一种水面救援装置制造方法及图纸

一种水面救援装置，包括壳体、驱动转向模块、充气模块、姿态与水压检测模块、主系统模块、电源模块、重心位置调节模块；所述充气模块用于向给定气囊充放气和保压，以提供与施救者自身负重和状态匹配的浮力；所述姿态与水压检测模块包括姿态传感器、设置于所述前壳体外表面上半部的液压传感器、以及对称设置于所述后壳体外表面下半部左右两侧的液压传感器，用于监测施救者在水姿态及其变化趋势、施救者水压测点的水压变化；所述重心位置调节模块采用丝杆式十字滑台机构，用于自动调节所述电源模块相对于所述壳体内部的相对位置。本实用新型专利技术的有益之处在于：根据施救者姿态与状态控制气囊充排气和调节重心位置，可使施救者始终保持最佳入水姿势。

A Surface Rescue Device

A water surface rescue device includes a shell, a driving steering module, an inflatable module, a posture and hydraulic pressure detection module, a main system module, a power supply module and a center of gravity position adjustment module; the inflatable module is used to fill and release air and hold pressure to a given airbag to provide buoyancy matching the load and state of the rescuer itself; the posture and hydraulic pressure detection module includes an attitude sensor and an installation. The hydraulic sensor placed on the outer half of the front shell and the hydraulic sensor symmetrically arranged on the left and right sides of the lower half of the outer surface of the rear shell are used to monitor the rescuer's water posture and its changing trend, and the change of water pressure at the rescuer's water pressure measuring point. The center of gravity position adjustment module adopts a screw-type cross slide mechanism, which is used to automatically adjust the relative position of the power supply module. The relative position inside the shell. The utility model has the advantages that the air bag filling and exhausting can be controlled and the position of the center of gravity can be adjusted according to the attitude and state of the rescuer, so that the rescuer can always maintain the optimal entry position.

【技术实现步骤摘要】
一种水面救援装置
本技术涉及一种水面救援装置，尤其涉及一种省力安全的便携式水面救援装置。
技术介绍
据我国卫生部的不完全估计，全国每年约有6万人死于溺水，相当于每天150多人溺水死亡。另据世界卫生组织(世卫组织)统计，中国溺亡人数约占世卫组织西太平洋区域总溺亡人数的80％。可见，溺水死亡严重威胁到我国人民的生命财产安全。值得注意的是，在上述溺亡数据中，发生于野外水域的溺水者身亡和施救者身亡数占比相当，这说明野外水域施救难度大，施救风险较高，究其原因在于：由于一方面施救者急于救人，导致短时间内体力消耗过度而发生虚脱、抽筋或昏迷等突发症状，使施救者丧失运动能力而呛水身亡；另一方面，由于溺水人溺水时的求生本能和恐慌心理，溺水者大力拉扯拖拽施救者，导致施救者连同溺水人一同下沉溺亡，或发生单侧大角度倾覆后呛水死亡；但更为根本的原因是，野外水域开阔，水情复杂，目前缺少适应该水域特点的水面救援装置，即能够辅助救援人员高效省力地到达救援地点(节省体力)，并能够确保施救者自身安全的提前下展开安全可靠的施救工作。通过市场产品调研获知，目前存在救生圈、救生衣等小型典型无动力救生装置，但存在救援时效性低(如溺水者需自行游回安全地点)、适用范围窄(如溺水者失去意识时无法有效救援，施救者距离溺水者较远时无法有效救援，水流较为湍急时无法有效救援)等缺陷。现有救援冲锋舟、皮筏艇等大型水上救援装置，则存在价格较贵、不便携带、机动性差(如溺水者失去意识或被水下物体缠绕受困等则无法有效救援)等局限性。通过专利文献调研可知，虽然专利领域存在无人远距离遥控式水上救援装置，该装置结构复杂，成本高昂，且因过度依赖传感器检测精度、图像识别精度和操作者技能，过度强调无人值守下的多功能集成，导致该装置可靠性、灵活性和实用性均较低。例如，中国专利一种便携式水面快速救生器(申请号：201620350458)就属于一种无人式水上救援装置，包括浮体、搂抱式夹持装置、推进装置、控制装置、触动开关和回拉绳，该装置采用回拉绳拖曳溺水者的方式进行施救，然而当溺水者被水下障碍物(如旧渔网等)缠绕时，该装置则存在可靠性、灵活性和实用性均较低的局限性(如强行拖曳反而会对溺水者造成二次伤害)；中国专利一种水上救援装置(申请号：2016111427442)也属于一种无人式水上救援装置，包括主体、推进装置、传感器、姿态控制装置、无线遥控通讯装置，当遇到中小型水面漂浮物时(如经过洪灾过后的水域)，由于该装置远距离无人操控困难，因此在可靠性、灵活性和实用性方面远低于有人式水面辅助救援装置。部分有人式水面辅助救援装置采用螺旋桨、高速水流等方式驱动。为使得这些装置下水后具有有益于向前推进的姿态(如装置与水平面呈一定夹角，并在自然状态下达到左右平衡，或使得螺旋桨或者高压水喷头完全浸没水中)，一般会提前合理布置零部件相对位置，并额外增设浮块和配重块。然而，浮块和配重块的加入，会消耗驱动功率；此外，由于装置配重(或自身浮力)在出厂前已经固定，无法在施救过程中根据施救者负重情况(如额外携带有救援救生装置，或托举有失去游动能力的溺水者)和施救者自身状态(是否存在下沉溺亡的趋势)来自动调节配重(或自身浮力)，使得施救者自身安全得不到保障，且驱动阻力无法合理降低。当然，可能想到的是，有人式水面辅助救援装置可采用水泵向储水空腔内注排水来达到实时调节配重的目的，然而所述储水空腔本身体积较大，一方面会导致其在水中行进时阻力较大，耗能较多；另一方面，当施救者完全浸没水中时(如遭遇体力不支、被溺水人拖拽束缚等)，因连接储水空腔的进排气孔也可能会浸没入水中，导致无法及时排水上浮。当然可以采用增加进排气管露出水面的垂直高度，但无疑过长的进排气管会增加被溺水人拖拽扯断的风险。综上来看，无论是无人式水上救援装置，还是有人式水面辅助救援装置，均无法根据救援时负重情况和自身状态实时自动地调节配重(或自身浮力)，达到安全快速救援的目的，因此技术一种水面救援装置，尤其是一种成本低廉、操作简单、便于携带、响应快速、灵活省力、安全可靠的有人式水面辅助救援装置，是本领域设计人员目前急需解决的关键技术问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述不足，本技术提供了一种水面救援装置，包括壳体、驱动转向模块、充气模块、姿态与水压检测模块、主系统模块、背架、电源模块、重心位置调节模块，其特征在于：所述壳体包括前壳体和后壳体，其中：所述前壳体和后壳体通过卡扣紧密扣合；所述卡扣的配合面间垫入密封橡胶圈；所述壳体具有子弹头状流线外型；所述壳体内部空间被纵横布置的隔板分隔为前腔、后腔和中腔，其中：所述前腔内填充有低密度的物质；在所述前壳体两外侧表面上且与所述中腔相对应的位置处对称地开设气囊储槽；所述充气模块包括储气瓶、气囊、气压传感器、电磁换向阀、单向阀，用于根据所述主系统模块反馈的指令控制所述电磁换向阀，向给定气囊充放气和保压，以实时提供与施救者自身负重情况和自身状态相匹配的浮力，其中：所述储气瓶填充压缩气体，为所述充气模块提供高压气源；在所述气囊储槽内各设置一个所述气囊；所述储气瓶、气压传感器、单向阀、电磁换向阀、气囊通过气管顺次连接；所述电磁换向阀用于启闭所述气囊的充气通道和向外排气通道，以使得所述气囊在不同工作状态下达到不同的充盈状态；作为优选，本装置采用两位三通电磁换向阀和三位四通电磁换向阀；位于所述前壳体左、右两侧的所述气囊分别与各自相对应的气囊连接气管的一端相连；所述气囊连接气管的另一端密闭地穿过所述前壳体的壳体壁向所述中腔延伸，并经由所述左、右侧气囊各自相对应的气压传感器II，再分别与所述三位四通电磁换向阀的工作口相连接；所述三位四通电磁换向阀的压力口与所述两位三通电磁换向阀的工作口相连接；所述三位四通电磁换向阀的泄压口与外界大气相通；所述储气瓶、气压传感器I、单向阀、两位三通电磁换向阀的压力口通过气管顺次连接；所述两位三通电磁换向阀泄压口与外界大气相通；所述两位三通电磁换向阀、三位四通电磁换向阀、气压传感器I、气压传感器II与所述主系统模块电连接。作为优选，所述气囊在初始状态下呈完全压缩状态；所述气囊在极端左、右倾覆状态下呈不对称膨胀状态，所述气囊在垂向下沉状态下呈对称膨胀状态，为施救者提供额外上浮力；所述气囊在施救时正常推进状态下呈部分充气状态，以平衡施救者自身负重，使得施救者以最佳入水姿势向前推进；所述气囊在施救后正常推进状态下会继续(相对于施救时正常推进状态)充入一定气体，但仍处于未完全充满状态，以平衡施救者自身负重和溺水者负重，同时降低在水中推进时的阻力；所述气囊在施救后上岸状态下呈完全压缩状态。所述气囊在初始状态下被储槽盖板覆盖；所述储槽盖板活动地铰接于前壳体上；所述储槽盖板在所述气囊处于压缩状态时呈闭合状态；所述电源模块包括电池组、控制电路，用于向所述驱动转向模块、充气模块、姿态与水压检测模块、主系统模块、重心位置调节模块供电；所述背架包括背带、背板，其中：所述背板与所述壳体固接；所述背带与所述背板固接；所述背带用于施救者双肩背负携带；所述驱动转向模块包括推进电机、螺旋桨、舵片、转向电机，用于根据所述主系统模块反馈的指令控制所述舵片转动角度和所述螺旋桨的正反转方向及转速，以响应施救者姿态变化，最终达本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水面救援装置，包括壳体、驱动转向模块、充气模块、姿态与水压检测模块、主系统模块、背架、电源模块、重心位置调节模块，其特征在于：所述壳体包括前壳体和后壳体，其中：所述前壳体和后壳体通过卡扣紧密扣合；所述卡扣的配合面间垫入密封橡胶圈；所述壳体具有子弹头状流线外型；所述壳体内部空间被纵横布置的隔板分隔为前腔、后腔和中腔，其中：所述前腔内填充有低密度的物质；在所述前壳体两外侧表面上且与所述中腔相对应的位置处对称地开设气囊储槽；所述充气模块包括储气瓶、气囊、气压传感器、电磁换向阀、单向阀，用于向给定气囊充放气和保压，以实时提供与施救者自身负重情况和自身状态相匹配的浮力，其中：所述储气瓶填充压缩气体，为所述充气模块提供高压气源；在所述气囊储槽内各设置一个所述气囊；所述储气瓶、气压传感器、单向阀、电磁换向阀、气囊通过气管顺次连接；所述电磁换向阀用于启闭所述气囊的充气通道和向外排气通道；所述气囊在初始状态下被储槽盖板覆盖；所述储槽盖板活动地铰接于前壳体上；所述储槽盖板在所述气囊处于压缩状态时呈闭合状态；所述电源模块包括电池组、控制电路，用于向所述驱动转向模块、充气模块、姿态与水压检测模块、主系统模块、重心位置调节模块供电；所述背架包括背带、背板，其中：所述背板与所述壳体固接；所述背带与所述背板固接；所述背带用于施救者双肩背负携带；所述驱动转向模块包括推进电机、螺旋桨、舵片、转向电机，用于施救者在水中推进和转向，其中：所述推进电机置于所述后腔中，其输出轴密闭且活动地穿过所述后腔的壳壁，与所述螺旋桨固接；所述螺旋桨用于推动所述水面救援装置在水中前进；所述螺旋桨外设置有保护罩；所述保护罩固接于所述后壳体上；所述转向电机安放在所述保护罩尾部上方；所述舵片设置于所述保护罩内且位于所述螺旋桨的正后方；所述转向电机通过减速器与所述舵片动力连接，用于带动所述舵片左右摆动，以改变前进方向；所述姿态与水压检测模块包括姿态传感器、设置于所述前壳体外表面上半部的液压传感器I、以及对称设置于所述后壳体外表面下半部左右两侧的液压传感器II，用于实时监测施救者在水中的姿态参数及其变化趋势、施救者水压测点的水压变化情况；所述主系统模块包括CPU、电机调速模块，用于系统状态初始化、状态自检与报警、数据采集分析、状态逻辑判断、水下推进速度与方向改变、气囊充排气、重心位置调节；所述主系统模块与所述驱动转向模块、充气模块、姿态与水压检测模块、重心位置调节模块电性连接；所述重心位置调节模块，用于调节所述电源模块相对于所述壳体的相对位置。...

【技术特征摘要】
1.一种水面救援装置，包括壳体、驱动转向模块、充气模块、姿态与水压检测模块、主系统模块、背架、电源模块、重心位置调节模块，其特征在于：所述壳体包括前壳体和后壳体，其中：所述前壳体和后壳体通过卡扣紧密扣合；所述卡扣的配合面间垫入密封橡胶圈；所述壳体具有子弹头状流线外型；所述壳体内部空间被纵横布置的隔板分隔为前腔、后腔和中腔，其中：所述前腔内填充有低密度的物质；在所述前壳体两外侧表面上且与所述中腔相对应的位置处对称地开设气囊储槽；所述充气模块包括储气瓶、气囊、气压传感器、电磁换向阀、单向阀，用于向给定气囊充放气和保压，以实时提供与施救者自身负重情况和自身状态相匹配的浮力，其中：所述储气瓶填充压缩气体，为所述充气模块提供高压气源；在所述气囊储槽内各设置一个所述气囊；所述储气瓶、气压传感器、单向阀、电磁换向阀、气囊通过气管顺次连接；所述电磁换向阀用于启闭所述气囊的充气通道和向外排气通道；所述气囊在初始状态下被储槽盖板覆盖；所述储槽盖板活动地铰接于前壳体上；所述储槽盖板在所述气囊处于压缩状态时呈闭合状态；所述电源模块包括电池组、控制电路，用于向所述驱动转向模块、充气模块、姿态与水压检测模块、主系统模块、重心位置调节模块供电；所述背架包括背带、背板，其中：所述背板与所述壳体固接；所述背带与所述背板固接；所述背带用于施救者双肩背负携带；所述驱动转向模块包括推进电机、螺旋桨、舵片、转向电机，用于施救者在水中推进和转向，其中：所述推进电机置于所述后腔中，其输出轴密闭且活动地穿过所述后腔的壳壁，与所述螺旋桨固接；所述螺旋桨用于推动所述水面救援装置在水中前进；所述螺旋桨外设置有保护罩；所述保护罩固接于所述后壳体上；所述转向电机安放在所述保护罩尾部上方；所述舵片设置于所述保护罩内且位于所述螺旋桨的正后方；所述转向电机通过减速器与所述舵片动力连接，用于带动所述舵片左右摆动，以改变前进方向；所述姿态与水压检测模块包括姿态传感器、设置于所述前壳体外表面上半部的液压传感器I、以及对称设置于所述后壳体外表面下半部左右两侧的液压传感器II，用于实时监测施救者在水中的姿态参数及其变化趋势、施救者水压测点的水压变化情况；所述主系统模块包括CPU、电机调速模块，用于系统状态初始化、状态自检与报警、数据采集分析、状态逻辑判断、水下推进速度与方向改变、气囊充排气、重心位置调节；所述主系统模块与所述驱动转向模块、充气模块、姿态与水压检测模块、重心位置调节模块电性连接；所述重心位置调节模块，用于调节所述电源模块相对于所述壳体的相对位置。2.根据权利要求1所述的一种水面救援装置，其特征在于：所述电磁换向阀采用两位三通电磁换向阀和三位四通电磁换向阀；位于所述前壳体左、右两侧的所述气囊分别与各自相对应的气囊连接气管的一端相连；所述气囊连接气管的另一端密闭地穿过所述前壳体的壳体壁向所述中腔延伸，并经由...

【专利技术属性】
技术研发人员：张魁，邓嘉豪，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：新型
国别省市：湖南,43