专利名称：一种海上搜救训练用仿真人形漂流浮标及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种海上漂流浮标及其制作方法，具体涉及一种海上搜救训练用仿真人形漂流浮标及其制作方法。
背景技术：
随着我国国内外贸易的发展以及渔业生产的迅猛增长，从事海上工作的人员迅速增加，与此同时，安全及海难事故时有发生，遇难人数不断增加。由于灾难来得突然，使得遇险人员没有足够的时间登上救生艇或穿上救生衣，以至于遇险人员只能在海中呈一种漂流姿态。为了能够及时营救遇险人员，国家投入巨资组织进行海上搜救训练。虽然通过大量的搜救训练，可有效提高现场搜救的成功率，但是目前训练营救海上遇险人员的方式是采用真人扮作遇险者的方式进行。该方式不但增加了参与人员的危险性，尤其不适宜在大风大浪条件下在海中由真人扮演遇险者，还增加了演练成本。因此针对以上问题，需要采用一种新的训练方式提高我国海上整体搜救实力。
发明内容
本发明目的是提供一种海上搜救训练用仿真人形漂流浮标及其制作方法，以克服现有技术的不足。一种海上搜救训练用仿真人形漂流浮标，其特征在于该浮标包括一个人形漂流浮标和北斗定位系统，所述的人形漂流浮标包括一个内部中空的塑料材质人形模特，该人形模特外表包塑一层玻璃钢，内部灌有水泥砂浆以及泡沫或发泡剂；所述的北斗定位系统固定在人形模特头部。上述人形模特外表还包塑一层玻璃钢。上述北斗定位系统由封装外壳和电路系统构成，且电路系统固定在封装外壳内部，该封装外壳采用模具注塑成型。上述人形模特由躯干、上肢、下肢三部分构成，且所述的上肢和下肢分别与躯干活动连接，可实现现场拆卸组装。上述躯干和上肢通过肩关节连接，上肢前后摇摆角为±45°，躯干和下肢通过腰关节连接，躯干前后摇摆角为±25°。上述肩关节包括一个横穿躯干肩部的肩关节支撑轴，该肩关节支撑轴两端设有肩关节旋转结构。上述腰部关节包括经由销轴连接的上基板与下基板，所述上基板与下基板的外侧面分别设有上预埋钢筋与下预埋钢筋。上述上基板与下基板之间还设有减震垫。一种海上搜救训练用仿真人形漂流浮标的制作方法，包括制作人形模特、肩关节、腰关节和北斗定位系统封装外壳的步骤，其特征在于还包括以下步骤:将人形模特的躯干、上肢和下肢切开；在下肢的膝盖以下部分以及臀部位置浇灌水泥砂浆，中间填充泡沫或发泡剂，并将腰关节的下预埋钢筋填埋在下肢臀部浇灌的水泥砂浆内；将肩关节支撑轴横穿躯干的肩部，浇灌水泥砂浆进行固定(既是上肢旋转运动的中心轴，又能增强躯干部分的强度)，使两端的旋转结构露出肩部；在上肢的手掌位置浇灌水泥砂浆，以保持手臂在水中竖直姿态，其余空间则填充发泡剂或泡沫；将上述肩关节的旋转结构安装在上肢肩部位置内，而使上肢可绕肩关节支撑轴做±45°的前后摇摆；在躯干的底部浇灌水泥砂浆，并将下预埋钢筋填埋在躯干下部，实现关节的固定，躯干肩部与下部之间填充发泡剂或泡沫；将躯干头部的顶端切开，浇灌水泥砂浆并将封装外壳下体填埋在头部，将北斗定位系统的电路系统安装在封装外壳上体的内部，最后将内含电路系统的封装外壳上体安装在封装外壳下体上端即可。发明优点本发明结构简单，便于制作，使用效果好。可以完全代替现有的真人扮演的遇险者，彻底解决了扮演者具有高危险性的问题，而且降低了训练成本。其肩部和腰部分别采用关节与上肢下肢连接，使得上肢下肢能够以一定幅度转动，可以准确地模仿遇险者在海中的真实姿态，有利于为救援演习提供高仿真的模拟。其设置在头部的北斗定位系统采用双定位系统，首先通过GPS进行定位，若GPS定位不成功，则使用北斗通信模块自带的定位功能进行位置定位，定位成功后可以发出定位信息，从而引导相关船只或飞机飞往指定区域进行模拟救援工作。整个北斗定位系统采用4节高性能锂亚硫酰氯电池供电，可连续运行5个月以上。系统定位和信息传输系统的天线均采用微型天线，可完全放置在设备的壳体中，达到完全密封的目的。此外，还可以将本仿真人形漂流浮标投入到某个特定海域，根据定位系统提供的位置信息判断该浮标将会随洋流如何漂流运动，从而当该海域发生海难时可以为救援工作提供有效的支持。
图1是本发明的总体结构示意图。图2是本发明的北斗定位系统封装外壳结构示意图。图3是本发明的肩关节结构示意图。图4是本发明的腰关节结构示意图。其中，1、躯干；2、上肢；3、下肢；4、北斗定位系统；5、肩关节；6、腰关节；41、封装外壳上体；42、封装外壳下体，51、肩关节支撑轴；52、旋转结构，61、上预埋钢筋；62、上基板；63、销轴；64、下预埋钢筋；65、下基板；66、减震垫。
具体实施例方式如图1所示，一种海上搜救训练用仿真人形漂流浮标，其特征在于该浮标包括一个人形漂流浮标和北斗定位系统4，所述的人形漂流浮标包括一个内部中空的塑料材质人形模特，该人形模特内部灌有水泥砂浆以及填充泡沫和/或发泡剂；所述的北斗定位系统4固定在人形模特头部。
上述人形模特外表包塑一层玻璃钢，其作用是最大限度的利用现有资源，从而降低成本，同时又增强密封与抗腐蚀性能；即将现有的塑料材质的人形模特外表再包塑一层玻璃钢，是现有技术可以实现的方案。上述北斗定位系统4由封装外壳和电路系统构成，且电路系统固定在封装外壳内部，该封装外壳采用模具注塑成型。如图2所示，封装外壳分为封装外壳上体41，电路系统安装在封装外壳上体41内部，安装拆卸快速简便；封装外壳下体42，用于固定在漂流人头部内，是电路系统安装固定的载体。整个封装壳采用O型圈密封，具备良好的水密性和强度，能保证电路系统的安全。如图1所示，上述人形模特由躯干1、上肢2、下肢3三部分构成，且所述的上肢2和下肢3与躯干I活动连接，可实现现场拆卸组装。上述躯干I和上肢2通过肩关节5连接，上肢2前后摇摆角为±45°，躯干I和下肢3通过腰关节6连接，躯干I前后摇摆角为±25°。如图3所示，上述肩关节5包括一个横穿躯干肩部的肩关节支撑轴51，该肩关节支撑轴51两端设有旋转结构52。如图4所示，上述腰关节6包括经由销轴63连接的上基板62与下基板65，所述上基板62与下基板65的外侧面分别设有上预埋钢筋61与下预埋钢筋64。如图4所示，上述上基板62与下基板65之间还设有减震垫66。一种海上搜救训练用仿真人形漂流浮标的制作方法，包括制作人形模特、肩关节
5、腰关节6和北斗定位系统封装外壳的步骤，其特征在于还包括以下步骤:将人形模特的躯干1、上肢2和下肢3切开；在下肢3的膝盖以下部分以及臀部位置浇灌水泥砂浆，中间填充发泡剂，并将腰关节6的下预埋钢筋64填埋在下肢3臀部浇灌的水泥砂浆内；将肩关节支撑轴51横穿躯干I的肩部，浇灌水泥砂浆进行固定(既是上肢旋转运动的中心轴，又能增强躯干部分的强度)，使两端的旋转结构52露出肩部；在上肢2的手掌位置浇灌水泥砂浆，以保持手臂在水中竖直姿态，其余空间则填充发泡剂；将上述肩关节的旋转结构52安装在上肢2肩部位置内，使上肢可绕肩关节支撑轴51做±45°的前后摇摆；在躯干I的底部浇灌水泥砂浆，并将上预埋钢筋填埋在躯干I下部，实现关节的固定，并使躯干I以销轴63为转轴前后摇摆角为±25°，躯干中部填充发泡剂；将躯干I头部的顶端切开，浇灌水泥砂浆并将封装外壳下体42填埋在头部，将北斗定位系统的电路系统安装在封装外壳上体41的内部，最后将内含电路系统的封装外壳上体41安装在封装外壳下体42上端即可。本发明的使用方法首先通过磁控开关将北斗定位系统接通电源，然后将穿好救生衣的仿真人形漂流浮标扔入海中，通过搜救船上岸站接收到的数据进行仿真人形漂流浮标轨迹的跟踪，当该浮标漂流至预定海域后利用救援船或飞机进行救援演戏；搜救训练结束后对仿真人形漂流浮标进行回收，首先用钩子勾住救生衣上面的回收缆，然后将整个浮标体回收，回收后先通过开关将系统断电，然后擦拭干净后放入设备仓库以备下次使用。
实施例本发明总共包含两部分:仿真人形漂流浮标结构本体和北斗定位系统。为了能够最大限度地利用现有资源，仿真人形漂流浮标结构本体以常见的塑料材质人形模特为基础制作，其内部中空，外表则包塑一层玻璃钢，具备良好的强度和水密性能。整个人体结构由躯干、上肢、下肢三部分构成，各部分通过不锈钢制作的活动关节连接，可实现现场拆卸组装。躯干和手臂通过肩关节连接，手臂前后摇摆角为±45°，躯干和下肢通过腰关节连接，躯干前后摇摆角为±25°。在躯干、上肢和下肢壳体内部灌有水泥砂浆，从而实现调节人形漂流浮标的重量和重心位置，确保仿真人形漂流浮标在水中具有良好的浮性和稳性。壳体剩余空隙处则填充泡沫和发泡剂，防止外部海水进水，并增强结构防碰撞能力。北斗定位系统固定在漂流人浮标头部，由封装外壳和电路系统构成。定位系统封装外壳采用模具注塑成型，具备良好的强度和水密性，电路系统通过机械结构固定在其内部。并有O型圈用于上下壳体之间的密封，O型圈置于上壳体中，上下壳体可通过螺纹紧固。本发明仿真人形漂流浮标的躯干内部中空，在其底部浇灌水泥砂浆以安装腰关节6上半部以实现关节的固定，并增强关节的强度；躯干上部空间则填充发泡剂。上基板62用于固定预埋钢筋61并焊接销轴63。通过旋转销轴63实现与腰关节下半部的配合。人形漂流标的下肢3内部中空，在膝盖以下部分以及臀部位置浇灌水泥砂浆，中间填充发泡剂。下预埋钢筋64填埋在下肢臀部浇灌的水泥砂浆内；减震垫65在腰部上下关节碰撞时起缓冲保护作用。人形漂流标的上肢2内部中空，在手掌位置浇灌水泥砂浆，以保持手臂在水中竖直姿态，其余空间则填充发泡剂。漂流人肩部关节5的支撑轴51穿过躯干，从肩部伸出，既是上肢2旋转运动的中心轴，又能增强躯干部分的强度；肩关节旋转结构52内置在上肢2的肩部位置内，可绕支撑轴51做±45°的前后摇摆。
权利要求
1.一种海上搜救训练用仿真人形漂流浮标，其特征在于该浮标包括一个人形漂流浮标和北斗定位系统(4)，所述的人形漂流浮标包括一个内部中空的塑料材质人形模特，该人形模特内部灌有水泥砂浆以及填充泡沫或发泡剂；所述的北斗定位系统(4)固定在人形模特头部。
2.如权利要求1所述的海上搜救训练用仿真人形漂流浮标，其特征在于上述人形模特外表还包塑一层玻璃钢。
3.如权利要求1所述的海上搜救训练用仿真人形漂流浮标，其特征在于上述北斗定位系统(4)由封装外壳和电路系统构成，且电路系统固定在封装外壳内部，该封装外壳采用模具注塑成型。
4.如权利要求1所述的海上搜救训练用仿真人形漂流浮标，其特征在于上述人形模特由躯干(I)、上肢(2)、下肢(3)三部分构成，且所述的上肢(2)和下肢(3)分别与躯干(I)活动连接。
5.如权利要求4所述的海上搜救训练用仿真人形漂流浮标，其特征在于上述躯干(I)和上肢(2)通过肩关节(5)连接，且上肢(2)前后摇摆角为±45°，躯干(I)和下肢(3)通过腰关节(6)连接，且躯干(I)前后摇摆角为±25°。
6.如权利要求5所述的海上搜救训练用仿真人形漂流浮标，其特征在于上述肩关节(5)包括一个横穿躯干肩部的肩关节支撑轴(51)，该肩关节支撑轴(51)两端设有旋转结构(52)。
7.如权利要求5所述的海上搜救训练用仿真人形漂流浮标，其特征在于上述腰关节(6 )包括经由销轴(63 )连接的上基板 (62 )与下基板(65 )，所述上基板(62 )与下基板(65 )的外侧面分别设有上预埋钢筋(61)与下预埋钢筋(64)。
8.如权利要求7所述的海上搜救训练用仿真人形漂流浮标，其特征在于上述上基板(62)与下基板(65)之间还设有减震垫(66)。
9.一种海上搜救训练用仿真人形漂流浮标的制作方法，包括制作人形模特、肩关节(5)、腰关节(6)和北斗定位系统封装外壳的步骤，其特征在于还包括以下步骤: 将人形模特的躯干(I)、上肢(2)和下肢(3)切开；在下肢(3)的膝盖以下部分以及臀部位置浇灌水泥砂浆，中间填充发泡剂或泡沫，并将腰关节(6)的下预埋钢筋(64)填埋在下肢(3)臀部浇灌的水泥砂浆内； 将肩关节支撑轴(51)横穿躯干(I)的肩部，浇灌水泥砂浆进行固定，使两端的旋转结构(52)露出肩部； 在上肢(2)的手掌位置浇灌水泥砂浆，以保持手臂在水中竖直姿态，其余空间则填充发泡剂或泡沫；将上述肩关节的旋转结构(52)安装在上肢(2)肩部位置内，使上肢可绕肩关节支撑轴(51)做±45°的前后摇摆； 在躯干(I)的底部浇灌水泥砂浆，并将上预埋钢筋填埋在躯干(I)下部，实现关节的固定，并使躯干(I)以销轴(63)为转轴前后摇摆角为±25°，躯干中部填充发泡剂或泡沫； 将躯干(I)头部的顶端切开，浇灌水泥砂浆并将封装外壳下体(42)填埋在头部，将北斗定位系统的电路系统安装在封装外壳上体(41)的内部，最后将内含电路系统的封装外壳上体(41)安装在封装外壳下体(42)上端即可。
10.权利要求1所述的海上搜救训练用仿真人形漂流浮标的使用方法，其特征在于包括以下步骤:首先通过磁控开关将北斗定位系统接通电源，然后将穿好救生衣的仿真人形漂流浮标扔入海中，通过搜救船上岸站接收到的数据进行仿真人形漂流浮标轨迹的跟踪，当该浮标漂流至预定海域后利用救援船或飞机进行救援演戏； 搜救训练结束后对仿真人形漂流浮标进行回收，首先用钩子勾住救生衣上面的回收缆，然后将整个浮标体回收，回收后先通过开关将系统断电，然后擦拭干净后放入设备仓库以备下次使用。
全文摘要
一种海上搜救训练用仿真人形漂流浮标及其制作方法，该浮标包括一个人形漂流浮标和北斗定位系统，所述的人形漂流浮标包括一个内部中空的塑料材质人形模特，该人形模特外表包塑一层玻璃钢，内部灌有水泥砂浆以及泡沫和/或发泡剂；所述的北斗定位系统固定在人形模特头部。其制作方法包括制作人形模特、肩关节、腰关节和封装外壳，将人形模特切成躯干、上肢和下肢，通过浇灌水泥砂浆的方式将腰关节上下两端分别固定于躯干底部和下肢上部，从而实现下肢与躯干的旋转连接，通过肩关节将上肢与躯干连接。本发明结构简单，便于制作，使用效果好。可以完全代替现有的真人扮演的遇险者，彻底解决了扮演者具有高危险性的问题，而且降低了训练成本。
文档编号G09B25/00GK103218946SQ20131011349
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日
发明者裴亮, 刘世萱, 孙金伟, 苗斌, 万晓正, 张曙伟, 刘雷, 刘野, 刘海丰, 郭发东, 陈世哲 申请人:山东省科学院海洋仪器仪表研究所