[发明专利]基于多场景仿真振动台试验的人体地震反应监测系统和方法

说明书

本发明公开了一种基于多情景振动台试验的人体地震反应监测系统和方法，包括典型地震动输入、六自由度振动平台、非接触式人体地震反应动捕监测系统、人体地震反应生理指标监测系统和视频监测系统，人体地震反应生理指标监测系统用于检测分析人体的生命特征，包括检测分析设备，所述检测分析设备包括心率监测模块和人体血氧监测模块，所述检测分析设备的采集端穿戴在人体身上；所述自由度振动平台上设置有非接触式人体地震反应动捕监测系统和视频监测系统，本发明通过输入不同幅值、不同频谱以及不同持时震动波的形式将地震荷载模拟在模型试验中得以实现，体现出地震对于人体的的损伤效应，模拟六向的地震荷载作用，即实现三维条件下的地震模拟加载，与实际地震中的作用过程相一致。

技术领域

本发明涉及虚拟仿真技术领域，尤其涉及一种基于多场景仿真振动台试验的人体地震反应监测系统和方法。

背景技术

由于地震的发生具有时空随机性，同时地震动特性受震源、传播途径以及局部场地条件等多方面因素的共同影响，因此地震动具有复杂的特性，要想记录人体在真实地震中的各种反应及感受目前很难实现。

各种建筑结构的振动台抗震试验成果已经很丰富，但人体地震反应的振动台试验结果少有报道。人体地震反应与建筑结构的地震反应既有相通的地方，比如人体作为特殊材料与结构体的一种物性地震反应特征，与建筑结构的地震反应特点具有一致性；同时，由于人受情绪的影响显著，从而影响身体的地震反应状态，这是人体地震反应与建筑结构地震反应的最明显的区别。基于多场景仿真振动台试验的人体地震反应监测系统和方法。传统的偏心轴单点荷载转动模拟触发地震方式的方式不能够对振幅进行调节，并且其控制精度并不精确，采用单点荷载转动模拟触发地震方式与真实地震的振动方式相差较大，不能够反应地震的真实情况，因此其实现数据误差较大。因此需要一种基于多场景仿真振动台试验的人体地震反应监测系统和方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种用于基于多场景仿真振动台试验的人体地震反应监测系统和方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明包括典型地震动输入、六自由度振动平台、非接触式人体地震反应动捕监测系统、人体地震反应生理指标监测系统和视频监测系统，人体地震反应生理指标监测系统用于检测分析人体的生命特征，包括检测分析设备，所述检测分析设备包括心率监测模块和人体血氧监测模块，所述检测分析设备的采集端穿戴在人体身上；所述自由度振动平台上设置有非接触式人体地震反应动捕监测系统和视频监测系统，所述典型地震动输入模块的输入端与所述六自由度振动平台的输入端连接，所述非接触式人体地震反应动捕监测系统和视频监测系统的数据输出端与所述无线网关的数据输入端连接，所述无线网关与外设的服务存储器连接，无线网关用于接收人体地震反应生理指标监测系统发送的数据，人体地震反应生理指标监测系统与无线网关组成星型网络拓扑结构。

进一步地，所述典型地震动输入主要基于各国或地区在实际地震中获取的高质量强震动记录。

进一步地，所述六自由度振动平台包括电动振动台、液压轴承、振动台面、耳轴支架、基座以及球绞过位移保护装置；电动振动台分别通过相应的耳轴支架与基座进行连接；电动振动台与振动台面连接，至少三组液压轴承设置在电动振动台的下端通过X，Y，Z三个方向地震荷载的施加，通过不同的方向组合实现六自由度振动，电动振动台分别通过液压轴承连接至振动台面下表面以及振动台面的各个侧面；振动台面通过球铰过位移保护装置及辅助支撑装置与基座连接。

进一步地，所述非接触式人体地震反应动捕监测系统是由多个动捕镜头通过以太网由网络交换机汇总并传输给电脑中的动作捕捉软件系统，从而完成人体地震动力特性数据的采集工作。