智能充气腕带及其救援系统的制作方法

本实用新型涉及救生设备技术领域，尤其涉及一种智能充气腕带及其救援系统。

背景技术：

自1928年12月11日“充气式救生衣”(采用CO₂钢瓶充气，外料采用尼龙布或氯丁橡胶，里料压合PE防水橡胶材料)诞生以来，广泛应用于世界航空、航海及水上运动行业，但是其笨重及不易携带使得很多水上运动者不愿使用。

后续诞生的“救生浮球”(分为预充气PVC材料和CO₂小钢瓶充气的TPU材料两种)解决了“充气式救生衣”的笨重和不易携带的问题，但也存在环境及使用上的限制，如“救生浮球”在使用时容易缠绕到使用者的四肢，使用者裸潜时会受到限制，在被海浪冲击及其他突发事件时，无法及时有效使用“救生浮球”给自己提供有效的保护进而导致危险发生。

此外，由于“救生浮球”采用PVC材料，其耐磨性与可靠性在使用时间上具有很大的局限性，加上其材料的重量与实际的偕行性，难以满足使用者对电子信标呼救和夜晚灯光求救功能的需求。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提供一种智能充气腕带及其救援系统，旨在解决现有救生设备的耐磨性、可靠性及便携性等方面在使用时间上具有较大局限性，以及缺乏电子信标呼救和夜晚灯光求救功能的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的智能充气腕带，包括壳体、气囊和钢瓶，该壳体包括面壳和连接所述面壳的底壳，该壳体内设有支架，所述气囊和钢瓶通过所述支架连接，该支架上设有钢瓶开启针，所述钢瓶通过所述钢瓶开启针开启后向气囊充气；

所述气囊内部设有灯光报警组件，实现灯光闪烁报警提示；

所述底壳内部设有电子信标组件，主动或被动地开启气囊，实现远程通讯和定位。

进一步地，所述电子信标组件包括：

主控制器，用于实现各组件之间的数据处理和交互；

无线通讯芯片，连接所述主控制器，用于智能充气腕带与救援终端的信息和指令传递；

定位单元，连接所述主控制器，对开启气囊的智能充气腕带进行定位。

进一步地，所述电子信标组件还包括电子计步单元，所述电子计步单元包括加速度传感器、电子陀螺仪和位移传感器，所述加速度传感器、电子陀螺仪和位移传感器单独或共同实现水上距离记录。

进一步地，所述电子信标组件还包括：

水下压力传感器，连接所述主控制器，测定智能充气腕带的水下压强；

气囊开启控制器，连接所述主控制器，主动或被动地控制气囊开启。

进一步地，所述灯光报警组件包括LED灯和SOS灯光控制芯片，使灯光常亮或SOS间断式闪烁。

进一步地，所述钢瓶填充10-12克CO₂，所述气囊采用尼龙布料和TPU橡胶材料压合，壳体采用聚碳酸酯和聚缩醛混合制成。

本实用新型还公开一种基于智能充气腕带的救援系统，包括：

主控制器，用于各个模块之间的数据交互与处理；

水压探测模块，连接所述主控制器，测定智能充气腕带的水下压强；

触发控制模块，连接所述主控制器，主动或被动地触发气囊开启控制器；

定位模块，连接所述主控制器，对触发气囊开启控制器的智能充气腕带进行定位；

救援终端，连接所述主控制器，显示智能充气腕带的报警提示及位置信息；

通讯模块，连接所述主控制器，用于智能充气腕带与救援终端之间的信息和指令传递。

进一步地，该系统还包括：

移动侦测模块，连接所述主控制器，对移动物体进行射频侦测和定位；

灯光控制模块，连接所述主控制器，控制灯光常亮或进行SOS间断式闪烁。

进一步地，所述救援终端为手机接收应答模块，接收智能充气腕带的状态报警提示、网格化位置信息和振动及声音报警。

进一步地，该系统还包括固定电子围栏信标控制器及其控制的多个固定信标，用于实现电子围栏式的快速定位。

本实用新型的智能充气腕带，通过在气囊内设置灯光报警组件，在底壳内部设置电子信标组件，能够实现智能充气腕带的自动开启，以及在手动开启或自动开启后依据灯光报警组件和电子信标组件实现SOS灯光报警提示和电子围栏式的精准定位，解决了现有救生设备缺乏电子信标呼救和夜晚灯光求救功能的问题，功能强大、操作简单，可单机使用、与手机终端一对一组网使用或者在海滩架设电子围栏实现并网使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型的智能充气腕带的结构爆炸图；

图2为本实用新型的智能充气腕带闭合时的结构示意图；

图3为本实用新型的智能充气腕带面壳开启时的结构示意图；

图4为本实用新型的基于智能充气腕带的救援系统的功能模块图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种智能充气腕带，旨在解决现有救生设备的耐磨性、可靠性及便携性等在使用时间、使用寿命上具有较大局限性，以及缺乏电子信标围栏实时定位、远程呼救和夜晚灯光求救功能的问题。

参照图1至3，在本实用新型智能充气腕带一实施例中，该智能充气腕带包括壳体、气囊2和钢瓶9，该壳体包括面壳1和连接面壳1的底壳7，该壳体内设有支架3，气囊2和钢瓶9通过支架3连接，该支架3上设有钢瓶开启针5，钢瓶9通过所述钢瓶开启针5开启后向气囊2充气；

气囊2内部设有灯光报警组件，实现灯光闪烁报警提示；

底壳7内部设有电子信标组件10，主动或被动地开启气囊2，实现远程通讯和定位。

本实施例的智能充气腕带，包括壳体、钢瓶9和气囊2，壳体采用新材料注塑成面壳1和底壳7，面壳1在注塑成型时在其边缘处设置了多个卡扣部，相应地在底壳7注塑成型过程中在与面壳1的对应位置设置了多个卡扣位，面壳1和底壳7通过卡扣牢固地扣合在一起；钢瓶9为填装可抛弃式CO₂小钢瓶，可多次重复使用，气囊2通过壳体内的支架3与钢瓶9连接，通过旋转钢瓶9到钢瓶停止刻度线，将其固定在支架3上，气囊2设置有充气口，气囊2的充气口接入支架3中连接钢瓶9的排气管；为了使钢瓶9向气囊2充气，在支架3上还设置有一钢瓶开启针5，钢瓶开启针5连接一开启手柄4，开启手柄4通过手柄转轴6连接在支架3上，开启手柄4通过顶部偏心凸轮顶压钢瓶开启针5，刺破钢瓶9瓶口，实现钢瓶9向气囊2充气，开启手柄4同时也是面壳1脱离底壳7弹起的保险锁止片，在按压钢瓶开启针5刺破钢瓶9后，面壳1会迅速弹起，以便钢瓶9向气囊2充气；气囊2内部设有灯光报警组件，以便在气囊2开启后实现灯光闪烁报警提示；底壳7内部设有电子信标组件10，以便主动或被动地开启气囊2，实现远程通讯和定位；底壳的外部装设有一防水表带。

本实施例的智能充气腕带，通过在气囊2内设置灯光报警组件，在底壳7内部设置电子信标组件10，能够依据灯光报警组件和电子信标组件实现灯光报警提示和电子围栏式的精准定位，解决了现有救生设备缺乏电子信标呼救和夜晚灯光求救功能的问题，功能强大、操作简单。

进一步地，参照图1至3，电子信标组件10包括：

主控制器，用于实现各组件之间的数据处理和交互；

无线通讯芯片，连接所述主控制器，用于智能充气腕带与救援终端的信息和指令传递；

定位单元，连接所述主控制器，对开启气囊的智能充气腕带进行定位。

本实施例的智能充气腕带，电子信标组件包括主控制器、定位单元和无线通讯芯片，气囊2开启后，定位单元会对该充气腕带进行精准定位，然后通过主控制器将位置信息通过无线通讯芯片处理后发送至救援终端，或者接受救援终端的指令开启智能充气腕带的气囊2，增加了与救援终端的交互性，提高了智能充气腕带的安全性。

进一步地，参照图1至3，电子信标组件10还包括电子计步单元，所述电子计步单元包括加速度传感器、电子陀螺仪和位移传感器，所述加速度传感器、电子陀螺仪和位移传感器单独或共同实现水上距离记录。

本实施例的智能充气腕带，电子信标组件10还包括电子计步单元，电子计步单元包括加速度传感器、电子陀螺仪和位移传感器，三者的主要功能都是对智能充气腕带进行定位，单独或共同记录智能充气外带到固定信标或基台的水上距离，以便在加速度传感器、电子陀螺仪和位移传感器中的一个或两个丧失功能性时，该电子计步单元能够继续工作，增强了智能充气腕带的实用性。

进一步地，参照图1至3，电子信标组件10还包括：

水下压力传感器，连接所述主控制器，测定智能充气腕带的水下压强；

气囊开启控制器，连接所述主控制器，主动或被动地控制气囊开启。

本实施例的智能充气腕带，电子信标组件10还包括水下压力传感器和气囊开启控制器；水下压力传感器和位移传感器、加速度传感器、电子陀螺仪等结合设定有两段安全阀值，首先是安全示警阀值，根据佩戴者当时的水下压强、运动姿态及肢体移动频度和时间，给予佩戴者振动提示及通过通讯模块向救援终端发送报警提示；当佩戴者人为干预10秒后，智能充气腕带会结合水下压力传感器、位移传感器、加速度传感器、电子陀螺仪等的综合数据进行判断，判断结果与时间任意一项达到第二级警戒阀值时，气囊开启控制器均会主动打开抛弃式CO₂小钢瓶向气囊充气使佩戴者安全上浮。

本实施例的智能充气腕带，通过对水下压力传感器等设定二级阀值，对佩戴者进行报警提示，并依据各传感器的数据比对结果主动控制气囊开启对佩戴者进行救助，增加了智能充气腕带的安全性和实用性。

进一步地，参照图1至3，所述灯光报警组件包括LED灯和SOS灯光控制芯片，使灯光常亮或SOS间断式闪烁。

本实施例的智能充气腕带，灯光报警组件包括至少4颗LED灯，以及控制LED灯常亮或SOS间断式闪烁的SOS灯光控制芯片，LED灯采用冷光LED灯，开启灯光后，冷光LED灯透出橙色气囊2的光线可在1000米外被发现，而且对雨雾环境有非常高的穿透性，在SOS灯光控制芯片的作用下可实现SOS间断式闪烁，保证复杂环境下被救援人员发现的几率；灯光可连续使用8-10小时，如果使用SOS间断式发光还可以使用更长的时间；此外，该灯光报警组件还包括一射频天线，主要用于接收救援终端的指令，向救援终端发射报警提示和位置信息，将该射频天线设置气囊2中能够增大信号的发射和接收效率。

本实施例的智能充气腕带，将灯光报警组件与气囊2采用一体化设计，灯光报警组件通过独创设计内置到气囊2中，既达到了防水的效果，又使灯光具有非常强的光传播性和穿透性，增大了得到救援的几率。

进一步地，参照图1至3，钢瓶9填充10-12克CO₂，气囊2采用尼龙布料和TPU橡胶材料压合，壳体采用聚碳酸酯和聚缩醛混合制成。

本实施例的智能充气腕带，钢瓶9采用可重复利用的可抛弃式小钢瓶，能够填充10-12克食品级的CO₂，气囊2采用尼龙布料和TPU橡胶材料压合，增强了气囊2的耐磨性和抗氧化性，在保证安全和可靠性的同时，只使用极小的空间就可安置比现有同类产品增加20％有效容积，极大地扩展了使用范围和安全性；壳体采用抗氧化性和耐磨性比较强的聚碳酸酯和刚度比较大的聚缩醛混合，成功压缩了尺寸，提高了产品强度和可靠性。

参照图1至4，本实用新型还公开一种基于智能充气腕带的救援系统，包括：

主控制器100，用于各个模块之间的数据交互与处理；

水压探测模块110，连接主控制器100，测定智能充气腕带的水下压强；

触发控制模块120，连接主控制器100，主动或被动地触发气囊开启控制器；

定位模块130，连接主控制器100，对触发气囊开启控制器的智能充气腕带进行精准定位；

救援终端140，连接主控制器100，显示智能充气腕带的报警提示及位置信息；

通讯模块160，连接主控制器100，用于智能充气腕带与救援终端140之间的信息和指令传递。

本实施例的救援系统，由主控制器100控制各个模块之间的数据交互和数据处理，一般采用控制型微服务器，能够进行数据交换和信号转换；水压探测模块110，由智能充气腕带中的水下压力传感器充当，典型连接主控制器100，主要在智能充气腕带佩戴者溺水或遭遇突发事件落入水下时，测量智能充气腕带所处位置的压强；触发控制模块120，主要依据水压探测模块110探测到的水下压强值或救援终端140发出的指令，主动或被动地触发气囊开启控制器，实现钢瓶9向气囊2快速充气；定位模块130，通过海岸上的基台、海水中的浮动信标、救援终端140或其他智能充气腕带形成的单线或复合的位置信息反馈系统，对触发气囊开启控制器的智能充气腕带实现精准定位；救援终端140，通过Bluetooth Smart、ZigBee、或6loWPAN模块连接主控制器100，在智能充气腕带的气囊2打开后，救援终端140能够清楚地监控到该智能充气腕带的位置以及灯光报警组件发出的报警提示，同样地，救援终端140在监控到智能充气腕带携带者在水中的行为异常存在溺水危险时，也可以直接向触发控制模块发出指令，开启气囊；通讯模块160，主要通过智能充气腕带内的Bluetooth Smart、ZigBee、或6loWPAN无线通讯芯片和射频天线实现，经过主控制器100处理后的各个模块的交互信息最终经由与Bluetooth Smart、ZigBee、或6loWPAN无线通讯芯片连接的信号放大电路进行功率放大后，经射频天线发射出去，由救援终端140的Bluetooth Smart、ZigBee或6loWPAN的接收单元进行接收，实现智能充气腕带与救援终端140之间的信息和指令传递。

本实施例的救援系统，由主控制器100进行数据交互和处理，水压探测模块110测定水下压强，触发控制模块120触发气囊开启控制器，然后由定位模块130对开启气囊的智能充气腕带进行精准定位，并由Bluetooth Smart、ZigBee、或6loWPAN通讯模块向救援终端实时传递各个模块的状态数据，方便用户使用，而且安全性提高。

进一步地，该系统还包括：

移动侦测模块180，连接主控制器100，对移动物体进行射频侦测和定位；

灯光控制模块150，连接主控制器100，控制灯光常亮或进行SOS间断式闪烁。

本实施例的救援系统，该系统还包括移动侦测模块180和灯光控制模块150；移动侦测模块180，无线或有线方式连接主控制器100，包括一感应器和射频/声波主动探测装置，对进入到监测范围内的移动物体进行射频侦测和定位；灯光控制模块150，通过无线通信或有线方式连接主控制器100，主要由SOS灯光控制芯片结合一灯光控制电路实现灯光报警提示和SOS间断式的灯光闪烁警示，并在救援人员靠近时进行灯光闪烁提示。

本实施例的救援系统，设置移动侦测模块180可以有效减少整个系统的耗电量及水中大物体碰撞规避提醒，灯光控制模块150可以实现灯光报警提示增大了智能充气腕带佩戴者的获救几率。

进一步地，救援终端140为手机接收应答模块141，接收智能充气腕带的状态报警提示、网格化位置信息和振动及声音报警。

本实施例的救援系统，救援终端140可以使手机接收应答模块141或便携式计算机终端，在该系统中智能充气腕带的状态信息会经通讯模块160实时传递至手机接收应答模块140，手机接收应答模块140接收智能充气腕带的状态报警提示、位置信息和气囊打开后由通讯模块160传至的振动及声音报警信号，手机接收应答模块140还可以根据监控到的数据主动发出指令开启智能充气腕带的气囊，救助佩戴者，增大了智能充气腕带的实用性及佩戴者的获救率。

进一步地，该系统还包括固定电子围栏信标控制器170及其控制的多个固定信标，用于实现电子围栏式的快速定位。

本实施例的救援系统，在该系统范围内设置了多个固定信标，以及控制该多个固定信标的固定电子围栏信标控制器170，固定电子围栏信标控制器170控制多个固定信标形成电子围栏，并通过智能充气腕带的通讯模块160与各个固定信标进行连线，形成一个网格状区域，配合海岸上的救援终端140和基台，能够实现智能充气腕带的电子围栏式的快速精准定位。

此外，智能充气腕带在该系统范围内使用时，通过固定电子围栏信标、空中滞空电子围栏信标，充气腕带可进行精准定位及围栏靠近警戒提示，并通过通讯模块160实时反馈到救援终端140以及手机应答模块141，手机应答模块141可以将各个传感器实时传输的数据通过图像化的5级颜色警示进行分类，救生员可根据实际显示的结果直观判断后，给该充气腕带佩戴者警示或远程无线控制充气腕带气囊开启。

智能充气腕带在该系统范围内使用时，还可以与其他的充气腕带进行配对，然后通过手机安装的通讯模块160与充气腕带进行圆形区域定位及围栏靠近警戒提示，并通过通讯模块160实时反馈到救援终端140及手机应答模块141，手机应答模块141可以将各个传感器实时传输的数据通过图像化的5级颜色警示进行分类，救生员可根据实际显示的结果直观判断后，给该充气腕带佩戴者警示或远程无线控制充气腕带气囊开启。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。