搜救型自动压缩氧自救器的制作方法

本发明涉及一种压缩氧自救器，尤其涉及一种搜救型的自动压缩氧自救器，实现自救器工作时启动求救信号的发出，在应急情况下保证快速搜寻生命体，提高了搜寻的速率。

背景技术：

压缩氧自救器又叫隔绝式压缩氧自救器，是以高压压缩氧气作为氧气源的可重复使用的自救逃生器材，主要在煤矿或普通大气压的作业环境中发生有毒有害气体突出及缺氧窒息性灾害时使用。

目前市场上的自救器主要功能用于隔绝呼吸有害气体，但是实际搜救过程中不可避免的遇到二次事故，甚至会影响到搜救人员的人身安全。

技术实现要素：

本专利申请提供了的搜救型自动压缩氧自救器，能够在自救器启动时发出求救信号，便于其他搜救人员快速寻找，本发明采用以下技术方案：包括：自救器本体、求救信号发生器，自救器本体外壳上开设一安装槽，求救信号发生器安装于该安装槽内，整体电路部分经过防水处理，安装槽槽口处嵌合窗盖；所述求救信号发生器包括：供电电源模块、控制芯片、报警提示模块、开关机启动按键以及发生器唤醒按键，供电电源模块用于对控制芯片、报警提示模块供电，控制芯片与开关机启动按键以及发生器唤醒按键连接，用于接收指令，控制芯片输出管脚与报警提示模块连接，用于发送报警指令；所述控制芯片输出管脚与自救器本体联动，实现自救器启动时求救信号发生器发出求救信号。

优选的，所述自救器包括：压缩氧气瓶、气囊袋、呼吸软管、呼吸面罩以及保护外壳，压缩氧气瓶通过比例减压阀与气囊袋连接，气囊袋通过呼吸阀与呼吸软管连接，利用呼吸软管与呼吸面罩实现氧气输送；压缩氧气瓶上设置手动旋钮，用于开启压缩氧气瓶的开启阀；控制芯片输出引脚连接电机，电机与开启阀电连，实现自救器与求救信号发生器的联动启动。

优选的，控制芯片计时功能引脚接mos开关，mos开关接电机，控制芯片发送带有时间的驱动指令给电机。

优选的，供电电源模块包括锂电池、锂电池充电器，锂电池引电源线接升压电路，升压电路接电机，用于提供电机驱动电流。

优选的，报警提示模块可采用声光报警提示，锂电池引电源引线接报警提示模块用于提供其工作电压；控制芯片pwm输出引脚接mos开关，mos开关接报警提示模块，实现报警提示模块的间隔启停。

优选的，声报警可采用超声波或次声波作为能量载体，现依托蜂鸣器谐波实现放大传播。

优选的，还包括有信号接收器，锂电池引电源线接信号接收器，用于提供接收器工作电流；信号接收器与控制芯片的i/o引脚连接，通过天线接收远程端发送的控制信号。

本发明的有益效果：本发明在自救器本体的保护外壳开设安装槽，将求救信号发生器置于该安装槽内，遇到危险时启动电机驱动按键，求救信号发生器工作，发送一定频率的声波、光求救信号，且发送电机驱动指令驱动电机，利用电机驱动自救器中压缩氧气瓶的开启阀，用于对人体的供氧；电机驱动开启阀代替了人工打开旋钮外护板、手动操作手动旋钮来开启压缩氧气瓶的开启阀，减少了麻烦的步骤，实现半自动化开启；声光报警采用间隔式的报警，启动开关机启动按键后单片机处于睡眠状态，其他部件也处于待机状态，既能满足随时响应启动自救也最大程度的降低了待机功耗，减少不必要的功耗，实现节能减耗的作用；本专利申请结构简单、功耗低，结合自救器与求救信号发生器，能够使使用人员在遇难时向外求救、也极大程度的提高遇难人员的等待救援时间。

附图说明

图1为本发明关于求救信号发生器的框架图；

图2为本专利申请关于图1的其中一种实施例的框架图；

图3为图2的电路原理图；

图4为结合求救信号发生器的自救器整机的结构示意图；

图5为图4的处于使用状态的结构示意图；

图6为求救信号发生器与自救器的装配图的局部图；

图7为图4或图5中自救器的工作原理图；

图8为图7中自救器与求救信号发生器联动的电路原理图；

1、保护外壳；2、压缩氧气瓶；3、气囊袋；4、呼吸软管；5、呼吸面罩；6、外盖板；7、旋钮外护板；8、手动旋钮；9、比例减压阀口；10、呼吸阀口；11、泄压阀口；12、求救信号发生器总成；13、电机；14、求救信号发生器；15、窗盖；16、安装槽。

具体实施方式

由图1所示可知，本发明提供一种求救信号发生器，求救信号发生器包括：供电电源模块、控制芯片、报警提示模块、开关机启动按键以及发生器唤醒按键，供电电源模块与控制芯片、报警提示模块电连接，提供其工作电流；控制芯片还与开关机启动按键以及发生器唤醒按键连接，接收求救信号启动指令或者发生器待机指令；控制芯片还与报警提示模块连接，用于发送报警指令给报警提示模块。

求救信号发生器的原理图可以为图3所示，供电电源模块采用锂电池作为供电能源，采用匹配的锂电池充电器对锂电池进行充电；开关机启动按键以及发生器唤醒按键分别接在控制芯片的两个指令输入引脚，发送指令用于唤醒控制芯片；控制芯片的电源输入管脚接锂电池，实现供电电流输入；报警提示模块采用声光报警提示，报警提示模块连接在控制芯片的指令输出引脚，确切的说是接在控制芯片的pwm输出引脚端，实现间隔报警，尽量大程度的延长报警时间；其中，光指示采用led指示灯，led指示灯阳极连接在电源模块、阴极接在控制芯片的双向输入输出引脚，能够用来显示电量情况；其中，声报警可采用超声波或次声波作为载体，并通过蜂鸣器传播，在必要情况下，控制芯片pwm输出引脚接升压电路，来匹配蜂鸣器的额定电压。

图2、图3所给出的实施例中，求救信号发生器的供电电源模块采用锂电池，锂电池充电器为gs1407,锂电池充电器gs1407的vcc引脚引入5v外部电源接，并通过bat引脚对锂电池充电，vcc引脚还接电阻r20，电阻r20的另一端接指示灯ds4的阳极，ds4阴极接gs1407的充电完成指示端（stdby引脚，5引脚），充电过程中，5引脚处于高阻态，充电完成时，stdby指示充电完成，具体的为5引脚被内部开关拉至低电平，指示灯ds4亮指示充电完成，充电完成后，prog引脚关断充电器，由gs1407的特性可知，断开外部电源时，gs1407自动进入到一个低电流状态。

锂电池还电连指示灯ds1、ds2、ds3的阳极，指示灯的阴极分别接电阻r5、r6、r7，电阻r5、r6、r7的另一端接控制芯片的i/o引脚，该指示灯用于指示电量使用情况，通过选用不同压差的指示灯实现电量的指示，提醒及时充电；本专利申请中，还剩余20%的电量时ds3（红灯）亮，50%电量时ds2（蓝灯）和ds3同时亮，80%以上电量时，ds1（绿灯）、ds2、ds3同时亮。

gs407的5引脚接电阻r17，电阻r17的另一端接控制芯片i/o引脚，控制主芯片显示充电状态和睡眠状态的切换，电阻r18的另一端还接由电阻r18、接地电容c6构成的滤波稳压电路。

在使用过程中，首先要对控制芯片唤醒，如图3所示，控制芯片可选用sn8p2711as型号，锂电池引线接控制芯片vdd引脚，通过接地电容c2实现滤波，用于提供芯片工作电压；锂电池引线还接电阻r1，r1的另一端接由电阻r2、电容c3构成的滤波电路，r1、r2、c3组成分压电路提供给主芯片ad转换器，用于检测电池电量；电阻r2、电容c3的公共端接入控制芯片接地引脚vss；控制芯片具有唤醒功能的i/0引脚2、3引脚分别接发生器唤醒按键s1和开关机启动按键s2；s1接通时，控制芯片2引脚接收指令被唤醒，求救器处于待机状态，待机状态的求救器消耗极其微小，电流大概在0.6微安。

当按键s2接通，3引脚接收指令时，求救器进入到报警状态，图3所示，控制芯片的7引脚接电阻r12，电阻r12的另一端接mos管q2，图2中的mos管q2选用n沟道mos管，q2的g极接电阻r12、s与g极之间接接地电阻、d极用来接蜂鸣器以及指示灯，q2的作用为起到开关作用，控制蜂鸣器以及指示灯的开关，实现报警指示电路的通断，确切的说是控制ds3高亮状态和升压电路。

由于实施例中蜂鸣器额定电压为12v，而锂电池给予的电压小于该额定电压，所以本实施例中引入了升压电路，图3中，锂电池引出电源线接升压电路，实施例中采用的是xl6009升压稳压电路，升压电路的输出端接蜂鸣器，且蜂鸣器的负端接在q2的d极，q2的开关做用控制蜂鸣器两端压差，实现蜂鸣器开关的控制；同时，q2的d极接电阻r16，电阻r16的另一端接指示灯ds3的阴极，同样的由于q2的开关做用控制ds3两端的压差，实现ds3的闪停的控制。

对于xl6009升压电路，实施例中，该电路的结构为；锂电池引线接电感l和xl6009芯片的vin引脚（4引脚），电感l的另一端接二极管d1阳极、xl6009芯片的sw引脚（3引脚、电源开关输出引脚），二极管d1的阴极接蜂鸣器电压正极，二极管d1的阴极还接由电阻r11、r10组成的分压电路，用于检测升压电压；二极管d1的阴极还接由电容c11、c12、c13并联构成的滤波电路，电容c1、c2、c3并联构成的分流电路的另一端、蜂鸣器电压负极、电阻r10的另一端以及q2的d极接xl6009芯片的gnd引脚；vin引脚与gnd引脚之间也连接有由电容c8、c9、c10并联构成的滤波电路，xl6009的vin引脚还与其使能引脚en（2引脚）连接。

上述分压电路中，电阻r10、r11的公共端接xl6009的fb引脚（5引脚），分压电路的输出电压通过fb引脚反馈给xl6009芯片，电阻r10的另一端与接xl6009的gnd公共端，电阻r10的两端还并联滤波电容c5。

上述的求救信号发生器可应用于压缩氧气自救器中，实现快速搜救、提高搜救效率并避免搜救过程中出现缺氧或毒气呼入；并整体电路部分经过防水处理，避免电路的老化。

该搜索型自动压缩氧自救器包括：自救器本体、上述的求救信号发生器，图6所示可知，自救器本体的外壳上开设一安装槽，求救信号发生器安装于该安装槽内，安装槽的槽口处嵌合与之匹配的窗盖，用于保护和固定求救信号发生器；所述窗盖上有观察口，观察口用透明材质的材料封闭，以便于观察指示灯的灯闪情况，为了避免光的传输过程中的散射消耗，可以采用导光板；为了方便上述s1、s2按键的受力，盖窗下部有软按键，可直接操作s1、s2按键。

如图4、图5所示，自救器本体集成了压缩氧气瓶、气囊袋、呼吸软管、呼吸面罩以及保护外壳，保护外壳的体积小、质量轻，便于携带，且由外到内集成了防辐射耐温层、阻燃隔热层、内保护层，用于保护氧气瓶、气囊袋、呼吸面罩以及呼吸软管及其他部件不会被高温恶劣环境损坏，为了便于携带，保护外壳的背部设计成一个弧形面，可以更好的贴合人体结构。

如图4、图5所示，保护外壳内部被隔成上下两个腔室，压缩氧气瓶置于下腔室内，氢氧化钙仓、气囊袋、呼吸面罩以及呼吸软管都分布在该上腔室内，上腔室的顶部有一个可视窗口，保护外壳的前部为一个外盖板、侧面为一个旋钮外护板，打开外盖板时可以快速的取出呼吸面罩以及气囊袋，打开旋钮外护板使压缩氧气瓶的手动旋钮暴露，用于开启压缩氧气瓶。

气囊袋上开有比例减压阀口、呼吸阀口、泄压阀口，压缩氧气瓶与气囊袋之间利用比例减压阀连接，压缩氧气瓶中的高压氧气经减压后进入气囊袋；呼吸阀口连接呼吸软管，呼吸软管的另一端为呼吸面罩，气囊袋中的氧气随着呼吸软管进入到人体，人体呼出的废气顺着呼吸软管进入到气囊袋中的独立的废气袋。

其中，呼吸软管在气囊袋内部的部分为y型，一段用于输送氧气至人体，另一段连接废气袋，为了避免废气进入到气囊袋中，将呼吸阀选为单向阀。

其中，呼吸面罩可以为全面罩或半面罩，配合人体的面部生理曲线，采用硅橡胶阻燃材料。

为了实现自救器本体与求救信号发生器的联动启动，可采用求救信号发生器驱动压缩氧气瓶的手动旋钮，带动开启阀开启来实现自救器与求救信号发生器的联动，图7所示可知，求救信号发生器的控制芯片的i/o引脚输出控制指令控制电机的运行，电机运行开启压缩氧气瓶的开启阀，实现报警的同时也进行自动供氧。

图7中，电机电压正极接在升压电路端、电压负极接开关作用的mos管，该mos管采用n沟道mos管，mos管的d极接电机电压负极、s极与g极之间接接地电阻、g极接电阻r14，电阻r14的另一端接控制芯片的6引脚上，该引脚具有定时中断功能，所以能够根据实际需求调控电机的运行时间；6引脚与7引脚可同步产生控制信号，分别控制电机运转和声光报警，本专利申请中，电机运转6秒驱动自救器，声光报警分别采取15s宽度0.5s的断续信号，工作的时间与周期可根据实际情况进行调整。

图8所示的实施例中，自救器实现自行供氧、报警的同时还利用接收器接收远程发送来的控制信号，本专利申请中采用数字编码接收模块作为接收器，该接收器的1引脚为电源地引脚、2引脚为电源正引脚、3-9引脚为数字输出地址端引脚、11为可学习引脚，图中，锂电池引线接接收器2引脚，用于对其进行供电；控制芯片的双向输入输出引脚12引脚接电阻r3，电阻r3的另一端接nmos管q1的g极，mos管q1的g极与s极之间接接地电阻r4、d极接接收器信号的1引脚，单片机输出指令控制q1的通断，从而实现控制接收器的供电；接收器信号4引脚接电阻r8，电阻r8的另一端接控制芯片的11引脚，利用接收器的天线接收远程的控制信号并利用4引脚输出给单片机，电阻r8的另一端还接由电阻r9、电容c4构成的滤波稳压电路。

上述实施例仅例示性说明本专利申请的原理及其功效，而非用于限制本专利申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本专利申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利请的权利要求所涵盖。