快速充气装置，涉及自我检测系统、溺水状态自动充气和手动启动充气等技术内容。图1为本实用新型的外形示意图。
[0038]如图2，带有自我检测系统的防溺水快速充气装置包括压力传感器、两个水压传感器、心电传感器、求救信号发射电路、稀盐酸、细颗粒状的碳酸氢钠、控制电路、微处理器(优选51单片机)、微型电机、报警器、气囊等部件或组件。装置整体构型为背心状，两个水压传感器分别放置在背心的肩部和腰部。心电传感器放置在胸前，气囊在背心中间偏下部分，上部分是多数电路安装部分。稀盐酸放置在小塑料密封袋中，碳酸氢钠颗粒或粉末放置在稀盐酸周围。心电传感器和两个水压传感器的信号输出端接微处理器，微处理器输出端口接控制电路输入端。控制电路控制信号输出端接微型电机和求救信号发射电路输入端，微型电机接针类细尖状物。稀盐酸和碳酸氢钠放在防水套中，防水套为扁平状且通过具有略微有粘性的隔片与气囊连接，气体易从防水套进入气囊，不能从气囊进入防水套。当水压传感器和心电传感器同时发生溺水特有变化时，经微处理器发出控制信号，电机前进戳破装有稀盐酸的袋子，与碳酸氢钠快速反应产生气体填充气囊，使游泳者浮出水面，同时亲友接受到求救信号前去救援，获得及时救助。
[0039]人在正常游泳和发生溺水时，心电变化是不同的。而且人游泳时总是穿着衣服的，正常游泳人的肩部、头部不会长时间浸没在水中，且离水面会很近。此装置外观是背心状，在肩部有一个水压传感器，腰部有一个水压传感器。肩部的水压传感器用来监测游泳者肩部离水面距离，进而推断游泳者是否正常呼吸。腰部的水压传感器的使用，是考虑游泳者可能在水中潜泳造成肩部水压传感器不能发挥其真实目的造成误判。在设定背心不同尺寸时，垂直状态肩部和腰部水压传感器是有一定距离的。人正常游泳身体呈近水平状即倾斜状。当人游泳时两个水压传感器均会有一个读数，又因为两个传感器的垂直距离是固定的，这也是游泳者入水后两传感器距离最大值，在水中此时距离示数差必定也是最大值。人潜水时，头往下或倾斜游泳，两个水压传感器差(腰部减肩部)很小或为负数，此时默认为游泳者潜水。
[0040]溺水判断方法为:(1)肩部水压传感器检测到数值大于垂直状态时的肩部到眼部位置距离理论水压值(水漫过眼睛，无法呼吸状态，但游泳者可能潜水)；(2)两个水压传感器检测到的水压差值(腰部减肩部)大于背心垂直状态时两水压传感器距离理论水压值的70%左右(基本排除潜水的可能)；(3)心电传感器检测到溺水时特有的心电信号且40s内(延时40s，40s不呼吸基本不会对人体造成什么影响)基本不变；如果满足此3个条件，则判断使用者处于溺水状态，微控制器控制启动微型电机。因为想到溺水时游泳者可能会挣扎，在这40s内不考虑瞬时(2s内)的偏离。当默认溺水状态超过40s时(这个默认溺水时间并不绝对是40s，具体实施时可根据实际情况调整)，控制电路执行操作，微型电机的尖头戳破装有稀盐酸的袋子，稀盐酸流出与碳酸氢钠反应，快速产生气体填充救生气囊。同时，求救信号发射电路向亲友等发出求救信号，在紧急关头得到救援。具体实施时，可设定求救对象的手机为接收装置，或者配置专用的接收终端。在接收终端上设置声光报警装置，使得求救对象能够在第一时间内获得求救信号。
[0041]如图3，为防止气囊漏气等意外使气囊失效，本实用新型设置了特有自我检测系统。在人准备去游泳前可使用本装置附带的打气筒将气囊充气，气囊内表面设有灵敏的压力传感器。根据压力传感器检测到压力是否逐渐减小来判断气囊是否漏气。若检测显示示数缓慢或很快变小，则视为气囊漏气，装置报警，若示数一段时间不变，则不漏气，可以正常使用。
[0042]心电传感器工作由于心电信号很微弱，幅值只有0?4mV，频带只有0.05?100Hz。且在采集时容易受极化电压、热噪声、工频等干扰，尤其是工频干扰，有时甚至会淹没心电信号，导致无法检测出。所以，要求接心电传感器的信号放大电路前置信号放大器有足够高的共模抑制比。
[0043]本实用新型的带有自我检测系统的防溺水快速充气装置的优点为:
[0044](1)背心状，舒适，对游泳者几乎无干扰。
[0045](2)生理反应结合环境变化判断是否溺水，可靠性较强。
[0046](3)采用化学药品(稀盐酸和碳酸氢钠)做气体产生，成本低、安全、简单。
[0047](4)遇险自动充气，使用者亦可手动充气，人性化强，便捷，可靠。
[0048]本实用新型的带有自我检测系统的防溺水快速充气装置，在人出现溺水时，自动为气囊充气，使得气囊自动鼓起，游泳者浮出水面从而得救。同时，本装置也可以手动启动，人性化强。
[0049]对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0050]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.带有自我检测系统的防溺水快速充气装置，其特征是，包括背心状本体(1)，所述背心状本体(1)上设置有支架(2)、控制电路和用于检测溺水信号的传感器组；所述传感器组包括两个水压传感器和一个心电传感器；所述支架(2)上设置有微型电机(3)，所述微型电机(3)的输出轴上设置有一根尖针(4);所述背心状本体(1)上还设置有一个防水套(5)，所述防水套(5)内设置有颗粒状的碳酸氢钠￠);所述防水套(5)内还设置有一个塑料袋(7)，所述塑料袋(7)内设置有稀盐酸；所述塑料袋(7)位于靠近所述尖针(4)的部位；当微型电机(3)开启时由尖针(4)插入防水套(5)后能够刺破塑料袋(7)，使得稀盐酸流出与颗粒状的碳酸氢钠(6)混合，使得稀盐酸能快速的充分反应完全，快速的产生气体； 所述背心状本体(1)上还设置有气囊(8)，所述气囊(8)与所述防水套(5)之间通过单向气孔相连通，使得气体能够从防水套(5)中进入气囊(8)而无法从气囊(8)中进入防水套(5)。2.根据权利要求1所述的带有自我检测系统的防溺水快速充气装置，其特征是，所述气囊(8)上设置有充气口。3.根据权利要求1所述的带有自我检测系统的防溺水快速充气装置，其特征是，所述控制电路还包括求救信号发射电路和GPS定位单元。4.根据权利要求1所述的带有自我检测系统的防溺水快速充气装置，其特征是，所述两个水压传感器分别放置在背心状本体(1)的肩部和腰部；所述心电传感器放置在背心状本体(1)的胸前靠近心脏部位处。5.根据权利要求1所述的带有自我检测系统的防溺水快速充气装置，其特征是，所述微处理器为MCS51单片机8051。6.根据权利要求1所述的带有自我检测系统的防溺水快速充气装置，其特征是，所述碳酸氢钠(6)为粉末状。
【专利摘要】本实用新型公开了一种带有自我检测系统的防溺水快速充气装置，包括背心状本体，背心状本体上设置有支架、控制电路和用于检测溺水信号的传感器组；传感器组包括压力传感器、两个水压传感器和一个心电传感器；支架上设置有微型电机，微型电机的输出轴上设置有一根尖针；背心状本体上还设置有一个防水套，防水套内设置有颗粒状的碳酸氢钠；防水套内还设置有一个塑料袋，塑料袋内设置有稀盐酸；塑料袋位于靠近尖针的部位；背心状本体上还设置有气囊，气囊与防水套之间通过单向气孔相连通。本实用新型的带有自我检测系统的防溺水快速充气装置，具有可使得游泳者能够在水中自由灵活地游泳、自动判断是否溺水且能自动充气、可靠性高等优点。
【IPC分类】B63C9/18, B63C9/125
【公开号】CN205034317
【申请号】CN201520709368
【发明人】王超, 程葛飞, 王欣茜, 储彬彬, 代轩, 刘露, 王华胜
【申请人】合肥师范学院
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年9月11日