自动充气式溺水救生衣
阅读：696发布：2023-02-24
专利汇可以提供自动充气式溺水救生衣专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且自动充气式溺 水 救生衣 采用充气式形式，充气气囊被做成背心衣服状，控制系统安装在充气气囊的背面，控制系统主要包括定时装置，和相应的自动充气装置。其中定时装置又包括延时 电路 、探针、潜水镜，探针被固定在潜水镜上，延时电路通过 导线 与探针相连。自动充气装置包括储气容气、容器 阀 门 控制电路、报警系统、手动救生 开关 ，阀门控制电路 控制阀 门的开与关，和报警系统的启动与关闭。容器阀门通过导气管与气囊相连，手动救生开关也具有阀门控制电路同样的功能。报警系统中的扬声器和手动救生开关都安装在背心状气囊的前面。，下面是自动充气式溺水救生衣专利的具体信息内容。
自动充气式溺水救生衣
技术领域
本实用新型涉及一种监测游泳者潜水时间的装置，用来判别游泳者是否处于溺水状态，从而做出相应的动作。
背景技术
目前，救生衣有很多种，有采用充气行式的救生衣，有直截采用低密度的固体物质作为漂浮物质的救生衣，也有增加了一定具有自动救生装置的救生衣，等等。各种不同的救生衣有着各自的优缺点，总的说来，现在的各种救生衣存在着体积大，安全系数不高这样那样的问题。
发明内容
为了克服现有的救生衣所存在的要么安全系数高但体积大，要么体积小，但安全性能得不到保证的缺点，本实用新型提供一种救生衣，该救生衣不仅体积小而且也能有效的保证其实施救生的及时性和准确性。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该救生衣采充气式形式，充气气囊被做成背心衣服状，控制系统安装在充气气囊的背面，控制系统主要包括定时装置(包括延时器，潜水镜，探针)，和相应的自动充气装置(包括储气容气，容器阀门控制电路，报警系统，手动救生开关)，当游泳者潜水时，该定时装置就开始启动并开始计时，我们给该定时装置设定了一个上限时间，只要计时值没有达到这个上限时间，救生衣中自动充气装置就不会启动对救生衣进行充气，当这个计时值达到这个上限时间时，定时装置就会发出启动信号，启动自动充气装置，从而实施自动救生。为了进一步提高救生的可靠性，该救生衣中也有手动救生开关。在实施手动救生时，只要按一下衣服前的按钮即可。
本实用新型的有益效果是：通过设定一定的潜水时间，不但能保证游动者的行动不受影响，而且也能有效的保证游泳在溺水时能够及时的实现救生。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的正面整体外观图。
图2是本实用新型的背面整体外观图。
图3是本实用新型中控制系统电路图。
发明内容
为了克服现有的救生衣所存在的要么安全系数高但体积大，要么体积小，但安全性能得不到保证的缺点，本实用新型提供一种救生衣，该救生衣不仅体积小而且也能有效的保证其实施救生的及时性和准确性。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该救生衣采充气式形式，充气气囊被做成背心衣服状，控制系统安装在充气气囊的背面，控制系统主要包括定时装置(包括延时器，潜水镜，探针)，和相应的自动充气装置(包括储气容气，容器阀门控制电路，报警系统，手动救生开关)，当游泳者潜水时，该定时装置就开始启动并开始计时，我们给该定时装置设定了一个上限时间，只要计时值没有达到这个上限时间，救生衣中自动充气装置就不会启动对救生衣进行充气，当这个计时值达到这个上限时间时，定时装置就会发出启动信号，启动自动充气装置，从而实施自动救生。为了进一步提高救生的可靠性，该救生衣中也有手动救生开关。在实施手动救生时，只要按一下衣服前的按钮即可。
本实用新型的有益效果是：通过设定一定的潜水时间，不但能保证游动者的行动不受影响，而且也能有效的保证游泳在溺水时能够及时的实现救生。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的正面整体外观图。
图2是本实用新型的背面整体外观图。
图3是本实用新型中控制系统电路图。
具体实施方式
如附图1、2所示，这两幅图是该救生衣的外观布局，该救生衣总体分潜水眼镜和衣服部分，在两者之间由导线分别连接潜水镜上的探针和衣服部分中的电路控制中心，使潜水镜与衣服部分成为一个整体。电路的控制中心放在衣服的背面，衣服中有很多气囊，在没有充气时折叠起来，各气囊之间由导管相连使各气囊相通，控制中心中的充气装置又与气囊相接，主要负责必要时对气囊充气。救生衣的正面主要装有报警器和应急开关，探针、报警器、应急开关，都与控制中心相连这几部分共同构成一个控制系统。这就是衣服的外观布局，当然在一些细节部分可以有一些变动，但要遵循简单，轻便，小巧的原则。
如图3所示的控制系统电路图，该控制系统是实现该救生衣各种功能的核心部分，也是该救生衣独特之所在。
如图3，A、B为探针，对应着潜水镜上的探针部分，T1、T2为增强型场效应管，图中所画为N沟道增强型场效应管，T3为三极管，C为电容，R1、R2、R3、R4、R5为电阻，D、E为电磁铁，F为报警器，G为充气装置，I为充气装置中的过滤网，J为充气装置中的开关控制部分，K1为电路总开关，K2为应急开关，K3为开关。
该系统的工作原理如下：在游泳之前打开开关K1即可。由于探针A、B并没有相互接触，所以整个电路并没有导通运行，电路是几乎没有电流，由于探针A、B与潜水镜相连，所以一般情况下探针A、B不会进入水中。当游泳者潜水时，同时探针A、B也会进入水中，此时探针A、B之间由于水的存在而使整个电路导通运行。此时对于T1，VGP约为0V，低于开启电压VT，T1的漏源之间电阻很大，可以说是断路，对于T2，VGP＝0V，也低于开启电压VT，所以T2的漏源之间也不导通，漏极电流为0，因此T3并没有工作，此时整个电路只有电源对电容C充电，使C两端的电压不断的升高，而T2的g、p两端与C相并联，所以VGP也不断的升高，如果在VGP还没有升高到开启电压VT之前，潜水者头部露出水面，则由于探针也会同时离开水面而使整个电路断路，电源停止对电容C充电，然而此时T1的VGP在探针离开水面那一刻起，却转而大于开启电压VT，于是T1的漏源之间电阻变得很小，T1开始导通，于是电容C上已充的电量通过T1构成回路，将已充的电量放尽，于是电容C两端的电压回到0V。在这里T1充当开关的作用，探针进入水中，电路导通时，开关断开，探针离开水，电路断开时，开关闭合，这种电路能够使游泳者自由的潜水，不受限制。
若游泳者由于某种原因溺水陷入险境，如果游泳者足够冷静，只要拉开衣服上的应急开关，即相应于控制系统电路图中的开关K2即可。因为K2闭合时，电磁铁D就会产生足够强的磁场，吸引充气装置中的开关控制部分J，从而打开开关，使充气装置对气囊充气，从而达到救生的目的。
如果游泳者在遇险时慌慌张张不知道去拉开应急开关，由于溺水时探针A、B肯定在水中，电路也是导通的，电源不断地对C充电，当经过一定时间后(一般为几十秒)，C两端的电压，也即T2中VGP达到在于开启电压VT时，T2开始导通，于是T3的基极有电流，经放大后，在T3的发射极会产生足够大的发射极电流，该电流使得电磁铁E产生足够强的磁场，吸引开关K3使K3闭合，于是使得报警器F电路导通，报警器开始报警，同时也使电磁铁D的电路导通，从而打开充气装置对气囊充气使溺水者露出水面，达到及时自动救生的目的。电阻R5所在回路的作用在于保证溺水者露出水面后，仍能使电磁铁E产生磁场吸引并闭合开关K3，使报警器能够持续报警。
以上就是自动充气式救生衣的工作原理，从整个电路上来看，探险针A、B起到信息采集作用，告诉控制系统游泳者头部是在空气中还是在水中，T1起到一个开关的作用，保证在适当的时候打开，在适当的时候闭合，R1、C、T2相当于构成一个计时电路，起到计时的作用，T3主要起到电流放大作用，去保证后面的电路开始工作，实现自动充气并报警，从而达到及时救生的目的。
在救生衣成功进行一次救生后，可以再合上充气装置中的开关控制部分J，并向充气装置中重新充入足够量气体，作下一次救生之用，保证救生衣的救生系统能够重复使用。
从总体外观上来看，该救生衣具有美观、大方、体积小、不影响游泳者的行动。从救生形式上来看，该救生衣具有两重救生途径--即自动和手动两种，并同时具有报警功能，且救生速度快而及时。
从成本上来看，由于控制系统电路简单，需要电子器件少，所以成本较低，制造容易。但它的实用性很强，不但集合了目前已有的救生衣大部分的优点和功能，而且还具有自己独特的方面，所以很有市场前景。
控制系统各电子器件的选择标准对于T1、T2要求开启电压VT在2V左右，当T1、T2的VGP低于VT时，漏源之间的电阻几乎趋于无穷，而且要求电阻变动较小。在VGP大于VT时，要求漏源之间电阻小，且变动较大。要求T1的漏源之间允许通过的最大漏极电流TD较大，且要求T1的g、p两极之间的电容很小。
对于电源，要求其输出电压U大于T1和T2的各开启电压之和。而且为了减小体积，电源选用扣式电池最好。
对于T3，要求集电极-发射极反向饱和电流ICEO很小，电流放大倍数高，且集电极最大允许电流ICM大即可。
对于电容C和电阻R1，要求相关参数较大，保证时间常数t＝R1×C在几十秒的范围上。因为由公式VT≈Ut/R1×C，其中VT为T2的开启电压，U为电源的输出电压，t为潜水时间。而VT和U都是定值，所以要保证有足够的潜水时间t，而又不让系统启动充气装置，只有合理的选择R1×C的值，去保证这一点，至于R1×C具体应为多少，由具体情况而定。
电阻R2、R3、R4、R5是为了保证电路安全运行，具体值视具体情况而定。
对于电磁铁E、D要求能够产生足够的磁场强度。
对于充气装置内部容器，要求具有二到三升的容量，且内部开关控制部分要求反应灵敏。
对于报警器要求功率输出大。
对于整个控制系统要求体积小，对气囊充气速度快，且密封性好。
如图3所示的控制系统电路图，该控制系统是实现该救生衣各种功能的核心部分，也是该救生衣独特之所在。
如图3，A、B为探针，对应着潜水镜上的探针部分，T1、T2为增强型场效应管，图中所画为N沟道增强型场效应管，T3为三极管，C为电容，R1、R2、R3、R4、R5为电阻，D、E为电磁铁，F为报警器，G为充气装置，I为充气装置中的过滤网，J为充气装置中的开关控制部分，K1为电路总开关，K2为应急开关，K3为开关。
该系统的工作原理如下：在游泳之前打开开关K1即可。由于探针A、B并没有相互接触，所以整个电路并没有导通运行，电路是几乎没有电流，由于探针A、B与潜水镜相连，所以一般情况下探针A、B不会进入水中。当游泳者潜水时，同时探针A、B也会进入水中，此时探针A、B之间由于水的存在而使整个电路导通运行。此时对于T1，VGP约为0V，低于开启电压VT，T1的漏源之间电阻很大，可以说是断路，对于T2，VGP＝0V，也低于开启电压VT，所以T2的漏源之间也不导通，漏极电流为0，因此T3并没有工作，此时整个电路只有电源对电容C充电，使C两端的电压不断的升高，而T2的g、p两端与C相并联，所以VGP也不断的升高，如果在VGP还没有升高到开启电压VT之前，潜水者头部露出水面，则由于探针也会同时离开水面而使整个电路断路，电源停止对电容C充电，然而此时T1的VGP在探针离开水面那一刻起，却转而大于开启电压VT，于是T1的漏源之间电阻变得很小，T1开始导通，于是电容C上已充的电量通过T1构成回路，将已充的电量放尽，于是电容C两端的电压回到0V。在这里T1充当开关的作用，探针进入水中，电路导通时，开关断开，探针离开水，电路断开时，开关闭合，这种电路能够使游泳者自由的潜水，不受限制。
若游泳者由于某种原因溺水陷入险境，如果游泳者足够冷静，只要拉开衣服上的应急开关，即相应于控制系统电路图中的开关K2即可。因为K2闭合时，电磁铁D就会产生足够强的磁场，吸引充气装置中的开关控制部分J，从而打开开关，使充气装置对气囊充气，从而达到救生的目的。
如果游泳者在遇险时慌慌张张不知道去拉开应急开关，由于溺水时探针A、B肯定在水中，电路也是导通的，电源不断地对C充电，当经过一定时间后(一般为几十秒)，C两端的电压，也即T2中VGP达到在于开启电压VT时，T2开始导通，于是T3的基极有电流，经放大后，在T3的发射极会产生足够大的发射极电流，该电流使得电磁铁E产生足够强的磁场，吸引开关K3使K3闭合，于是使得报警器F电路导通，报警器开始报警，同时也使电磁铁D的电路导通，从而打开充气装置对气囊充气使溺水者露出水面，达到及时自动救生的目的。电阻R5所在回路的作用在于保证溺水者露出水面后，仍能使电磁铁E产生磁场吸引并闭合开关K3，使报警器能够持续报警。
以上就是自动充气式救生衣的工作原理，从整个电路上来看，探险针A、B起到信息采集作用，告诉控制系统游泳者头部是在空气中还是在水中，T1起到一个开关的作用，保证在适当的时候打开，在适当的时候闭合，R1、C、T2相当于构成一个计时电路，起到计时的作用，T3主要起到电流放大作用，去保证后面的电路开始工作，实现自动充气并报警，从而达到及时救生的目的。
在救生衣成功进行一次救生后，可以再合上充气装置中的开关控制部分J，并向充气装置中重新充入足够量气体，作下一次救生之用，保证救生衣的救生系统能够重复使用。
从总体外观上来看，该救生衣具有美观、大方、体积小、不影响游泳者的行动。从救生形式上来看，该救生衣具有两重救生途径--即自动和手动两种，并同时具有报警功能，且救生速度快而及时。
从成本上来看，由于控制系统电路简单，需要电子器件少，所以成本较低，制造容易。但它的实用性很强，不但集合了目前已有的救生衣大部分的优点和功能，而且还具有自己独特的方面，所以很有市场前景。
控制系统各电子器件的选择标准对于T1、T2要求开启电压VT在2V左右，当T1、T2的VGP低于VT时，漏源之间的电阻几乎趋于无穷，而且要求电阻变动较小。在VGP大于VT时，要求漏源之间电阻小，且变动较大。要求T1的漏源之间允许通过的最大漏极电流TD较大，且要求T1的g、p两极之间的电容很小。
对于电源，要求其输出电压U大于T1和T2的各开启电压之和。而且为了减小体积，电源选用扣式电池最好。
对于T3，要求集电极-发射极反向饱和电流ICEO很小，电流放大倍数高，且集电极最大允许电流ICM大即可。
对于电容C和电阻R1，要求相关参数较大，保证时间常数t＝R1×C在几十秒的范围上。因为由公式VT≈Ut/R1×C，其中VT为T2的开启电压，U为电源的输出电压，t为潜水时间。而VT和U都是定值，所以要保证有足够的潜水时间t，而又不让系统启动充气装置，只有合理的选择R1×C的值，去保证这一点，至于R1×C具体应为多少，由具体情况而定。
电阻R2、R3、R4、R5是为了保证电路安全运行，具体值视具体情况而定。
对于电磁铁E、D要求能够产生足够的磁场强度。
对于充气装置内部容器，要求具有二到三升的容量，且内部开关控制部分要求反应灵敏。
对于报警器要求功率输出大。
对于整个控制系统要求体积小，对气囊充气速度快，且密封性好。
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