一种穿戴式防溺水装置及防溺水方法与流程

本发明涉及防溺水装置，尤其涉及一种穿戴式防溺水装置，并涉及防溺水方法。

背景技术：

水上运动种类很多，包括常见的游泳、冲浪、快艇、摩托艇、钓鱼、漂流、水上乐园、江河野泳等等，不但趣味性强，而且可以健身，因此深受人们喜爱，但是这些水上运动存在溺水的危险。例如，游泳爱好者如果在游泳过程中发生身体不适，如抽筋等，在冲浪、乘坐快艇、乘坐摩托艇等中发生意外时，均可能导致涉水者溺亡。传统的救生圈等存在着储存和携带不方便，不美观等缺陷。

授权公告号为cn206265270u、公告日为2017年6月20日的实用新型公开了一种防溺水救生手环。该防溺水救生手环包括带有表带的壳体，壳体内设置有气囊、气瓶、连接气瓶和气囊的气喉、钢针，壳体还设置有一端带偏心轮的拉杆。其穿戴在涉水者的手腕使用，当在水中遇到腿抽筋等意外时，拉动拉杆带动偏心轮转动，进而带动钢针向前移动将瓶口的密封膜扎破，气瓶内的二氧化碳气体进入气囊快速向气囊充气，从而带动人体浮出水面。

上述防溺水救生手环自带气瓶，整体体积小巧，涉水者在正常涉水过程中气囊收储在壳体内，仅在遇到溺水危险时，才实时地向气囊充气使气囊膨胀。有效解决了现有救生圈不美观，佩戴后容易影响游泳，携带及充气麻烦等问题。但是，实际的救生效果有限，原因在于：其需要穿戴者手动来控制充气，另外，气囊拉住手腕的浮力，和人体重心严重不平衡，而事实上，不论是儿童还是成人，一旦发生溺水，就会惊慌失措大都象婴孩一样无助，甚至意识全无，很难冷静地再去拉动拉杆控制充气，即使能自主从深水中拉开气囊，浮出水面后，也很难保持身体平衡和无法稳定抬起头，导致继续发生水表溺水，而溺水抢救的黄金时间为前3分钟，因此非常容易溺亡。

授权公告号为cn207902715u、公告日为2018年9月25日的实用新型公开了一种多功能防溺水项圈。该项圈的气囊设置在项圈两侧，在深水中溺水，可以把人体托举到水面，但是由于项部靠近口鼻，溺水者从深水中浮上水面时，气囊也跟着浮上水面，此时气囊的吃水深度就不够了，头顶部托举出水面后，下巴部口鼻处仍然淹没在水下，在水表继续溺水不可避免，其实际自救效果依然有限。

所以，非常有必要发明一种能够在遇到溺水危险时及时自动充气、并优先把整个头部平稳托举出水面之上的穿戴式防溺水装置，以解决溺水者在没有救生员在场或救生员没有及时发现时实现自救。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够在遇到溺水危险时及时自动充气、并优先把整个头部平稳托举出水面之上的穿戴式防溺水装置，以解决溺水者在没有救生员在场或救生员没有及时发现时实现自救。

为达上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种穿戴式防溺水装置，其包括：

用于感知头部入水和输出控制信号的头戴式控制装置；以及

两个臂戴式救生装置，用于对称地穿戴在两个上臂，所述臂戴式救生装置具有：壳体，以及安装于所述壳体内的气囊、气瓶、钻机及钻机控制装置，所述气囊的充气嘴与所述气瓶的瓶口所在的端部相连通，所述气瓶的瓶口设置有封口，所述钻机设置在所述瓶口的对面、钻头朝向所述封口、且钻机整体能够向接近或远离所述瓶口的方向运动，所述钻机和所述壳体之间设置有驱动所述钻机向所述瓶口运动的弹性元件，所述钻机控制装置与所述头戴式控制装置无线通信连接。

在上述的穿戴式防溺水装置中，为了减少气囊被误触发而开启的情况，优选地，所述臂戴式救生装置还包括用于感知所述臂戴式救生装置入水的第一触水感应装置，所述第一触水感应装置与所述钻机控制装置电连接、以控制在未入水状态所述钻机不会被启动。

在上述的穿戴式防溺水装置中，为了提高可靠性，优选地，所述臂戴式救生装置还包括用于强行控制所述钻机启动的手动控制装置，所述手动控制装置包括开设在所述壳体上的凹腔、设置在所述凹腔的口部的橡胶塞、设置在所述凹腔内的第一电极、设置在所述壳体的外壁的第二电极、以及设置在所述壳体内的第三触水感应开关，所述第三触水感应开关与所述第一电极和所述第二电极电连接、并与所述钻机电连接。

在上述的穿戴式防溺水装置中，为了减少误触发，优选地，所述头戴式控制装置包括：信号发射装置，用于感知头部入水的第二触水感应装置，以及用于统计头部持续入水时长、以判断是否发射控制信号的第一计时装置。

在上述的穿戴式防溺水装置中，为了进一步减少误触发，优选地，所述头戴式控制装置还包括：震动装置，以及用于统计头部持续入水时长、以判断是否启动所述震动装置的第二计时装置。

本发明还提供了一种防溺水方法，其包括：

在两个上臂各穿戴一个臂戴式救生装置，在头部穿戴头戴式控制装置；

头戴式控制装置持续感知头部入水情况，根据入水情况发射控制信号；

臂戴式救生装置接收所述控制信号后控制钻机工作，在弹性元件的作用下钻穿气瓶口部的封口，压缩气体进入气囊使气囊快速膨胀，对溺水者的两个上臂施加向上拉力，将溺水者的头部保持在水面之上。

在上述的防溺水方法中，优选地，所述的根据入水情况发射控制信号包括：当感知到头部入水后，计时并持续感知，如果在延时第一时长后未感知到头部出水则震动以提示涉水者，如果在延时第二时长后仍未感知到头部出水则发射控制信号。

在上述的防溺水方法中，优选地，还包括在使用前依据涉水者身体情况调节所述第一时长和所述第二时长。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

该穿戴式防溺水装置整体体积小巧，美观，携带方便，正常涉水过程中气囊收储在壳体内，不影响涉水者的涉水活动。

该穿戴式防溺水装置能够自动完成入水感知和充气救生，不需手动操作，救生效果更佳，适用人群更广。其具有两个臂戴式救生装置，分别穿戴在两个上臂，能够使身体呈站立式平稳状态，从而能将整个头部托举到水面以上。

其通过自带的微型钻机结合弹性元件开启气瓶的封口，结构简单新颖，可靠性好。

附图说明

图1为本发明穿戴式防溺水装置的构成示意图；

图2为臂戴式救生装置的一实施例的结构示意图；

图3为臂戴式救生装置的一实施例的爆炸图；

图4为臂戴式救生装置的一实施例的各部件的位置示意图；

图5为头戴式控制装置的一实施例的结构示意图；

图6为头戴式控制装置的一实施例的爆炸图；

图7为使用示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

请参照图1，本发明穿戴式防溺水装置包括：头戴式控制装置2和两个臂戴式救生装置1。头戴式控制装置2跟随头部同步进出水面，因而能够实时地感知头部入水，及时地获知是否有溺水危险。当判断有溺水危险后，头戴式控制装置2输出控制信号，控制臂戴式救生装置1自动向气囊充气，气囊膨胀上浮，对溺水者的两个上臂施以向上拉力，使溺水者的身体呈站立式平稳状态，整个头部被托举到水面以上，达到自救目的。

相较于传统的救生圈，该穿戴式防溺水装置整体体积小巧，美观，携带方便，正常涉水过程中气囊收储在壳体内，不影响涉水者的涉水活动。相较于现有的穿戴式救生装置，该穿戴式防溺水装置能够自动完成入水感知和充气救生，不需手动操作，救生效果更佳，适用人群更广。

参照图2至图4，一实施例臂戴式救生装置1具有：壳体11，以及安装于所述壳体11内的气囊13、气瓶12、钻机14及钻机控制装置19。

壳体11具有底壳、固定在底壳下的供穿戴用的扣带112、安装气瓶用的气瓶套111、盖体114，在盖体114上设置有第一指示灯113可指示电量等信息。壳体11优选塑胶壳。盖体114与底壳卡接固定，以使气囊13膨胀后可以撑开盖体。为了方便重复使用，优选将盖体一边缘与底壳铰链，相对的另一边缘与底壳卡接，这样被撑开后盖体不会丢失，仍可重复使用。此外，优选分体式盖体，即气囊仓单独设置一个盖体，其它部分设置另一个盖体。气瓶套111套设在气瓶12尾端外周并与壳体11螺接或卡接，从而将气瓶12固定在壳体11中。

气瓶12采用商购获得的一次性气瓶，其包括金属外壳，内装有液态二氧化碳，规格12克，气瓶12的瓶口121设置有封口(未图示)。也可以配置相应的封口设备和充气设备，自己充气，重复使用气瓶。

气囊13具有充气嘴131，气囊13的充气嘴131与气瓶12的瓶口121所在的端部相连通，以使得气瓶12的封口开启后，内装的气体可以充入气囊13中。作为一种优选方式，可以设置一个三通构件，三通构件的两个口部分别与气瓶12的瓶口121、气囊的充气嘴131连接，钻机的钻头141穿设在三通构件的另一个口部中，钻头141、气瓶12和气囊13分别穿入相应接口时，各自有密封圈(未示图)密封而不漏气。充气嘴131由硬质材料构成，充气嘴131除了用作充气通道之外，还可用来连接气囊13和壳体11，优选在充气嘴外壁设置连接螺纹，与壳体11内配套的孔连接，将气囊13可拆卸地固定在壳体11中。也可以采用其它方式实现气囊13和壳体11的连接，例如，在气囊13一侧设置连接板，通过连接板将气囊13固定至壳体11中。

钻机14用于打开气瓶12的封口，钻机14包括电机和固定在电机输出轴的钻头141。钻机14设置在瓶口121的对面、钻头141朝向所述封口、且钻机14整体能够向接近或远离瓶口121的方向运动。优选半圆形壳体的钻机14，这样，钻机整体不会旋转而只能直线运动，可以进一步保证可靠开启气瓶12的封口。在钻机14和壳体11之间设置有驱动钻机14向所述瓶口121运动的弹性元件15，本实施例中采用压簧，可以理解地，也可以通过拉簧或其它弹性元件实现上述功能。当钻机14启动后，钻头141高速旋转，同时在弹性元件15的作用下钻机14整体向瓶口121方向平移推进，从而使钻头141将气瓶12的封口钻穿，而在手工安装或更换过期气瓶12的情况下，正常旋入或旋出瓶口121并顶住钻头141时，由于阻力作用，钻头141和气瓶12同步慢速旋转，气瓶12的封口不会被钻穿。上述通过自带的微型钻机结合弹性元件开启气瓶的封口，结构简单新颖，可靠性好。

钻机控制装置19与所述头戴式控制装置2无线通信连接。优选通信频段433～915mhz，该频段的电波可穿水传播。

该臂戴式救生装置1进一步还包括用于感知所述臂戴式救生装置1入水的第一触水感应装置18，第一触水感应装置18与钻机控制装置19电连接，以控制在未入水状态所述钻机14不会被启动。通过该设计可以减少气囊被误触发而开启的情况。第一触水感应装置18包括供电电源17、第一触水感应开关183、以及设置在壳体11外壁的第三电极181和第四电极182，当臂戴式救生装置1入水后，第三电极181和第四电极182被水连通，使第一触水感应开关183的状态翻转，以此可以实时检测臂戴式救生装置1是否入水。

该臂戴式救生装置1进一步还包括用于强行控制所述钻机启动的手动控制装置16，所述手动控制装置16包括开设在所述壳体11上的凹腔161、设置在所述凹腔161的口部的橡胶塞162、设置在所述凹腔161内的第一电极164、设置在所述壳体11的外壁的第二电极163、以及设置在所述壳体内的第三触水感应开关165，所述第三触水感应开关165与所述第一电极164和所述第二电极163电连接、并与所述钻机电连接。使用时，拉开橡胶塞162，水进入凹腔161，将第一电极164和第二电极163导通，使第三触水感应开关165的状态翻转，进而使电钻14工作。此手动控制装置16作为一种应急装置，当自动控制系统出现故障后，可以手动控制救生，在某些情况下，臂戴式救生装置1也可以单独使用，以纯手动控制救生。

第一电极、第二电极、第三电极和第四电极优选导电硅胶或导电橡胶，也可以是不锈钢触点。

为了进一步提高可靠性，所述手动控制装置16采用第一供电电池17’，其它部分采用第二供电电池17，即手动控制装置16配置有独立的供电电池。

参照图5、图6，一实施例头戴式控制装置2包括：信号发射装置23，用于感知头部入水的第二触水感应装置27，以及用于统计头部持续入水时长、以判断是否发射控制信号的第一计时装置25。信号发射装置23优选通信频段433～915mhz。第二触水感应装置27包括第二触水感应开关273、以及设置在头戴式控制装置的壳体21外壁的第五电极271和第六电极272，当头戴式控制装置2入水后，第五电极和第六电极被水接通，使第二触水感应开关273的状态翻转，以此可以实时检测头戴式控制装置2是否入水。由于头戴式控制装置2与头部同步进出水面，因此也就可以实时感知头部入水。

在检测到头部入水后，先延时一定时间(该时间可根据个体的身体情况而设定)，再输出控制信号，通过第一计时装置25统计延时时间，在设定的时间内如果感知到头部出水，则不输出控制信号，这样可以减少误触发。

该头戴式控制装置2进一步还包括：震动装置22，以及用于统计头部持续入水时长、以判断是否启动所述震动装置22的第二计时装置24。震动装置22优选震动电机，即，一种在输出轴设置有偏心块的微型电机。这样，当检测到头部入水后，先延时一定时间(该时间可根据个体的身体情况而设定)，在设定时间内(例如25秒)，如果感知到头部未出水，则启动震动装置22，提醒涉水者将头部出水，再延时一定时间(例如10秒)，如果检测到头部仍未出水，则输出控制信号，以强制启动臂带式气囊，这样可以进一步减少误触发。

为方便区分，将头戴式控制装置的壳体和盖体分别称为第二壳体21和第二盖体214，将其供电电池称为第三供电电池26，进一步在第二盖体214上设置有第二指示灯211，可以指示第三供电电池26的剩余电量等信息。第二壳体21优选塑胶壳，在其底部设置有穿戴用的条带212，条带212的末端设置有卡扣213。

请参照图7，一实施例防溺水方法包括：

在两个上臂4各穿戴一个上述的臂戴式救生装置1，在头部3穿戴上述的头戴式控制装置2；

头戴式控制装置2持续感知头部入水情况，根据入水情况发射控制信号；

臂戴式救生装置1接收所述控制信号后控制钻机14工作，在弹性元件15的作用下钻穿气瓶12口部的封口，压缩气体进入气囊13使气囊12快速膨胀，对溺水者的两个上臂施加向上拉力，将溺水者的整个头部保持在水面之上。

采用该方法，即使溺水者意识不清，也可以使溺水者在水中保持立姿，整个头部被托举在水面之上。

优选地，所述的根据入水情况发射控制信号包括：当感知到头部入水后，计时并持续感知，如果在延时第一时长后未感知到头部出水则震动以提示涉水者，如果在延时第二时长后仍未感知到头部出水则发射控制信号，以强制启动臂戴式救生装置1中的气囊。这样可以避免有效减少误触发。

优选地，还包括在使用前依据涉水者身体情况调节所述第一时长和所述第二时长，这样，既可保证可靠的防溺水，又可减小误触发。

上述通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，这些详细的说明仅仅限于帮助本领域技术人员理解本发明的内容，并不能理解为对本发明保护范围的限制。本领域技术人员在本发明构思下对上述方案进行的各种润饰、等效变换等均应包含在本发明的保护范围内。