专利名称：个人保护装置及其使用方法
技术领域：
本发明涉及用于击退捕食者(predator)的个人保护装置，更具体地说，涉及用声音发生装置赶走一个区域中的捕食者。
背景技术：
游泳者、戴有水中呼吸器的潜水员、徒步旅行者、猎人以及露营者有时发现他们自已处于有已知会捕食人类的陆地或海洋动物的环境中。虽然在陆地上制造噪声通常足以击退某些陆地捕食者，但水中活动的溅水和运动却会吸引某些海洋捕食者，例如鲨鱼。
过去已经进行了各种努力，使用声学装置试图控制陆地或海洋动物。一般来说，至今为止，为了击退陆地和海洋动物而设计和使用的这些装置都是由固定的或船载装置组成的，使用各种机构来产生声音或振动，希望这种声音或振动可击退或控制这些陆地或海洋动物的行为，包括下述内容授予Stanley Barrand的美国专利No.3,317,889公开了一种用于击退鲨鱼的设备，通过使一条线以指定频率振动，产生一种声音来击退鲨鱼。
授予Stanley Weinberg的美国专利No.4,566,085公开了一种超声发生器，用于产生突发声音，以消灭所需空间的病虫害。
授予Michael T.Miller的美国专利No.5,570,322公开了一种击退梭鱼的声音发生装置，它产生并发出据称会刺激梭鱼的声音和光。
授予Robert K.Jeffers的美国专利No.5,610,876公开了一种声威慑系统和方法，用于将海洋哺乳动物从一个水域中击退。将开始为低电平的高频(7-10kHz)的声信号逐渐增加或递增到超过哺乳动物痛阈的电平。
值得注意的是，现有技术的装置都包括有相当复杂的构造，常常体积很大，使它们不适合用作用户可单人携带并且必要时启动的个人保护装置。此外，上述参考文献没有一个公开了可易于移动的个人保护装置，它能戴在人身上来击退捕食人类的动物，或使用压电扬声器技术和预先记录的这种动物的捕食者的声音来击退这种动物，使其远离人类。
发明内容
本发明通过实现一种设计简单、易于构造、个人可佩戴以及廉价的个人保护装置提供了对以上和其它问题的解决方案，这种装置可选择性地佩戴在人的手腕上，或附在人身的任何部分或海洋或陆地设备上，例如冲浪板，漂浮装置以及露营装备。
所以，本发明的一个目的是实现一种能避免现有技术缺点的、用于击退捕食者的个人保护装置及其使用方法。
本发明的另一目的是实现一种小型且便携的个人保护装置。一个相关目的是实现一种能由人例如以类似于戴手表的方式佩戴的个人保护装置。
本发明的另一目的是实现一种具有简单设计的、用于击退捕食者的个人保护装置。本发明的一个相关目的是实现使用压电技术的、具有耐用且可靠构造的个人保护装置。
本发明的另一目的是实现一种可容易和高效制造和销售的个人保护装置。本发明的一个相关目的是实现一种个人保护装置，就其材料和用工两方面来说，都容许低成本制造，并相应地对消费大众就容许有低的销售价格，从而使这种个人保护装置对购买大众来说是经济可行的。
本发明的另一目的是实现一种个人保护装置，它包括声音发生器，用于再现已知能击退捕食者的声音；压电扬声器；以及电源，用于向声音发生器和扬声器提供电能。
根据以上和其它目的，说明了一种个人保护装置，用于提供海洋和/或陆地传输引开或威慑装置，其设计成保护游泳者、戴有水中呼吸器的潜水员、冲浪运动员、徒步旅行者、猎人、露营者以及从事水上和/或陆地活动的其它个人不受海洋或陆地食人动物的攻击。对于本发明的特别优选实施例，该装置以改变的顺序间隔发出很容易被鲨鱼和/或其它目标陆地和海洋食人动物听见，更具体地说是识别的高频音调。例如，如果是鲨鱼，该装置发出的高音调声音优选是一群逆戟鲸的自然界声音录音，或是计算机生成的复制声音。可选的是，也可使用已知或已发现的可被鲨鱼识别并能有效威慑鲨鱼防止它们威胁或攻击人类的其它声音。该装置发出的声音可选择性地加以改动，以针对其它海洋和陆地捕食者。
对本发明的上述和其它特性、方面和优点，在附图所示的本发明实施例的以下说明中作了更详细的考虑，附图包括图1示出按照本发明一个实施例的具有电路的装置框图。
具体实施例方式
参阅图1，本发明的个人保护装置优选构建在便携式防水容器10中。小型电路板13放置在容器10内，具有声音发生器和控制电路。在本发明的第一实施例中，声音发生器产生一个或多个正在摄食的逆戟鲸的数字合成声音。逆戟鲸的摄食声音在野外记录，并将记录的声音转换成数字声音信号。对记录的逆戟鲸声音进行数字化、编辑并增强，以产生数字合成的逆戟鲸声音。由声音发生器产生的声音优选是记录在计算机芯片上用数字方式重新灌录的人造声音，其与自然界录音实际上相同。将大约5到10秒钟的声音记录在计算机芯片上。
控制电路对向这种小型电路板13供电的输入开关16作出响应。开关16具有允许向电路板13供电的启动方向，以及阻止向电路板13供电的禁止方向。在供电时，控制电路命令声音发生器产生所记录的声音。当声音播放完时，只要电路板保持通电，控制电路就命令声音发生器重放记录的声音。在备选实施例中，计算机芯片上可记录有来自不同捕食者的多种声音。在这种实施例中，提供有用于选择要由声音发生器产生的所需声音的部件。
压电扬声器19电连接到小型电路板13上的声音发生器。压电扬声器19扩散由声音发生器输出的声音。扩散的声音应有足够的音量，以使在距用户安全距离处的捕食者能听到。这种安全距离随着被威慑的捕食者而有所不同。在优选实施例中，扬声器产生在120到190分贝范围内的声音。根据特定应用的需要，也可使用更大或更小音量的声音。压电扬声器有市售，并允许装置构建在小型紧凑的容器内，并可用小型电源工作，从而使扬声器能合并到能够由用户佩戴的个人保护装置中。压电装置的一个此类制造商是Piezo Systems，Inc.ofCambridge，Massachusetts。
电池22，例如标准手表电池，放置在容器10中。电池22提供电能供装置工作。当装置被激励时，电池功率将经过开关16，并为小型电路板13提供能量，电路板13上装有包含供广播的声音的声音发生器。声音发生器开始通过压电扬声器19传输预先记录的声音。电池为常规设计并有市售，例如Casio、Energizer或Duracell手表电池。电池在其电能耗尽时可以更换。
安装在防水容器10外部的可以是两个按钮。第一按钮25通过将开关16置于启动方向而接通装置。第二按钮26通过将开关16置于禁止方向而关断装置。
在优选实施例中，本发明的个人保护装置易于移动、配备齐全，而且很小可由用户佩戴。该装置构建在小型防水封装中，使用压电扬声器技术，这是和在小型扬声器装置如讲话手表和小型个人报警器中所用的相同类型的技术。例如，在防鲨鱼的情况下，在该装置中使用的压电扬声器技术可使用鲨鱼天敌的自然界录音。例如，在一个优选实施例中，自然界录音可包括称为R-Pod的一群已知逆戟鲸的声音。通过再现R-Pod成员摄食时所发出的一系列嗥叫和啧啧声，该装置就可用来警告任何鲨鱼或海洋捕食者，逆戟鲸正在附近摄食，使鲨鱼或海洋捕食者退却。
工作时，小型手表电池为装置的内部组件供电。启动时，保护装置优选通过压电扬声器发出4到10千瓦的啁啾声，其范围优选在120和190分贝之间，以吓跑潜在的捕食者。已经发现，这种分贝范围对于特别是将上述逆戟鲸的录音传输到30到100米的所需距离是可取的。值得注意的是，根据声音传输的所需范围，以及这种传输是穿越水还是穿越空气，所发出的功率和音量可以改变，只要维持总传输范围优选在30和100米之间即可。所发出的声音优选持续大约3-5秒，并且只要装置有电就不断重复。所记录声音的量可以是任何长度，只要它能被储存在装置中所含小型电路板上安装的计算机芯片上即可。
再者，这种传输优选使声音在水下扩散30和100米之间的距离。该声音必须足够强大，以在水中传播足够的距离，到达其预定目标而起威慑作用。声音在水中传播的长度取决于传输功率和水的情况。一般来说，投射到水中的功率越大，传播的距离越长。因此，声音传播得越远，对捕食者起到的威慑作用就越大。因此，应注意传输功率可以根据声音必须传播的介质进行调节，以便维持传输距离优选在30和100米之间。
保护装置优选用耐用和防水外壳构造，并可像手表/潜水表一样佩戴，或以任何方式使其能附到人身的任何部位或海洋或陆地设备上，例如冲浪板、漂浮装置以及露营装备上。
在备选实施例中，该装置可以改为使用其它自然界声音，例如樽鼻海豚、抹香鲸、驼背鲸以及已知会攻击鲨鱼和其它海洋捕食者的其它类似海洋哺乳动物和海洋食肉动物的声音。还可改为使用对其它食人动物有威慑作用的其它声音。这种改动可以通过使用具有不同录音的计算机芯片，或通过使用储存在单个芯片上的可变选择的声音来进行。类似的压电扬声器技术和间隔声音传输，连续的或以其它方式的，都可具体进行设计成针对其它陆地和海洋食人动物。
工业适用性对于个人保护装置的工业应用，需要提供一件设备，它能发出一种用以击退陆地和海洋捕食者的声音，并能由个人方便地携带或佩戴。本文公开的是个人保护设备，用于提供海洋和/或陆地传输引开和威慑装置，其设计成保护游泳者、配有水中呼吸器的潜水员、冲浪运动员、徒步旅行者、猎人、露营者以及从事水上和/或陆地活动的其它个人不受海洋或陆地食人动物的攻击。该装置以可变的顺序间隔发出很容易被鲨鱼和/或其它目标陆地和海洋食人动物听见、更具体地说是被它们识别的高频音调。该装置发出的声音可以选择性地更改，以针对多种海洋和陆地捕食者。
权利要求
1.一种用于击退捕食者的个人保护装置，包括电路板，包括(1)控制电路；以及(2)声音发生器；压电扬声器；电源，与所述电路板电通信，以能够提供用于工作的电能；以及开关，用于选择性地将电能提供给所述电路板；其中所述电路板、压电扬声器、电源和开关都装在防水容器中。
2.如权利要求1所述的个人保护装置，所述声音发生器还包括其上记录有声音的计算机芯片。
3.如权利要求2所述的个人保护装置，其中所述记录的声音包括一群逆戟鲸摄食的声音。
4.如权利要求2所述的个人保护装置，其中所述记录的声音包括一群逆戟鲸摄食的数字合成声音。
5.如权利要求2所述的个人保护装置，其中所述记录的声音包括可由是食人动物的动物识别的数字合成声音，作为这种动物的捕食者的声音。
6.如权利要求2所述的个人保护装置，其中所述记录的声音包括从如下选择的海洋动物的声音樽鼻海豚；抹香鲸；驼背鲸；以及已知会攻击鲨鱼的海洋食肉动物。
7.如权利要求1所述的个人保护装置，其中当所述电路板通电时，所述控制电路命令所述声音发生器产生声音，并且只要所述电路板保持通电就命令所述声音发生器不断重放所述声音。
8.如权利要求1所述的个人保护装置，其中所述电源包括电池。
9.如权利要求1所述的个人保护装置，所述声音发生器还包括可由是食人动物的动物识别的多种声音录音，作为这种动物的捕食者的声音，所述装置还包括开关，所述开关操作上连接到所述电路板，以选择性地启动优选声音。
10.如权利要求1所述的个人保护装置，还包括用于将所述防水容器戴在人身上的部件。
11.如权利要求9所述的个人保护装置，其中用于将所述防水容器戴在人身上的所述部件包括腕带。
12.如权利要求1所述的个人保护装置，还包括用于将所述防水容器附在从如下选择的设备上的部件小船；冲浪板；漂浮装置；海用设备；帐篷；背包；工具；以及露营设备。
13.如权利要求1所述的个人保护装置，其中所述压电扬声器发出足以击退已知捕食者的声音。
14.如权利要求1所述的个人保护装置，其中所述压电扬声器发出在大约120分贝和大约190分贝之间的声音。
15.如权利要求1所述的个人保护装置，其中所述压电扬声器产生的声音在水中传输至少30米的距离。
16.如权利要求1所述的个人保护装置，还包括第一按钮，以通过将所述开关置于启动方向而接通所述装置。
17.如权利要求16所述的个人保护装置，还包括第二按钮，以通过将所述开关置于禁止方向而关断所述装置。
18.一种击退食人动物的方法，所述方法包括以下步骤a.戴上个人保护装置，所述个人保护装置包括电路板，所述电路板还包括控制电路和声音发生器；压电扬声器；电源，与所述电路板电通信，以能够提供用于工作的电能；以及开关，用于选择性地将电能提供给所述电路板；b.行进到存在是食人动物的第一动物的区域；以及c.使所述个人保护装置以足够的振幅播放是所述第一动物的捕食者的第二动物的声音录音，以击退所述第一动物，使其远离所述个人保护装置。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述录音以大约120分贝和大约190分贝之间的振幅播放。
20.如权利要求18所述的方法，其中所述录音以足以使所述声音传输至少30米距离的振幅播放。
21.一种保护人类不受捕食性动物伤害的方法，所述方法包括以下步骤a.提供个人保护装置，所述个人保护装置包括电路板，所述电路板还包括控制电路和声音发生器；压电扬声器；电源，与所述电路板电通信，以能够提供用于工作的电能；以及开关，用于选择性地将电能提供给所述电路板；以及b.在所述个人保护装置的用户已行进到存在第二动物的区域之后，指示所述用户使所述个人保护装置以足够的振幅播放是所述第二动物的捕食者的第一动物的声音录音，以击退所述第二动物，使其远离所述个人保护装置，其中所述第二动物是食人动物。
全文摘要
一种个人保护装置(及其使用方法)包括海洋和陆地传输引开和威慑装置，设计成保护游泳者、戴有水中呼吸器的潜水员、冲浪运动员、徒步旅行者、猎人、露营者以及从事水上和/或陆地活动的其它个人不受鲨鱼的攻击，以及不受其它海洋和陆地食人动物的攻击。该装置以改变的顺序间隔发出很容易被鲨鱼和/或其它目标陆地和海洋食人动物听见和识别的高频音调。该个人保护装置包括声音发生器部件，用于再现已知能击退捕食者的声音；压电扬声器；以及电源，用于向装在防水容器中的声音发生器部件和扬声器供电。
文档编号A01M29/16GK1969304SQ200480042323
公开日2007年5月23日 申请日期2004年1月12日 优先权日2004年1月12日
发明者贾斯廷·P·拿杜 申请人:贾斯廷·P·拿杜