一种模拟施工伤害且可以进行施工安全考试的设备的制作方法

本实用新型涉及施工安全教育及考试领域，尤其是一种模拟施工伤害且可以进行施工安全考试的设备。

背景技术：

工地施工中由于机械故障，人为操作失误存在着大量的安全隐患。这个用来模拟体验工地上的设备因故障或人为操作失误而造成对人体的伤害，让工作人员更好的了解到工作时可能因为疏忽所带来的危害。现有的这类产品使用空压机、气缸，体块大，笨重，不美观，不方便移动，噪音大，容易出故障，不安全。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种模拟施工伤害且可以进行施工安全考试的设备，该设备体积小，结构简单，易于操作，便于移动。

一种模拟施工伤害且可以进行施工安全考试的设备，包括壳体、压手模块、压脚模块、安全帽模拟撞击模块、模拟考试系统模块及一体机；所述压手模块、压脚模块及模拟考试系统模块均固定在壳体内部且各模块的操作面均位于壳体表面，所述安全帽模拟撞击模块通过两根平行设置的l型杆与壳体固定连接；所述压手模块、压脚模块、安全帽模拟撞击模块及模拟考试系统模块均与一体机电气连接；所述壳体上还设置有急停开关、一体机电源开关、电源接口及网络接口。

作为上述方案的优选，所述壳体从下往上依次分为第一部分壳体、第二部分壳体及第三部分壳体；所述压脚模块安装在第一部分壳体，所述压手模块和模拟考试模块安装在第二部分壳体，所述一体机安装在第一部分壳体，所述l型杆一端与第一部分壳体上部连接，一端与安全帽模拟撞击模块连接，所述第三部分壳体底部的四个角固定有四个万向轮。

作为上述方案的优选，所述压手模块和压脚模块包括箱体、第一远红外传感器、上压板、步进电机装置及压力传感装置；所述箱体正前方设有矩形开口，所述第一远红外传感器设于与矩形开口同侧的箱体侧壁上并位于矩形开口的正上方，所述步进电机装置和压力传感装置均设置在箱体内部。

作为上述方案的优选，所述压手模块还设有下压板，上压板与下压板相对平行设置，所述上压板与下压板之间正对矩形开口设有空隙，用来放置体验人员的手掌；所述压力传感装置包括压力传感器，所述压手模块中箱体内部设有与矩形开口固定连接的第一u型工作台，所述第一u型工作台底部与箱体底部之间设有间隔，所述下压板与第一u型工作台通过导向杆滑动连接，所述导向杆上位于下压板与第一u型工作台之间设有支撑弹簧，所述导向杆两端设有螺纹，且导向杆两端分别伸出下压板上部和第一u型工作台底部并通过螺帽捻紧，所述压力传感器固定在第一u型工作台上并位于下压板的正下方。

作为上述方案的优选，所述压脚模块中箱体内部也设有与矩形开口固定连接的第二u型工作台，所述第二u型工作台的底部平台为中空结构且底部平台的上表面设有与压力传感器配合使用的第一圆孔，所述压力传感器通过第一圆孔置于第二u型工作台的底部平台内部且压力传感器的上表面凸出于第二u型工作台的底部平台，体验人员在体验脚部挤压伤害时，直接将脚掌置于压力传感器上。

作为上述方案的优选，所述安全帽模拟撞击模块包括外壳、底板、第二步进电机、滑轮、导线轮、第二远红外传感器、第二电机驱动板、第二电机控制器、细绳及铁球；所述第二步进电机、第二远红外传感器、第二电机驱动板及第二电机控制器固定在外壳内顶部，所述滑轮装在第二步进电机的转轴上，第二步进电机转轴的末端被固定于外壳内顶部的固定座拖住，所述导线轮也安装在外壳内顶部且与滑轮相对设置，所述底板安装在外壳底部，所述底板上设有第二圆孔，所述细绳绕设在滑轮上，再绕过导线轮之后穿过第二圆孔垂直于底板伸出外壳，所述铁球系在细绳的末端。

作为上述方案的优选，所述模拟考试系统模块包括身份证阅读器和热敏打印机；所述身份证阅读器和热敏打印机分别与一体机电气连接。

作为上述方案的优选，所述l型杆的一端设有定位槽，一端设有第一定位孔，所述壳体和安全帽模拟撞击模块上设有与定位槽和第一定位孔配合使用的第二定位孔；对称设置的两根l型杆之间平行设置有多根连接杆。

作为上述方案的优选，所述壳体两侧位于第二部分上部对称设有两个扶手。

本实用新型的有益效果在于：

1、将模拟手部挤压、脚部挤压、安全帽撞击等施工安全伤害设备及施工安全考试系统集成与一个设备上，在一套设备上可以对施工人员进行多方面的安全教育,相关教育再也不需要多套冗余的设备，节约空间，同时避免了由于设备分散需要体验人员在体验多项项目时来回奔波，节约了体验人员的时间，间接提高了生产效率。

2、采用电机提供动能，噪音小，故障率更低。

3、通过设置急停开关进一步提高了该设备的安全性能，保证体验人员在体验模拟伤害时免于由于设备故障带来的正式伤害。

4、l型杆上设置有第一定位孔，可以调节安全帽模拟撞击模块与体验人员头部安全帽的撞击距离，使该设备适用于不同身高的体验人员。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为压手模块结构示意图。

图3为压手模块内部结构示意图1。

图4为压手模块内部结构示意图2。

图5为压手模块内部结构示意图3。

图6为压脚模块结构示意图。

图7为压脚模块内部结构示意图1。

图8为压脚模块内部结构示意图2。

图9为安全帽模拟撞击模块结构示意图1。

图10为安全帽模拟撞击模块结构示意图2。

图11为安全帽模拟撞击模块内部结构示意图。

图12为l型杆结构示意图。

附图标记如下：1-壳体、101-第一部分壳体、102-第二部分壳体、103-第三部分壳体、2-压手模块、201-下压板、202-第一u型工作台、203-导向杆、204-支撑弹簧、205-遮挡板、206-导向槽、3-压脚模块、301-第二u型工作台、302-第一圆孔、4-箱体、5-第一远红外传感器、6-第一电机控制器、7-第一电机驱动板、8-上压板、9-矩形开口、10-第一步进电机、11-压力传感器、12-压力信号放大器、13-固定板、14-固定槽、15-固定座、16-安全帽模拟撞击模块、1601-外壳、1602-底板、1603-第二步进电机、1604-滑轮、1605-导线轮、1606-第二远红外传感器、1607-第二电机驱动板、1608-第二电机控制器、1609-细绳、1610-铁球、1611-第二圆孔、17-模拟考试系统模块、1701-身份证阅读器、1702-热敏打印机、18-一体机、19-l型杆、20-急停开关、21-一体机电源开关、22-电源接口、23-网络接口、24-万向轮、25-定位槽、26-第一定位孔、27-第二定位孔、28-连接杆、29-扶手。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本实施例。

一种模拟施工伤害且可以进行施工安全考试的设备，包括壳体1、压手模块2、压脚模块3、安全帽模拟撞击模块16、模拟考试系统模块17及一体机18；所述压手模块2、压脚模块3及模拟考试系统模块17均固定在壳体1内部且各模块的操作面均位于壳体1表面，所述安全帽模拟撞击模块16通过两根平行设置的l型杆19与壳体1固定连接；所述压手模块2、压脚模块3、安全帽模拟撞击模块16及模拟考试系统模块17均与一体机18电气连接；所述壳体1上还设置有急停开关、一体机电源开关21、电源接口22及网络接口23。

作为上述方案的优选，所述壳体1从下往上依次分为第一部分壳体101、第二部分壳体102及第三部分壳体103；所述压脚模块3安装在第一部分壳体101，所述压手模块2和模拟考试系统模块17安装在第二部分壳体102，所述一体机18安装在第一部分壳体101，所述l型杆19一端与第一部分壳体101上部连接，一端与安全帽模拟撞击模块16连接，所述第三部分壳体103底部的四个角固定有四个万向轮24，万向轮24的设置可以使该设备根据需要在水平面上朝任一方向移动，提高了设备的灵活性。

作为上述方案的优选，所述压手模块2和压脚模块3包括箱体4、第一远红外传感器5、上压板8、步进电机装置及压力传感装置；所述箱体4正前方设有矩形开口9，所述第一远红外传感器5设于与矩形开口9同侧的箱体4侧壁上并位于矩形开口9的正上方，所述步进电机装置和压力传感装置均设置在箱体4内部。所述箱体4侧壁上固定有两块对称设置的固定板13，所述固定板13垂直于箱体4底部，每块所述固定板13上开设有一条固定槽14，两条所述固定槽14平行于箱体4侧壁设置。所述第一步进电机10装置包括第一步进电机10、第一电机控制器6及第一电机驱动板7；所述上压板8与第一步进电机10的转轴末端固定连接，所述第一电机控制器6及第一电机驱动板7直接固定在箱体4侧壁上，所述第一步进电机10的固定座15上设有与固定槽14位置匹配的通孔，所述固定座15与固定板13之间通过穿过固定槽14和通孔的螺杆与螺母配合实现固定连接。

作为上述方案的优选，所述压手模块2还设有下压板201，上压板8与下压板201相对平行设置，所述上压板8与下压板201之间正对矩形开口9设有空隙，用来放置体验人员的手掌；所述压力传感装置包括压力传感器11，所述压手模块2中箱体4内部设有与矩形开口9固定连接的第一u型工作台202，所述第一u型工作台202底部与箱体4底部之间设有间隔，所述下压板201与第一u型工作台202通过导向杆203滑动连接，所述导向杆203上位于下压板201与第一u型工作台202之间设有支撑弹簧204，所述导向杆203两端设有螺纹，且导向杆203两端分别伸出下压板201上部和u型工作台底部并通过螺帽捻紧，所述压力传感器11固定在第一u型工作台202上并位于下压板201的正下方；所述下压板201靠近矩形开口9一侧的边缘设有垂直向下的遮挡板205，所述第一u型工作台202上开设有供遮挡板205上下运动的导向槽206。

作为上述方案的优选，所述压脚模块3中箱体4内部也设有与矩形开口9固定连接的第二u型工作台301，所述第二u型工作台301的底部平台为中空结构且底部平台的上表面设有与压力传感器11配合使用的第一圆孔302，所述压力传感器11通过第一圆孔302置于第二u型工作台301的底部平台内部且压力传感器11的上表面凸出于第二u型工作台301的底部平台，体验人员在体验脚部挤压伤害时，直接将脚掌置于压力传感器11上；所述压力传感装置还包括压力信号放大器12，所述压力信号放大器12固定在箱体4侧壁上。

作为上述方案的优选，所述安全帽模拟撞击模块16包括外壳1601、底板1602、第二步进电机1603、滑轮1604、导线轮1605、第二远红外传感器1606、第二电机驱动板1607、第二电机控制器1608、细绳1609及铁球1610；所述第二步进电机1603、第二远红外传感器1606、第二电机驱动板1607及第二电机控制器1608固定在外壳1601内顶部，所述滑轮1604装在第二步进电机1603的转轴上，第二步进电机1603转轴的末端被固定于外壳1601内顶部的固定座15拖住，所述导线轮1605也安装在外壳1601内顶部且与滑轮1604相对设置，所述底板1602安装在外壳1601底部，所述底板1602上设有第二圆孔1611，所述细绳1609绕设在滑轮1604上，再绕过导线轮1605之后穿过第二圆孔1611垂直于底板1602伸出外壳1601，所述铁球1610系在细绳1609的末端。

作为上述方案的优选，所述模拟考试系统模块17包括身份证阅读器1701和热敏打印机1702；所述身份证阅读器1701和热敏打印机1702分别与一体机18电气连接。

作为上述方案的优选，所述l型杆19的一端设有定位槽25，一端设有第一定位孔26，所述壳体1和安全帽模拟撞击模块16上设有与定位槽25和第一定位孔26配合使用的第二定位孔27；对称设置的两根l型杆19之间平行设置有多根连接杆28。安全帽模拟撞击模块16与l型杆19之间通过穿过第二定位孔27和定位槽25的螺杆与螺母配合实现固定连接，壳体1与l型杆19之间通过穿过第二定位孔27和第一定位孔26的螺杆与螺母配合实现固定连接。通过设置定位槽25和第一定位孔26，可以调节安全帽模拟撞击模块16的离地距离和与壳体1立面的水平距离，使体验人员始终处于最佳体验位置。连接杆28的设置提高了整个装置的稳定性。

作为上述方案的优选，所述壳体1两侧位于第二部分壳体102上部对称设有两个扶手29。体验人员可以在体验时握住扶手29，增加身体的稳定性。

本实施例的工作原理如下：

在连通电源的情况下，体验人员戴好安全帽站在该设备前，打开一体机18开关，通过触控一体机18，可以体验不同的模拟施工伤害或者进行施工安全考试。该设备可以体验三者模式：1、剧情模式：一体机18会进入一段简短的剧情，会根据体验人员的选择，发生不同的事故，从而体验压手，压脚或安全帽撞击所带来危害；2、趣味问答：一体机18会出10道关于施工安全的问题，根据体验人员的回答结果来进行评分，分数会显示在一体机18的屏幕上；3、答题考核：首先体验人员在身份证阅读器1701上刷身份证，一体机18接收信息进行身份识别后，会在屏幕上显示需要作答的题目，体验人员答完后，一体机18会分析算出最终成绩并根据体验人员的选择通过热敏打印机1702打印出来或上传至与网络接口23连接的终端。

选择模拟手部挤压伤害，压手模块2开始工作。体验人员将一只手平放在下压板201上，另一只手可以握住扶手29，当压手模块2内的第一远红外传感器5被体验人员触发后，第一远远红外传感5产生一个高电平信号，并将信号传递给第一电机控制器6，第一电机控制器6接收到信号后按照预先设置好的程序通过第一电机驱动板7控制第一步进电机10工作，第一步进电机10的转轴逐渐伸长并带动上压板8向下运动，当上压板8开始挤压体验人员手部时，推动导向杆203和下压板201一起向下运动，此时支撑弹簧204被压缩，与下压板201连接的遮挡板205顺着导向槽206向下运动，下压板201向下运动过程中与压力传感器11接触并挤压压力传感器11，压力传感器11将感知到的压力值通过压力信号放大器12转换为电信号并进行放大后再传递给第一电机控制器6，当压力值达到第一电机控制器6预先设置的工作压力值时，第一步进电机10的转轴立即停止伸长并带动上压板8恢复原位，在支撑弹簧204的作用下，下压板201上升并带动导向杆203一起恢复原位，体验人员即可将放在下压板201上的手移开。在此过程中，体验人员通过感知的痛觉即可体会到受到一定外力挤压时对人体的伤害程度。

选择模拟脚部挤压伤害，压脚模块3开始工作。体验人员将一只脚放在下压板201上，体验人员的双手可以握住扶手29，当压脚模块3内的第一远红外传感器5被体验人员触发后，第一远红外传感器5产生一个高电平信号，并将信号传递给第一电机控制器6，第一电机控制器6接收到信号后按照预先设置好的程序通过第一电机驱动板7控制第一步进电机10工作，第一步进电机10的转轴逐渐伸长并带动上压板8向下运动，当上压板8开始挤压体验人员脚部时继续下压，压力传感器11将感知到的压力值通过压力信号放大器12转换为电信号并进行放大后再传递给第一电机控制器6，当压力值达到第一电机控制器6预先设置的工作压力值时，第一步进电机10的转轴立即停止伸长并带动上压板8恢复原位，体验人员即可将放在下压板201上的脚移开。在此过程中，体验人员通过感知的痛觉即可体会到受到一定外力挤压时对脚部的伤害程度。

选择模拟安全帽撞击伤害，安全帽模拟撞击模块16开始工作。当第二远红外传感器1606被体验人触发后，第二远红外传感器1606产生一个高电平信号，并将信号传递给第二电机控制器1608，第二电机控制器1608接收到信号后按照预先设置好的程序通过第二电机驱动板1607控制第二步进电机1603工作，第二步进电机1603的转轴迅速转动并带动滑轮1604一起旋转，滑轮1604在转动的过程中开始松开细绳1609，细绳1609在铁球1610重力的作用下绕过导线轮1605不断伸长，铁球1610会与体验人员的安全帽发生撞击，当第二步进电机1603转动一定的卷数之后立即停止转动并进行反转，带动铁球1610恢复原位。在此过程中，体验人员通过感知安全帽受到撞击带来的感觉即可体会到受到一定外力撞击时对头部的伤害程度，提醒体验人员在进入施工现场时刻都要戴着安全帽。

选择趣味问答模式，一体机18会出10道关于施工安全的问题，每出一道题目之后，会留出一段时间给体验人员作答，体验人员口述出答案后，一体机18进行识别，并对体验人员的每一道的答案进行打分，客户答完题后点击完成考试，一体机18立刻将考试的最终分数显示在屏幕上，告知体验人员；选择答题考核模式，体验人员首先进行身份识别，将身份证在身份证阅读器1701上刷一下，一体机18识别到体验人员的身份信息后随即开始进行答题考试，体验人员根据一体机18的提示进行作答，答完所有试题后，一体机18计算出考试的最终选择，此时，体验人员根据一体机18屏幕提示，可以选择由热敏打印机1702打印出考试成绩或者将考试成绩上传至于网络接口23连接的终端。

需要强调的是，本实用新型专利需要保护的是该设备的构造，模拟考试系统模块中的考试系统属于软件部分，采用现有技术即可，故不做详细描述。

1、本实用新型中，第一步进电机采用的型号为龙翔步进50，第二步进电机采用的是42步进电机，压力传感器的型号为jhbm-1h，第一压力信号放大器和第二压力信号放大器的型号为bsq-3，第一电机驱动板和第二电机驱动板的型号为tb6600，第一电机控制器和第二电机控制器的型号为荣琴电子a2-01-1，身份证阅读器的型号为神思ss628(100)x、热敏打印机的型号为gy-q586p。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。