一种便携式人体电击防暴器的制作方法

本实用新型涉及电子技术应用领域，尤其涉及一种可以使人瞬间制停的便携式人体电击防暴器。

背景技术：

目前，枪支是中国乃至全世界警察执法过程中经常用到的执法工具，枪支具有杀伤力强，制停能力弱等不足，使用时稍有不慎，就容易造成人命伤亡，枪支如若流入穷凶极恶的歹徒手里，造成的后果将无法想象。因此，我国对枪支的管理十分严格，即使是寻常警务人员上街执法也不得随意佩戴枪支。现有执法工具已经不能满足社会文明执法、社会安防、以及严峻反恐形式的需求。如何在无法使用枪支的情形下保证人民和执法人员的生命安全，成了业界亟待解决的问题。

因此，急需研制一种能满足迅速制停、制暴要求，同时不会产生恶性伤害的警械，避免非必要情况下使用普通枪支可能造成的误伤。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种便携式人体电击防暴器。

本实用新型的技术方案如下：一种便携式人体电击防暴器，包括：电源、MCU、驱动电路、升压交流器、高频谐振电路、高压引线；所述电源的输出端与MCU的输入端电性连接；所述MCU的输出端与驱动电路的输入端电性连接；所述MOS驱动电路的输出端与升压交流器的输入端电性连接；所述升压交流器的输出端与高频谐振电路电性连接；所述高频谐振电路的输出端与高压引线电性连接。

更优地，所述驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第一三级管、第一引脚和第二引脚；所述第一电阻一端连接第一三极管的基集；所述第一三极管的集电极依次接第二电阻、第一引脚、第二引脚，并接地；所述第一三极管的发射端接地。

更优地，所述驱动电路为MOS驱动电路；包括第一分时控制端、第一电阻、第二电阻、第一三级管、第二分时控制端、第三电阻、第四电阻、第二三级管、系统电压、第一MOS管、第二MOS管、第一引脚、第二引脚和第三引脚。

所述第一分时控制端依次连接第一电阻和第一三极管的基集，所述第一三极管的集电极依次接第二电阻、系统电压、第一引脚、第二引脚和第一MOS管的漏极，所述第一三极管的发射端接地；所述第一MOS管的漏极接地，第一MOS管的栅极接第一三极管的集电极；

所述第二分时控制端依次连接第三电阻和第二三极管的基集，所述第二三极管的集电极依次接第四电阻、第二引脚、第三引脚和第二MOS管的漏极，所述第二三极管的发射端接地；所述第二MOS管的漏极接地，第二MOS管的栅极接第二三极管的集电极。

更优地，所述升压交流器包括第一变压器、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第四引脚和第五引脚；所述第一变压器的副边分别连接第四引脚和第五引脚；所述第五引脚依次接第一二极管的正极、第三二极管的负极，并接第四引脚；所述第五引脚还依次连接第二二极管的负极、第四二极管的正极，并接第四引脚。

更优地，所述高频谐振电路包括初级谐振电路、第二变压器和次级谐振电路；所述初级谐振电路包括第一电容，以及分别设置在第一电容两端的第六引脚和第七引脚；所述第六引脚和第七引脚分别连接第二变压器的原边；所述次级谐振电路包括第八引脚、第九引脚，以及设置在第八引脚和第九引脚之间的第二电容；所述第八引脚和第九引脚分别连接第二变压器的副边。

更优地，所述高压引线包括第一高压引线和第二高压引线。

更优地，还包括一液晶显示模块和一储存器，所述液晶显示模块、所述储存器分别与MCU电性连接。

更优地，还包括一无线通讯模块，所述无线通讯模块与MCU电性连接。

更优地，还包括一按键输入模块，所述按键输入模块与MCU电性连接。

更优地，还包括一实时时钟模块，所述实时时钟模块与MCU电性连接。

采用上述方案，本实用新型提供了一种小型的，对人体无伤害的，能实现瞬间制停的便携式人体电击防暴器。该装置结构精简、性能稳定且安全可靠，在使用时可记录电击使用情况，便于后期查询和取证；该装置还可以根据电击对象进行变频控制，自主选择电击频率、强度和时长，通过高压脉冲低电流电击人体，以达到有效制暴的目的，同时不会对人体造成伤害，是一种真正可用于实战的可靠防暴装置。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型部分电路示意图；

图3为本实用新型MCU工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

参照图1所示，本实用新型提供一种便携式人体电击防暴器，包括：无线通信模块、液晶显示模块、实时时钟模块、按键输入模块、储存器、电源、MCU、驱动电路、升压交流器、高频谐振电路、高压引线；所述无线通信模块、液晶显示模块、实时时钟模块、按键输入模块、储存器、电源与MCU电性连接；所述MCU的输出端与驱动电路的输入端电性连接；所述MOS驱动电路的输出端与升压交流器的输入端电性连接；所述升压交流器的输出端与高频谐振电路电性连接；所述高频谐振电路的输出端与高压引线电性连接。

电源电路的电流由电池提供，能保证电源输出一个稳定的7V～9V电压。MCU中单片机的型号为HT46R066；MCU采用C语言编程接收按键信号，并有控制液晶显示，控制无线通信，驱动MOS管控制升压，实时时钟模块通信，存储器储存的功能。所述按键输入模块能控制高压激发，以及设置防暴器。所述液晶显示模块中J3为OLED显示屏的接口，为了便携，此处选用0.49寸的OLED屏。液晶显示模块采用I2C方式与MCU通信；此外，液晶显示模块还有显示电池电量、日期和时间、电击时间以及电击输出的能量等功能。所述储存器能存储电击的日期和时长。所述实时时钟模块中具有备用电池，当电源电路中电池的电量耗尽后，实时时钟模块中的电路也能依靠备用电池运行。实时时钟模块能存储防暴器使用时的时间。无线通信模块可与另一无线通信模组组成无线通信网络，方便将防暴器中的数据传输。

参照图2所示，所述电路为MOS驱动电路；包括分时控制端GTL1、电阻R7、电阻R6、三级管Q3、分时控制端GTL2、MOS管Q1、电阻R9、电阻R8、三级管Q4、MOS管Q2、引脚1、引脚2和引脚3。

所述分时控制端GTL1依次连接电阻R7和三极管Q3的基集，所述三极管Q3的集电极依次接电阻R6、系统电压V_SYS、引脚3、引脚1和MOS管Q1的漏极，所述三极管Q3的发射端接地；所述MOS管Q1的漏极接地，MOS管Q1的栅极接三极管Q3的集电极；

所述分时控制端GTL2依次连接电阻R9和三极管Q4的基集，所述三极管Q4的集电极依次接电阻R8、引脚3、引脚2和MOS管Q2的漏极，所述三极管Q4的发射端接地；所述MOS管Q2的漏极接地，MOS管Q2的栅极接三极管Q4的集电极。

所述升压交流器包括第一变压器T1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、引脚4和引脚5；所述变压器T1的副边分别连接引脚4和引脚5；所述引脚5依次接二极管D2的正极、二极管D4的负极，并接引脚4；所述引脚5还依次连接二极管D3的负极、二极管D5的正极，并接引脚4。

所述高频谐振电路包括初级LC谐振电路、变压器T2和次级LC谐振电路；所述初级LC谐振电路包括电容C12，以及分别设置在电容C12两端的引脚6和引脚7；所述引脚6和引脚7分别连接变压器T2的原边；所述次级LC谐振电路包括引脚8、引脚9，以及设置在引脚8和引脚9之间的电容C13；所述引脚8和引脚9分别连接变压器T2的副边。

为了能够更好的传递能量，初级LC谐振单元和次级LC谐振单元需要满足一定条件，其中，电容C13采用无极性陶瓷电容。变压器T1和电容C13靠近并使用环氧树脂胶密封封装在一起，可以有效的防止变压器T2内部出现放电现象。

所述电容C12与引脚6之间设有点火器，所述点火器为气体放气管K1，所述气体放气管K1的击穿电压为2000V。当气体放电管K1被击穿后能够产生气体间隙放电，气体放电管K1产生电弧从而相当于短暂的导通，变压器T2的引脚6、引脚7和电容C12暂时形成LC谐振电路。气体放电管K1可以确保点火器的放电间隙相同，可以使次级LC谐振单元输出的高压稳定。气体放电管填充物为惰性气体，可以增加点火器的放电寿命。

所述高压引线包括高压引线P1和高压引线P2，所述P1高压引线和P2高压引线分别设置在电容C13的两端。两个引线之间的距离即为高压放电距离。当初级LC谐振电路因放电暂时导通时，次级LC谐振电路通过变压器T2接收初级高压LC谐振电路传递过来的能量在电容C13两端形成更高的电压并在高压引线P1和高压引线P2之间形成高压电弧。其中，高压引线使用耐高温高压的外皮，一端直接从环氧树脂封装里面引出。确保高压脉冲电弧发生在引线的末端。

参照图3所示，本实用新型MCU工作流程如下：

步骤1：初始化OLED液晶显示屏。

步骤2：MCU检测电池电量并更新显示。

步骤3：读取实时时间并显示更新。

步骤4：若按下按键1(无线数据发送按键)，MCU控制无线通信模块发送数据；若不按，则直接到步骤5。

步骤5：若轻轻按下按键2(电击按键)，MCU开启MOS管，控制防暴器发射电击；若不按，则直接到步骤2。

步骤6：MCU储存电击日期和时间。

步骤7：长按按键2，MCU开启高强度电击模式，控制防暴器发射电击。

步骤8：MCU储存电击时长和剩余电量。

值得一提的是，在轻轻按下按键2(电击按键)，MCU开启MOS管，控制防暴器发射电击之前，可通过按键输入模块设置电击时长和脉宽。

本实用新型工作原理：

参照图1和图2所示，当电源接通之后，能量传递到变压器T1的引脚4和引脚5处。在变压器T1的引脚4和引脚5处产生交流高压。二极管D2、D3、D4、D5组成全桥整流电路。使交流转换成直流，并在C12两端形成高压。当高压达到2000V时，整流后的电压能够击穿气体放电管K1中的气体并产生间隙放电。当气体放电管K1被击穿后，气体放电管K1产生电弧从而相当于短暂的导通，此时，初级LC谐振单元因放电暂时导通，次级LC谐振单元通过变压器T2接收初级LC谐振单元传递过来的能量在电容C13两端形成更高的电压并在高压引线P1和高压引线P2之间形成高压电弧。

使用时，接通电源，将P1和P2接触人体，此时人体相当于一个电阻，P1和P2之间将形成高压将人电晕，使人瞬间制停，由于P1和P2之间导通经过人体电流为低电流，故不会对人体造成伤害。

更值得一提的是，本实用新型是一种可实现变频电击输出的多功能防暴器。首先，多功能体现在以下几方面：一是启动电源按键，显示屏自动初始化并显示电池电量和时间，可方便警务人员了解工作时间，并及时充电；二是按下无线数据发送按键可方便警务发送防暴器使用信息；三是使用时防暴器可自动记录使用情况，便于后期查询和取证。

其次，本实用新型可以通过按键实现变频控制。具体而言，先按下电击按键(按键2)，选择变频模式输出，再在按键输入模块中输入具体按键指令，即可控制MOS管的频率和到同时间，从而控制高压输出不同的频率和脉宽。例如：可在前1S输入20hz，脉宽20us(高频率，长脉宽)来高强度刺激人体神经，使人体最快失去抵抗能力。接下来3S，可输入30hz,脉宽10us(低频率，短脉宽)持续低强度刺激人体，最小伤害使人体失去抵抗能力。最后一秒，输出20hz,脉宽20us(高频率，长脉宽)。再次高强度刺激人体神经，人体神经逐渐适应电击，可以强行抵抗电击。

最后，对于凶恶歹徒，或遇到体形较大，较胖或出现中途抵抗强烈的暴动人员时，可长按电击按键实现防暴器输出高强度电击，此时，防暴器可立即输出15hz,20us的最高强度，可有效制服歹徒。

本实用新型高压引线端产生的高压参数如下：单次脉冲峰值电压(无负载)为50KV；频率为20HZ；输出平均电流(负载为人体仿真电阻约250欧姆)为1.03mA。高电压和低电流的特点，使得防暴器在刺激人体时能使人产生拘挛和抽搐，从而暂时失去控制能力，刺激结束后不会对人体产生伤害，是一种理想的防暴器。

综上所述，本实用新型提供了一种小型的，对人体无伤害的，能实现瞬间制停的便携式人体电击防暴器。该装置结构精简、性能稳定且安全可靠，在使用时可记录电击使用情况，便于后期查询和取证；该装置还可以根据电击对象进行变频控制，自主选择电击频率、强度和时长，通过高压脉冲低电流电击人体，以达到有效制暴的目的，同时不会对人体造成伤害，是一种真正可用于实战的可靠防暴装置。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。