口鼻腔体管道，所述口鼻腔体管道用于连接呼吸模拟器。


2.如权利要求1所述的人工智能仿真头模，其特征在于，所述第一曲柄连杆机构通过一面部支架与所述头模壳体的头部的面部内壁连接，所述面部支架至少与所述头模壳体的头部的额头部和下颚部连接。


3.如权利要求1所述的人工智能仿真头模，其特征在于，所述第一曲柄连杆机构包括第一杆、第二杆和第三杆；所述第一杆的一端与所述第一电机连接，所述第一杆的另一端与所述第二杆的一端枢接；所述第三杆的一端与所述头模壳体的头部的面部内壁连接，所述第三杆的另一端与所述固定支架枢接；所述第二杆的另一端与所述第三杆的两端之间的部位枢接。所述第一电机运转时带动所述第一杆、第二杆和第三杆在竖直面内运动。


4.如权利要求1所述的人工智能仿真头模，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴伟民，王春蕾，段晓博，陆亚明，王克，夏厦，
申请(专利权)人：生纳科技上海有限公司，上海光韵达数字医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31