高原习服训练系统及训练方法技术方案

本发明专利技术提供了高原习服训练系统及训练方法，包括训练室，所述训练室内设置有自然环境模拟设备、通用训练工位、焊接训练工位、车辆操作训练工位、吊车训练工位和打桩训练工位，各训练工位均设置有控制器、VR主机、VR眼镜、VR手柄和人体机能监测设备。本发明专利技术将常规的高原适应性训练与VR模拟训练相结合，不仅模拟了高原的自然环境，还模拟了逼真的高原视觉，使得训练人员的看到的景象与高原场景保持一致，模拟的场景更加逼真，从而提高训练效果。针对焊工、车辆驾驶工、起吊工和打桩工有针对性地设置了对应的训练工位，模拟在高原环境中的施工操作，可以使工人提前适应高原环境中的施工操作，进一步地提高这些工种的训练效果。进一步地提高这些工种的训练效果。进一步地提高这些工种的训练效果。

【技术实现步骤摘要】
高原习服训练系统及训练方法


[0001]本专利技术涉及高原适应性训练
，尤其是一种高原习服训练系统及训练方法。

技术介绍

[0002]高原环境条件恶劣，具有气压低、低氧分压和低气温的特点，对人体生理系统影响显著。平原世居者进入高原后容易出现各种不适症状，包括头痛、头晕、恶心、呕吐、疲劳等，严重者可能出现高原脑水肿和高原肺水肿等威胁生命的疾病。初到高原人员在机体功能和代谢上发生了变化，运动能力和工作能力大幅下降，感知和反应能力降低，机体出现循环和呼吸加快等代偿性反应，能够在一定程度上消除缺氧导致的不利影响。人体对高原低氧环境具有一定适应习服能力，在生理负荷可承担范围内，可借助特定设备开展训练加快高原习服过程。
[0003]专利申请号为201910858949.8的文献公开了一种多因素综合高原高寒气候环境模拟加速装置，该装置采用PLC或单片机控制光源的辐射功率和紫外比、气压升降、温度升降、加湿除湿、风速等动作，形成一种由光照、气压、温度、湿度和风速五种环境因素综合而成的人工模拟或强化的试验环境。专利申请号为201620649626.X的文献公开了一种多功能高原环境模拟舱，舱室内部安装有紫外灯、压力传感器、氧浓度传感器、混合风扇、二氧化碳长安器和温湿度传感器，控制舱室内气压、氧气浓度和二氧化碳浓度。专利申请号为201621241045.9的文献公开了一种高原环境模拟测试箱，包含密封箱体、观察窗、摄像头、流量计、压力表、电机、真空泵、进气调节阀，可模拟不同海拔高度大气压力变化。相类似的，专利201910551332.1的文献公开一种高原环境模拟试验台，采用真空泵和压力控制器将试验箱内气压控制在一定范围内，模拟相应海拔环境下的器件功耗。上述高原环境模拟装置没有公开人员训练的技术特征和具体方案。
[0004]专利申请号为201611111697.5的文献公开了一种应用于高原训练的安全运动系统，包括智能运动终端、便携式应急救生设备，所述智能运动终端包括运动状态监测模块、数据处理模块、预警模块、数据统计模块、智能库模块。显示模块，所述数据处理模块包括正常指标数据库和对比单元，所述预警模块是语音提示系统，所述数据统计模块用于统计运动员单次或一段时间内运动情况，所述智能库模块包括蚁群算法模型，所述显示模块用于智能库模块的优化结果，所述便携式应急救生设备包括小型氧气背囊。该专利采用运动手环采集生理指标数据，数据可靠性和精确度有待验证，适用海拔高度为1500
‑
2700m。
[0005]专利申请号为201810524606.3的文献公开了一种用于低氧习服训练的反馈式呼吸训练系统及方法，属于低氧呼吸训练
,该系统由压缩机、制氮机、储气罐、常压低氧舱体、监测手套、袖带、呼吸引导主机及用于连接各部分的气体软管和导线构成。该专利技术利用呼吸引导主机引导用户在低氧环境下进行深呼吸，并使用监测手套监测呼吸过程中的血氧浓度、心电、血压的变化，根据采集到的这些生理指标再逐渐提高引导用户的呼吸深度直到实现个性化的最佳呼吸,使血氧浓度达到最高。
[0006]可见，目前对高原环境的模拟以及训练人员的身体指标监控等已经有了较多的研究，但对于建筑施工工人来说，除了面对温度低、气压低、氧气浓度低等普遍存在的恶劣条件，还要在这种恶劣的条件下完成施工任务，现有技术并未能够模拟实际的施工环境。
[0007]目前，VR技术是一种快速发展的虚拟现实技术，已经有部分施工场景的训练采用了VR技术替代实地训练，如CN201910608899.8公开了一种施工场景培训系统，仅仅用于升降设备的操作训练。CN201910186253.5公开了一种采用虚实结合的工程提高现场施工效率的方法，利用BIM等软件通过运用建筑信息模型，将工程上加工设备或者工程机械进行建模，并把相关操作步骤和工艺方法融入VR操作步骤中去，让工人直接操作虚拟设备或机械进行生产进行培训或者考核，再到工程上直接操作实物。主要创新点为利用BIM建模技术与VR技术相结合，将BIM与VR虚拟结合的技术运用到新机场的建设中去，从而提高工程可行性以及施工效率。该技术仅仅公开了总的训练构思，并未对针对每个工种的具体训练设备进行详细说明。CN201910445900.X公开了一种带压作业工艺与装备VR模拟系统，仅仅针对带压设备的操作训练。CN201911181309.4公开了一种建筑施工升降机操作教学仪，仅仅用于升降机操作训练。CN202110501463.6公开了一种建筑装配的沉浸式虚拟现实互动教学系统及使用方法，仅仅用于建筑装配的教学。CN202110612511.9公开了一种建筑施工VR体验系统及方法，仅仅用于观看建筑施工过程。CN201810346431.1公开了一种基于VR技术的送变电施工安全教育培训系统及其搭建方法，仅仅用于送变电安全教育培训。CN202010374639.1一种基于VR技术的施工安全管理装置和方法，主要模拟触电、烟雾、地震、失重、温度变化等发生险情的场景，以培养工人的安全意识，提高施工的安全性。CN201820937361.2公开了一种基于BIM和VR技术的施工安全教育装置，也是用于安全教育。CN201810129498.X公开了一种社区科普体验系统及体验方法，用于运动员的高原训练。
[0008]可见，现有技术并未将VR技术、建筑施工以及高原训练结合的报导。

技术实现思路

[0009]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高原习服训练系统及训练方法，将VR技术应用于施工工人的高原习服训练，且模拟各个工种的实际施工环境，模拟的场景更加真实，实现更加有效的训练。
[0010]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：高原习服训练系统，包括训练室，所述训练室内设置有用于模拟高原自然环境的自然环境模拟设备，
[0011]所述训练室内还设置有通用训练工位、焊接训练工位、车辆操作训练工位、吊车训练工位和打桩训练工位，所述通用训练工位、焊接训练工位、车辆操作训练工位、吊车训练工位和打桩训练工位均设置有控制器、VR主机、VR眼镜、VR手柄和人体机能监测设备，所述VR眼镜和VR手柄均与VR主机相连，所述VR主机和人体机能监测设备均与控制器相连；所述通用训练工位设置有跑步传送带，所述跑步传送带的动力机构与VR主机相连；所述车辆操作训练工位、吊车训练工位和打桩训练工位均设置有座椅、模拟刹踏板和模拟油门踏板，所述模拟刹踏板和模拟油门踏板的下方均设置有压力传感器，所述压力传感器与VR主机相连。
[0012]进一步地，所述车辆操作训练工位、吊车训练工位和打桩训练工位的座椅上均设置有安全带。
[0013]进一步地，还包括中央处理模块和数据库模块，所述通用训练工位、焊接训练工位、车辆操作训练工位、吊车训练工位和打桩训练工位的控制器与中央处理模块相连，所述数据库模块与中央处理模块相连。
[0014]进一步地，所述自然环境模拟设备包括温度控制子系统、气压控制子系统、湿度控制子系统、光线控制子系统、风力控制子系统，所述训练室内设置有温度传感器、气压传感器、湿度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高原习服训练系统，包括训练室(1)，所述训练室(1)内设置有用于模拟高原自然环境的自然环境模拟设备，其特征在于：所述训练室(1)内还设置有通用训练工位(11)、焊接训练工位(12)、车辆操作训练工位(13)、吊车训练工位(14)和打桩训练工位(15)，所述通用训练工位(11)、焊接训练工位(12)、车辆操作训练工位(13)、吊车训练工位(14)和打桩训练工位(15)均设置有控制器(109)、VR主机(101)、VR眼镜(102)、VR手柄(103)和人体机能监测设备(5)，所述VR眼镜(102)和VR手柄(103)均与VR主机(101)相连，所述VR主机(101)和人体机能监测设备(5)均与控制器(109)相连；所述通用训练工位(11)设置有跑步传送带(104)，所述跑步传送带(104)的动力机构与VR主机(101)相连；所述车辆操作训练工位(13)、吊车训练工位(14)和打桩训练工位(15)均设置有座椅(105)、模拟刹踏板(106)和模拟油门踏板(107)，所述模拟刹踏板(106)和模拟油门踏板(107)的下方均设置有压力传感器(108)，所述压力传感器(108)与VR主机(101)相连。2.如权利要求1所述的高原习服训练系统，其特征在于：所述车辆操作训练工位(13)、吊车训练工位(14)和打桩训练工位(15)的座椅(105)上均设置有安全带。3.如权利要求1所述的高原习服训练系统，其特征在于：还包括中央处理模块(2)和数据库模块(3)，所述通用训练工位(11)、焊接训练工位(12)、车辆操作训练工位(13)、吊车训练工位(14)和打桩训练工位(15)的控制器(109)与中央处理模块(2)相连，所述数据库模块(3)与中央处理模块(2)相连。4.如权利要求3所述的高原习服训练系统，其特征在于：所述自然环境模拟设备包括温度控制子系统(401)、气压控制子系统(402)、湿度控制子系统(403)、光线控制子系统(404)、风力控制子系统(405)，所述训练室(1)内设置有温度传感器(406)、气压传感器(407)、湿度传感器(408)、风速传感器(409)和光照传感器(410)，所述温度控制子系统(401)、气压控制子系统(402)、湿度控制子系统(403)、光线控制子系统(404)、风力控制子系统(405)、温度传感器(406)、气压传感器(407)、湿度传感器(408)、风速传感器(409)和光照传感器(410)均与中央处理模块(2)相连。5.如权利要求1所述的高原习服训练系统，其特征在于：每个控制器(109)连接有一报警器(110)。6.如权利要求1所述的高原习服训练系统，其特征在于：所述人体机能监测设备(5)包括体重传感器(501)、肺通气量监测器(502)、心率监测器(503)和血氧饱和度监测器(504)。7.采用权利要求1所述高原习服训练系统的训练方法，其特征在于，包括对高原地貌、焊接操作、车辆操作、吊车操作和打桩机操作进行建模，并在通用训练工位(11)的VR主机(101)中生成高原地貌的三维虚拟全景模型，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：琚国全，汪辉武，曹彧，郭春，陶伟明，徐建峰，郑长青，唐思聪，粟威，王闯，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：