[發明專利]一種特種個體防護服自適應液溫調節裝置

在審

• 申請號: 201911318657.1
• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN111124007A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 張萬欣;丁立;李金林;時會娟;王濤;陳堯
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63919部隊;北京航空航天大學
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 曹鵬飛

1.一種特種個體防護服自適應液溫調節裝置，包括液冷服液溫調節閥，其特征在于，還包括：數據采集模塊、控制模塊和執行模塊；所述數據采集模塊和所述執行模塊分別與所述控制模塊連接；

其中，所述數據采集模塊包括：傳感器、低通濾波器和前置放大器；所述傳感器采集生理參數和液溫溫度，將所述生理參數和所述液溫溫度依次通過低通濾波器進行濾波、前置放大器進行信號放大；

將放大后的生理參數和液溫溫度傳輸給所述控制模塊；所述控制模塊通過內置的熱舒適性預測模型進行熱舒適分值計算，控制執行模塊調節所述液冷服液溫調節閥的開度。

2.根據權利要求1所述的一種特種個體防護服自適應液溫調節裝置，其特征在于，所述控制模塊包括：CPU電路、電源電路、傳感器電路和串口電路；所述電源電路、所述串口電路分別與所述CPU電路電性連接；所述電源電路的輸出端與所述執行模塊電性連接；所述傳感器電路與所述傳感器連接；所述串口電路與上位機進行信息交互。

3.根據權利要求2所述的一種特種個體防護服自適應液溫調節裝置，其特征在于，所述執行模塊包括步進電機、電機驅動器和編碼器；所述編碼器與所述步進電機機械相連，且所述步進電機和所述編碼器同步轉動；所述CPU電路每輸出一個脈沖給所述電機驅動器，所述電機驅動器驅動所述步進電機轉動一個步距角；所述編碼器跟隨同步反饋一個或多個信號給所述CPU電路，以此反饋信號作為觸發信號，輸出下一個脈沖控制步進電機轉過下一個步距角。

4.根據權利要求1所述的一種特種個體防護服自適應液溫調節裝置，其特征在于，所述熱舒適性預測模型將心率、呼吸頻次和CO₂分壓三組生理參數作為模型輸入，實際代謝率作為模型輸出，建立BP神經網絡代謝率預測模型，所述BP神經網絡代謝率預測模型，將人體代謝產熱、液路及通風帶走熱量與人體主觀熱感受建立穩態關系，得到被試相應的各項參數以及常數；將熱舒適預測模型計算的熱舒適預測打分與被試在實際工況過程中的實際主觀打分值進行比較。

5.根據權利要求4所述的一種特種個體防護服自適應液溫調節裝置，其特征在于，所述BP神經網絡代謝率預測模型包括節點輸出模型、作用函數模型、誤差計算模型、自學習模型，各個模型函數如下：

①節點輸出模型：

隱節點輸出模型：O_j＝f(∑W_ij×X_i-q_j)；

輸出節點輸出模型：Y_k＝f(∑T_jk×O_j-q_k)；

②作用函數模型：

定義為函數值在(0,1)內連續的Sigmoid函數：

③誤差計算模型：

④自學習模型：ΔW_ij(n+1)＝h×φ_i×O_j+a×ΔW_ij(n)。