一种可预警的智能安全游泳衣的制作方法

[0001]
本实用新型属于泳衣技术领域，具体地说，涉及一种可预警的智能安全游泳衣。


背景技术：

[0002]
游泳是一项健康的有氧运动，它能够提高身体的体能，长期游泳可以消耗我们体内的脂肪，起到全身减肥和塑形的作用。它还能帮助保持很好的体力，增加肺活量，使心肺功能得到很好的锻炼。但是，由于缺乏足够的安全意识，人们常常会去水库、河流和海边等不规范的场所游泳，这些地方水情复杂，而且伴随有暗礁、水草、淤泥和漩流，稍有大意，就可能发生意外，导致每年都有大量的人溺水身亡。


技术实现要素：

[0003]
针对现有技术中上述的不足，本实用新型提供一种可预警的智能安全游泳衣，在复合涂料中包裹止血凝胶来帮助止血，在智能环中设置气囊，遇到危险时弹出帮助上浮，增加生存率。
[0004]
为了达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是：一种可预警的智能安全游泳衣，包括泳衣本体和智能环；所述泳衣本体包括织物层和外被层，所述外被层贴附于所述织物层的外侧；所述智能环固定套设于所述泳衣本体的手腕部，所述智能环包括外壳、定位机构、水压传感器、振动发生器、控制机构、电源模块、通信模块、存储机构、按钮、电磁阀、气罐和气囊；所述外壳为环形，所述外壳内设有第一容置腔和密封的第二容置腔，所述外壳的外周壁设有盖板和与所述第一容置腔连通的开口，所述盖板盖设于所述开口处，所述盖板通过扭簧与所述外壳可旋转连接，所述扭簧对所述盖板施加朝向所述第一容置腔的扭力；所述按钮固定设于所述外壳的外侧，所述电磁阀、所述气罐和所述气囊均设于所述第一容置腔内，所述气囊与所述开口对应设置，所述气罐通过所述电磁阀与所述气囊连通；所述定位机构、所述水压传感器、所述振动发生器、所述控制机构、所述电源模块、所述通信模块和所述存储机构均设于所述第二容置腔内，所述定位机构的信号输出端、所述水压传感器的信号输出端、所述按钮的信号输出端均与所述控制机构的信号输入端连接，所述定位机构用于定位所述智能环的位置，所述水压传感器用于测量所述智能环所处位置水压的大小，所述通信模块和所述存储机构均与所述控制机构双向电连接，所述通信模块用于与其他通信设备进行通信，所述振动发生器的信号输入端、所述电源模块的信号输入端、所述电磁阀的信号输入端均与所述控制机构的信号输出端连接，所述电源模块用于为耗电设备供电。
[0005]
通过采用上述方案，对危险区域进行预警，通过气囊辅助用户上浮，当用户被划伤时，埃洛石中包裹的止血凝胶就会释放出来，辅助止血，有效避免失血过多，极大地提高了游泳时遭遇危险的生存率。
[0006]
作为对本实用新型所述的可预警的智能安全游泳衣的进一步说明，优选地，所述按钮设于所述外壳的外周壁，这样便于用户在紧急情况下能够迅速按压按钮使气囊充气。
[0007]
作为对本实用新型所述的可预警的智能安全游泳衣的进一步说明，优选地，所述
振动发生器包括驱动电机和偏心轮，所述驱动电机的机体与所述外壳固定连接，所述偏心轮设于所述驱动电机的转轴。设备结构简单，故障率低，通过控制驱动电机的转动情况可以产生不同的振动效果，进而可以向用户发出多种警报信号，提高用户使用体验。
[0008]
作为对本实用新型所述的可预警的智能安全游泳衣的进一步说明，优选地，所述外被层采用复合涂料制成，所述复合涂料按重量分数计，包括：fe2o3-hnts杂化材料0.4-0.6份,环氧树脂2-4份，二甲基硅油0.2-0.5份，聚苯硫醚0.08-0.1份，对二甲苯0.5-0.8份，增韧剂0.5-0.8份，偶联剂0.03-0.06份，环氧丙烯酸酯0.04-0.06份，壳聚糖止血凝胶0.3-0.5份；其中，环氧树脂一方面可以降低hnts聚合度，另一方面作为复合涂料中粘附剂的组成成分，提升复合涂料在织物层上的附着能力；所述偶联剂为γ-巯丙基三甲氧基硅烷，这样可以增加外被层的耐磨性能，提升外被层对用户的保护效果，所述增韧剂为聚氨酯树脂，增韧剂能够提升外被层的结构强度，降低用户被划伤的概率，提升设备使用寿命。
[0009]
作为对本实用新型所述的可预警的智能安全游泳衣的进一步说明，优选地，所述复合涂料的制备方法包括以下步骤：
[0010]
s1：配制成16-50g/l的fecl3溶液然后超声搅拌30min，将三氯化铁(fecl3)同埃络石(hnts)的质量比为2-3:1的埃洛石纳米管分散于去离子水中，超声搅拌20min；
[0011]
s2：45℃水浴强烈搅拌下，将埃洛石纳米管悬浮液缓慢滴加到三氯化铁溶液中，搅拌10min后滴加10ml0.5％的聚乙烯醇溶液，强烈搅拌10min后加入5g尿素，继续反应30min后，升温至80度后用10％氨水调节ph至7-9后继续反应4h，将反应产物离心分离，用蒸馏水反复清洗，真空烘干，研磨，在350℃下煅烧3h，得到fe2o3-hnts杂化材料；
[0012]
s3：将fe2o3-hnts杂化材料加入壳聚糖止血凝胶中，搅拌混匀后超声分散20-25min，然后捞出fe2o3-hnts杂化材料，在常温下晾干得到中间产物a；
[0013]
s4：在搅拌下将环氧丙烯酸酯涂抹到中间产物a表面，接着紫外线照射5-8min制得中间产物b；
[0014]
s5：将中间产物b、环氧树脂、二甲基硅油、聚苯硫醚、对二甲苯、增韧剂和偶联剂混合，搅拌充分后制得复合涂料的原料。优选地，步骤s5中所述中间产物b、环氧树脂、二甲基硅油、聚苯硫醚、对二甲苯、增韧剂和偶联剂分别按照1:4:0.4:0.9:0.6:0.6：0.04重量比混合。
[0015]
通过采用上述方案，在埃洛石纳米管外表面负载了一层纳米金属颗粒fe2o3，通过制备fe2o3-hnts的杂化材料不仅可以将fe2o3的较好的耐磨性能与hnts优良的增韧性能结合起来，而且还能适当降低埃洛石纳米管的表面能，降低hnts的团聚程度，使得埃洛石纳米管中能够容置较多的壳聚糖止血凝胶。将一层薄薄的环氧丙烯酸酯包覆在埃洛石纳米管表面，通过紫外照射使其凝固，从而将壳聚糖止血凝胶封闭在纳米管内，避免止血凝胶进入外界有机溶剂而无法渗出。
[0016]
本实用新型的有益效果是：
[0017]
(1)将一些危险频发区域的位置信息存储在存储机构内，当定位机构定位到用户位于预设的危险区域附近或危险区域内时，控制机构控制振动发生器产生振动，对用户进行危险预警，避免发生安全事故；
[0018]
(2)游泳者经常会被暗礁、碎石和玻璃等垃圾划伤，伤口在水中不易闭合，常常会导致失血过多和失去意识而溺亡，本实用新型中，壳聚糖止血凝胶被包裹在hnts埃洛石纳
米管内的空腔里，当用户被划伤时，泳衣同时也会被划破，埃洛石中包裹的止血凝胶就会释放出来，辅助止血，有效避免失血过多；
[0019]
(3)平时气囊折叠收缩于第一容置腔内，电磁阀处于关闭状态，当用户被淤泥、水草或旋涡缠住而无法脱身时，可以按压按钮，然后控制机构控制电磁阀开启，气罐内的压缩空气注入气囊中，气囊膨胀并从开口处伸出第一容置腔，带动用户上浮，同时还可以通过通信模块向外界设备发出警报和位置信息；
[0020]
(4)水压传感器用于测量水压大小，控制机构将接受到的水压信号换算为水深信息，当探测到用户所处位置太深时，控制机构控制振动发生器振动，对用户发出警告，当控制机构发现用户长时间处于水下时(如探测到用户连续3分钟及以上处于2米及以上的深水中)，则判断为溺水情况发生，控制机构主动控制电磁阀开启弹出气囊，并通过通信模块向外界设备发出警报和位置信息，设备可靠性强；
[0021]
(5)环氧树脂一方面可以降低hnts聚合度，另一方面作为复合涂料中粘附剂的组成成分，提升复合涂料在织物层上的附着能力；
[0022]
(6)在埃洛石纳米管外表面负载了一层纳米金属颗粒fe2o3，通过制备fe2o3-hnts的杂化材料不仅可以将fe2o3的较好的耐磨性能与hnts优良的增韧性能结合起来，而且还能适当降低埃洛石纳米管的表面能，降低hnts的团聚程度，使得埃洛石纳米管中能够容置较多的壳聚糖止血凝胶；
[0023]
(7)将一层薄薄的环氧丙烯酸酯包覆在埃洛石纳米管表面，通过紫外照射使其凝固，从而将壳聚糖止血凝胶封闭在纳米管内，避免止血凝胶进入外界有机溶剂而无法渗出。
附图说明
[0024]
图1为本实用新型的正视图；
[0025]
图2为本实用新型的织物层和外被层的截面图；
[0026]
图3为本实用新型的智能环的俯视图；
[0027]
图4为本实用新型的智能环的内部结构示意图；
[0028]
图5为本实用新型的智能环的正面正视图；
[0029]
图6为本实用新型的智能环的背面正视图；
[0030]
图7为本实用新型的各模块连接关系示意图框图；
[0031]
附图中：1-泳衣本体，11-织物层，12-外被层，2-智能环，21-外壳，211-盖板，212-开口，213-扭簧，22-按钮，23-电磁阀，24-气罐，25-气囊，26-第一容置腔，27-第二容置腔，3-定位机构，4-水压传感器，5-振动发生器，51-驱动电机，52-偏心轮，6-控制机构，7-电源模块，8-通信模块，9-存储机构。
具体实施方式
[0032]
以下结合附图对本实用新型作进一步描述：
[0033]
本实施例提供一种可预警的智能安全游泳衣，如图1所示，包括泳衣本体1和智能环2，泳衣本体1可以包覆用户除头、手以外的其他部分，可以根据实际需要来决定是否包覆全部的脚部。请参考图1和图2，泳衣本体1包括织物层11和外被层12，外被层12贴附于织物层11的外侧，外被层12可以完全覆盖织物层11外部，也可以只覆盖膝盖、轴部、前胸和后背
等关键部位外被层12的厚度在3-6mm之间。外被层12采用复合涂料制成，复合涂料按重量分数计，包括：fe2o3-hnts杂化材料0.4-0.6份,环氧树脂2-4份，二甲基硅油0.2-0.5份，聚苯硫醚0.08-0.1份，对二甲苯0.5-0.8份，增韧剂0.5-0.8份，偶联剂0.03-0.06份，环氧丙烯酸酯0.04-0.06份，壳聚糖止血凝胶0.3-0.5份。
[0034]
复合涂料制备完成后，直接均匀涂抹到织物层11表面，热风烘干即得外被层12。其中，偶联剂优选采用γ-巯丙基三甲氧基硅烷，增韧剂优选采用聚氨酯树脂。本实用新型还提供了复合涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0035]
s1：配制成16-50g/l的fecl3溶液然后超声搅拌30min，将三氯化铁(fecl3)同埃络石(hnts)的质量比为2-3:1的埃洛石纳米管分散于去离子水中，超声搅拌20min；
[0036]
s2：45℃水浴强烈搅拌下，将埃洛石纳米管悬浮液缓慢滴加到三氯化铁溶液中，搅拌10min后滴加10ml0.5％的聚乙烯醇溶液，强烈搅拌10min后加入5g尿素，继续反应30min后，升温至80度后用10％氨水调节ph至7-9后继续反应4h，将反应产物离心分离，用蒸馏水反复清洗，真空烘干，研磨，在350℃下煅烧3h，得到fe2o3-hnts杂化材料；
[0037]
s3：将fe2o3-hnts杂化材料加入壳聚糖止血凝胶中，搅拌混匀后超声分散20-25min，然后捞出fe2o3-hnts杂化材料，在常温(10-40℃)下晾干得到中间产物a；
[0038]
s4：在搅拌下将环氧丙烯酸酯涂抹到中间产物a表面，接着紫外线照射5-8min制得中间产物b；
[0039]
s5：将中间产物b、环氧树脂、二甲基硅油、聚苯硫醚、对二甲苯、增韧剂和偶联剂混合，搅拌充分后制得复合涂料的原料。其中，中间产物b、环氧树脂、二甲基硅油、聚苯硫醚、对二甲苯、增韧剂和偶联剂分别按照1:4:0.4:0.9:0.6:0.6：0.04重量比混合。
[0040]
按照上述制造方法，生产制造了三个样品进行测试，其中各个样品中外被层12的各组成成分的重量分数如下所示。
[0041]
样品a：fe2o3-hnts杂化材料0.6份,环氧树脂2份，二甲基硅油0.4份，聚苯硫醚0.08份，对二甲苯0.5-0.8份，增韧剂0.6份，偶联剂0.04份，环氧丙烯酸酯0.04份，壳聚糖止血凝胶0.5份。
[0042]
样品b：fe2o3-hnts杂化材料0.4份,环氧树脂4份，二甲基硅油0.5份，聚苯硫醚0.09份，对二甲苯0.5份，增韧剂0.5-0.8份，偶联剂0.06份，环氧丙烯酸酯0.05份，壳聚糖止血凝胶0.3份。
[0043]
样品c：fe2o3-hnts杂化材料0.5份,环氧树脂3份，二甲基硅油0.2份，聚苯硫醚0.1份，对二甲苯0.8份，增韧剂0.5-0.8份，偶联剂0.03份，环氧丙烯酸酯0.06份，壳聚糖止血凝胶0.4份。
[0044]
测试结果表明，上述三个样品a、b、c的各项参数均符合现行的泳衣质量标准，水中出血测试结果显示，三份样品均释放了足够的止血凝胶，及时阻止了伤口继续出血。
[0045]
智能环2固定套设于泳衣本体1的手腕部，智能环2的内周壁固定粘附在织物层11上，智能环2的重量不大，智能环2完全浸没于水中时，其重力与受到的浮力大小接近，不会影响用户的正常游泳活动。请参考图3和图4，智能环2包括外壳21、定位机构3、水压传感器4、振动发生器5、控制机构6、电源模块7、通信模块8、存储机构9、按钮22、电磁阀23、气罐24和气囊25；外壳21为环形，外壳21内设有第一容置腔26和密封的第二容置腔27，如图6所示，外壳21的外周壁设有盖板211和与第一容置腔26连通的开口212，盖板211盖设于开口212
处，盖板211通过扭簧213与外壳21可旋转连接，扭簧213对盖板211施加朝向第一容置腔26的扭力。请参考图4和图5，按钮22固定设于外壳21的外周壁，电磁阀23、气罐24和气囊25均设于第一容置腔26内，气囊25与开口212对应设置，气罐24通过电磁阀23与气囊25连通。
[0046]
定位机构3、水压传感器4、振动发生器5、控制机构6、电源模块7、通信模块8和存储机构9均设于第二容置腔27内，水压传感器4的探头穿过外壳21并伸出。如图7所示，定位机构3的信号输出端、水压传感器4的信号输出端、按钮22的信号输出端均与控制机构6的信号输入端连接，定位机构3用于定位智能环2的位置，水压传感器4用于测量智能环2所处位置水压的大小，通信模块8和存储机构9均与控制机构6双向电连接，通信模块8中设有天线，通信模块8用于与其他通信设备进行通信，进行信息和发生和接收。振动发生器5的信号输入端、电源模块7的信号输入端、电磁阀23的信号输入端均与控制机构6的信号输出端连接，电源模块7用于为耗电设备供电。
[0047]
在本实施例中，定位机构3为现有的gps定位装置，存储机构9采用sd卡，存储机构9用于存储程序和数据，控制机构6采用单片机，电源模块7中采用锂电池存储电能，振动发生器5包括驱动电机51和偏心轮52，驱动电机51的机体与外壳21固定连接，偏心轮52设于驱动电机51的转轴。还可以根据需要在外壳21上设置键盘和显示屏，键盘和显示屏均与控制机构6电连接，键盘和显示屏分别用作输入设备和输出设备，便于根据实际需要对相关参数进行调整。
[0048]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。