高压电击防身服的制作方法

本发明涉及安全防护技术领域，特别涉及一种高压电击防身服。

背景技术：

现有技术中，高压电击枪可以作为制止暴力犯罪的武器，高压电击枪可使施暴者短时间失去行为能力，束手就擒。然而，高压电击枪使用不便且目标明显。因此，需要一种能够为警察提供有效可靠保护并能够击倒施暴者的个人防护装备。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种高压电击防身服，该高压电击防身服可以为警察提供可靠的安全防护，简单易实现。

为达到上述目的，本发明实施例提出了一种高压电击防身服，包括：

服装本体；

设置于所述服装本体上的至少一对输出电极；

设置于所述服装本体上的第一电源模块；

设置于所述服装本体上的触发传感模块，所述触发传感模块用于感测作用在其上的压力，输出控制信号；以及

设置于所述服装本体上的高压电生成模块，以根据接收到的所述控制信号生成高压电并经所述至少一对输出电极输出。

进一步地，所述第一电源模块包括：

第一储能元件，用于存储电能；

第一开关，用于控制所述第一储能元件为所述高压电生成模块供电。

进一步地，所述触发传感模块包括：

第一传感元件，用于感测作用在其上的压力，输出第一压力信号；

第一控制子模块，用于根据所述第一压力信号生成所述控制信号。

进一步地，所述触发传感模块包括：

第二传感元件，用于感测作用在其上的压力，输出第二压力信号；

第二控制子模块，用于根据所述第二压力信号生成所述控制信号；

第二电源子模块；以及

无线发送子模块，用于发送所述控制信号至所述高压电生成模块，其中，所述高压电生成模块具有与所述无线发送子模块相匹配的无线接收子模块，以接收所述控制信号。

进一步地，所述第二电源子模块包括：

第二储能元件，所述第二储能元件用于存储电能；

第二开关，用于控制所述第二储能元件为所述第二控制子模块供电。

可选地，第一传感元件和/或第二传感元件包括至少一个摩擦发电机和/或至少一个压电发电机；

其中，摩擦发电机包含构成摩擦界面的两个表面，所述构成摩擦界面的两个表面中的至少一个表面上设置有凸点阵列。

进一步地，所述凸点阵列由m行凸点和n列凸点组成；

其中，位于第i行第j列的第一凸点、位于第i-1行第j+1列的第二凸点、位于第i行第j+2列的第三凸点以及位于第i+1行第j+1列的第四凸点形成菱形的四个顶点；2≤i≤m-1，1≤j≤n-2；形成所述菱形的四个顶点的凸点之间的间距依据单个凸点的有效支撑半径而设定。

进一步地，形成所述菱形的四个顶点的相邻凸点之间的间距为单个凸点的有效支撑半径的1-5倍。

进一步地，所述第一凸点和所述第三凸点之间的间距大于或等于单个凸点的有效支撑半径的2倍，所述第二凸点和所述第四凸点之间的间距大于或等于单个凸点的有效支撑半径的2倍。

进一步地，还包括：

显示模块，用于显示所述第一电源模块的电池信息和放电时的放电信息；

定位记录模块，用于获取警察所处位置信息，并记录所述位置信息和放电时的放电信息，同时生成报警信号；

无线通信模块，用于发送所述报警信号至客户端；

摄像和录音模块，用于在放电时对警察周围进行摄像和录音。

根据本发明实施例提出的高压电击防身服，在发生危险时，触发传感模块感测到作用在其上的压力，并将其转换为控制信号输出，该控制信号会被高压电生成模块接收，进而高压电生成模块根据控制信号生成高压电并经输出电极输出，通过发出高压电击倒施暴者，从而为警察提供可靠的安全防护，不但灵敏度高，而且简单易实现。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例一的一高压电击防身服的结构示意图；

图2为根据本发明实施例一的另一高压电击防身服的结构示意图；

图3为根据本发明实施例一的触发传感模块的结构示意图；

图4为根据本发明实施例一的凸点阵列呈菱形阵列的排布示意图；

图5为根据本发明实施例一的另一凸点阵列呈菱形阵列的排布示意图；

图6为根据本发明实施例一的凸点阵列呈方形阵列的排布示意图；

图7为根据本发明实施例二的高压电击防身服的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的高压电击防身服。

图1为根据本发明实施例一的高压电击防身服的结构示意图。如图1所示，该高压电击防身服10包括：服装本体100、至少一对输出电极200、第一电源模块300、触发传感模块400和高压电生成模块500。

其中，至少一对输出电极200设置于服装本体100上。第一电源模块300设置于服装本体100上。触发传感模块400设置于服装本体100上，触发传感模块400用于感测作用在其上的压力，输出控制信号。高压电生成模块500设置于服装本体100上，高压电生成模块500分别与至少一对输出电极200、第一电源模块300和触发传感模块400相连，以根据接收到的控制信号生成高压电并经至少一对输出电极200输出。本发明实施例的高压电击防身服10在发生危险时，可以发出高压电击倒施暴者，从而为警察提供可靠的安全防护，简单易实现。

具体地，结合图1与图2所示，第一电源模块300和高压电生成模块500设置在服装本体100上。至少一对输出电极200设置在服装本体100上，如肩部、臂部、胸部、背部、袖口等所需部位，此处不作限定，并且触发传感模块400设置在服装本体100上，如袖口等容易触碰到的部位，一旦发生危险，可以立即发出控制信号，此处不作限定。

需要说明的是，服装本体100可以包括面料和绝缘层，面料为现有技术的服装面料，此处不作限定；绝缘层采用现有技术的材料，用来保护警察自身免遭电击，其厚度可以根据两电极输出电压的大小确定，该绝缘层位于服装面料的内侧表面或服装面料的夹层内，并且绝缘层至少覆盖输出电极的部位。

进一步地，在本发明的一个实施例中，第一电源模块300包括：第一储能元件(图中未具体标志)和第一开关(图中未具体标识)。其中，第一储能元件用于存储电能。第一开关分别与第一储能元件和高压电生成模块500相连，以控制第一储能元件为高压电生成模块500供电。

可以理解的是，第一电源模块300用于为高压电生成模块500提供电能，其包括第一储能元件和第一开关。其中，第一储能元件可以为碱性电池、锂电池、超级电容等可充电或不可充电的可拆卸的电能存储部件，且第一开关用于控制第一储能元件为高压电生成模块500供电。

进一步地，在本发明的一个实施例中，如图3所示，触发传感模块400包括：第一传感元件401和第一控制子模块402。其中，第一传感元件401，以感测作用在其上的压力，输出第一压力信号。第一控制子模块402分别与第一传感元件401和高压电生成模块500相连，以根据第一压力信号生成控制信号。

可以理解的是，触发传感模块400与高压电生成模块500相连，触发传感模块400用于产生控制信号使高压电生成模块500生成高电压电并输出。具体而言，第一控制子模块402中可以存储有电压阈值，当第一传感元件401输出的电压大于或等于电压阈值时，第一控制子模块402发出控制信号，使高压电生成模块500通过输出电极放电。

进一步地，高压电生成模块500用于将第一电源模块300输出的电能进行调压处理，并根据触发传感模块400产生的控制信号，将调压后生成的高电压以脉冲的形式输出到输出电极200放电，脉冲频率可以在15-25hz范围内可调，放电时持续时间在3-5s范围内可调，输出电压在10-80kv范围内可调，输出电流在5-160ma范围内可调。

进一步地，输出电极200用于电压输出。输出电极200可以为扁平状，采用导电材料制作。输出电极200可以通过导线与高压电生成模块500的输出端相连。

可选地，在本发明的一个实施例中，第一传感元件和/或第二传感元件(下面将会详细赘述)可以包括至少一个摩擦发电机和/或至少一个压电发电机。

另外，在本发明的实施例中，压电发电机可以为氧化锌、pzt、pvdf等材料制作的压电发电机。摩擦发电机可以为三层、四层或五层结构，并且在构成摩擦界面的两个表面中的至少一个表面上设置有凸点阵列，凸点阵列中的凸点可以为圆柱形、四棱柱形等，此处不作限定。当采用摩擦发电机作为传感元件时，在外力作用下摩擦发电机发生形变，从而使两个摩擦表面发生接触分离产生感应电荷，在摩擦发电机的两电极之间产生电势差，以交流脉冲电的形式输出。

可选地，为了提高高压电击防身服触发的灵敏度并避免误触发的情况发生，在本发明的一个实施例中，摩擦发电机包括构成摩擦界面的两个表面，并且所述摩擦发电机至少具有构成信号输出端的两个电极，所述构成摩擦界面的两个表面中的至少一个表面上设置有凸点阵列。

具体地，凸点阵列由m行凸点和n列凸点组成。其中，位于第i行第j列的第一凸点、位于第i-1行第j+1列的第二凸点、位于第i行第j+2列的第三凸点以及位于第i+1行第j+1列的第四凸点形成菱形的四个顶点；2≤i≤m-1，1≤j≤n-2；形成菱形的四个顶点的凸点之间的间距依据单个凸点的有效支撑半径而设定。具体地，形成菱形的四个顶点的相邻凸点之间的间距和相对凸点之间的间距均可依据单个凸点的有效支撑半径而设定。

进一步地，形成菱形的四个顶点的相邻凸点之间的间距为单个凸点的有效支撑半径的1-5倍。具体地，在所形成的菱形中，第一凸点和第二凸点为相邻的凸点，第二凸点和第三凸点为相邻的凸点，第三凸点和第四凸点为相邻的凸点，第四凸点和第一凸点为相邻的凸点。

进一步地，第一凸点和第三凸点之间的间距大于或等于单个凸点的有效支撑半径的2倍，第二凸点和第四凸点之间的间距大于或等于单个凸点的有效支撑半径的2倍。其中，第一凸点和第三凸点为一对相对的凸点，第二凸点和第四凸点为另一对相对的凸点。进一步地，凸点的优选高度为0.25-2.5mm，凸点的优选直径为0.5-2.5mm。

例如，图4为根据本发明实施例一的凸点阵列呈菱形阵列的排布示意图，摩擦表面所具有的凸点阵列中的多个凸点呈菱形阵列排布，凸点如图4中的实线圆所示，凸点的直径为1.5mm，凸点的高度为1.25mm，经计算得到，单个凸点的有效支撑面积为以凸点的中心点为圆心、半径为5mm的圆的面积，如图4中的虚线圆所示，即单个凸点的有效支撑半径为5mm。

其中，位于第i行第j列的第一凸点a1、位于第i-1行第j+1列的第二凸点a2、位于第i行第j+2列的第三凸点a3以及位于第i+1行第j+1列的第四凸点a4形成菱形的四个顶点，2≤i≤m-1，1≤j≤n-2。第一凸点a1和第二凸点a2之间的间距为10mm，并且第一凸点a1和第三凸点a3之间的间距等于17.2mm，第二凸点a2和第四凸点a4之间的间距等于10mm，也就是说，形成菱形的四个顶点的相邻凸点之间的间距为单个凸点的有效支撑半径的2倍，第一凸点a1和第三凸点a3之间的间距等于单个凸点的有效支撑半径的3.44倍，第二凸点a2和第四凸点a4之间的间距等于单个凸点的有效支撑半径的2倍，此时第一凸点a1、第二凸点a2、第三凸点a3和第四凸点a4形成菱形的四个顶点，经计算得到，设置在聚合物薄膜表面的凸点阵列的有效支撑面积与聚合物薄膜的表面面积的比值约为91.698％。

图5所示为根据本发明实施例一的另一凸点阵列呈菱形阵列的排布示意图，摩擦表面所具有的凸点阵列中的多个凸点呈菱形阵列排布，凸点如图5中的实线圆所示，凸点的直径为1.5mm，凸点的高度为1.25mm，经计算得到，单个凸点的有效支撑面积为以凸点的中心点为圆心、半径为5mm的圆的面积，如图5中的虚线圆所示，即单个凸点的有效支撑半径为5mm。

其中，位于第i行第j列的第一凸点a1、位于第i-1行第j+1列的第二凸点a2、位于第i行第j+2列的第三凸点a3以及位于第i+1行第j+1列的第四凸点a4形成菱形的四个顶点，2≤i≤m-1，1≤j≤n-2。第一凸点a1和第二凸点a2之间的间距为8.77mm，并且第一凸点a1和第三凸点a3之间的间距等于14.4mm，第二凸点a2和第四凸点a4之间的间距等于10mm，也就是说，形成菱形的四个顶点的相邻凸点之间的间距为单个凸点的有效支撑半径的1.754倍，第一凸点a1和第三凸点a3之间的间距等于单个凸点的有效支撑半径的2.88倍，第二凸点a2和第四凸点a4之间的间距等于单个凸点的有效支撑半径的2倍，此时第一凸点a1、第二凸点a2、第三凸点a3和第四凸点a4形成菱形的四个顶点，经计算得到，设置在聚合物薄膜表面的凸点阵列的有效支撑面积与聚合物薄膜的表面面积的比值约为97.915％。

在现有技术中，设置在摩擦表面的凸点阵列的多个凸点大多是按照方形阵列排列。图6为现有技术中摩擦表面凸点阵列的多个凸点呈方形阵列的排布示意图，其中，凸点如图6中的实线圆所示，凸点的直径为1.5mm，凸点的高度为1.25mm，经计算得到，单个凸点的有效支撑面积为以凸点的中心点为圆心、半径为5mm的圆的面积，如图6中的虚线圆所示。当凸点的横向间距和纵向间距分别为10mm时，经计算得到，设置在摩擦表面的凸点阵列的有效支撑面积与摩擦表面的面积的比值为78.5％。

由图4-6对比可得，在单位面积凸点数量接近或相同的情况下，以菱形阵列排布的凸点具有较大的有效支撑面积，并且有效支撑面积随着凸点间距的减小而增大。较大的有效支撑面积能够使两个摩擦表面更充分地接触分离，提高触发传感模块的输出电压和灵敏度，减少高压电击防身服误触发的情况发生。

进一步地，在本发明的另一个实施例中，可以采用普通开关(如簧片式)作为传感元件401，当普通开关闭合时由第一控制子模块402产生控制信号，使高压电生成模块500将高电压输出。

进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的高压电击防身服10还包括：显示模块(图中未具体标识)。其中，显示模块分别与第一电源模块300和高压电生成模块500相连，以显示第一电源模块300的电池信息和放电时的放电信息。例如，显示模块可以显示电池的实时电量、电池温度、放电持续时间并在放电时显示电压和电流大小等，在此不作限定。

进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的高压电击防身服10还包括：定位记录模块(图中未具体标识)和无线通信模块(图中未具体标识)。其中，定位记录模块与高压电生成模块500相连，以获取警察所处位置信息，并记录位置信息和放电时的放电信息，同时生成报警信号。无线通信模块与定位记录模块相连，以发送报警信号至客户端。

举例而言，定位记录模块和无线通信模块，用于对警察进行定位并在每次放电时记录放电日期、放电持续时间、电压和电流大小以及警察的位置信息，同时将报警信息发送到报警平台或亲友所持有的客户端，以便于及时处理危险情况，更好地保证警察安全。

进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的高压电击防身服10还包括：摄像和录音模块(图中未具体标识)。其中，摄像和录音模块与高压电生成500模块相连，以在放电时对警察周围进行摄像和录音。

也就是说，在每次放电的同时，自动启动摄像和录音功能，收集警察被侵害的证据并防止警察滥用放电功能对他人造成危害。

下面对实施例一的高压电击防身服10的工作原理进行详细的介绍。

当警察穿着高压电击防身服10时，安装第一储能元件，闭合第一开关，使高压电击功能处于工作状态。当警察受到近距离人身攻击，如遭到挟持时，警察或者施暴者按压或挤压第一传感元件401，当第一传感元件401产生的输出电压大于或等于电压阈值时，第一控制子模块402发出控制信号使高压电生成模块500通过输出电极200持续一定时间放电将施暴者击倒。高压电生成模块500输出电压高，输出电流低，因此穿透力强，损害小，不会对施暴者造成长期不可恢复的危害。当不需要使用防身功能时，断开第一开关即可。设定电压阈值可防止外界干扰或误操作导致的意外放电。此外，还可以通过设定按压第一传感元件401预定位置达到预定次数实现控制。

图7为根据本发明实施例二的高压电击防身服的结构示意图。如图7所示，本发明实施例二的高压电击防身服的不同点在于，触发传感模块400包括：第二传感元件403、第二控制子模块404、第二电源子模块405和无线发送子模块406。

其中，第二传感元件403，以感测作用在其上的压力，输出第二压力信号。第二控制子模块404与第二传感元件403相连，以根据第二压力信号生成控制信号。无线发送子模块406分别与第二电源子模块405和第二控制子模块404相连，以发送控制信号至高压电生成模块500，其中，高压电生成模块500具有与无线发送子模块406相匹配的无线接收子模块(图中未具体标识)，以接收控制信号。

可以理解的是，在实施例一的高压电击防身服基础上，触发传感模块400进一步包括了第二电源子模块405和无线发送子模块406，同时高压电生成模块500进一步包括了与无线发送子模块406相匹配的无线接收模块或电路。

进一步地，在本发明的一个实施例中，第二电源子模块405包括：第二储能元件(图中未具体标识)和第二开关(图中未具体标识)。具体地，第二储能元件存储电能。第二开关分别与第二储能元件和第二控制子模块404相连，以控制第二储能元件为第二控制子模块404供电。

其中，第二储能元件可以为碱性电池、锂电池、超级电容等可充电或不可充电的可拆卸的电能存储部件，第二储能元件用于为第二控制子模块404供电。第二开关用于控制第二储能元件为第二控制子模块404供电。

可以理解的是，无线发送子模块406可以采用无线的形式将第二控制子模块404产生的控制信号发送到高压电生成模块500，使高压电生成模块500通过输出电极放电。采用无线发送子模块406时，由于不需要采用有线电路传送信号，省去了在服装内设置相应导线的步骤，因此，触发传感模块400可灵活设置在警察所需的位置，以确保在发生暴力伤害事件时及时触发放电。

下面对实施例二的高压电击防身服10的工作原理进行详细的介绍。

当警察穿着高压电击防身服10时，安装第一储能元件和第二储能元件，闭合第一开关和第二开关，使高压电击功能处于工作状态。当警察受到近距离人身攻击，如遭到挟持时，警察或施暴者按压或挤压第二传感元件403，当第二传感元件403产生的输出电压大于或等于电压阈值时，第二控制子模块404发出控制信号使高压电生成模块500通过输出电极200持续一定时间放电将施暴者击倒。当不需要使用防身功能时，断开第一开关和第二开关即可。还可通过设定按压触发传感元件400预定位置达到预定次数实现控制。

除上述不同外，实施例二的高压电击防身服与实施例一的高压电击防身服均相同，此处不再赘述。

本发明提供的高压电击防身服，在发生危险时，触发传感模块感测到警察或者施暴者作用在其上的压力，并将其转换为控制信号输出，该控制信号会被高压电生成模块接收，进而高压电生成模块根据控制信号生成高压电并经输出电极输出，通过发出高压电击倒施暴者，从而为警察提供可靠的安全防护，不但灵敏度高，而且简单易实现。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。