本实用新型涉及泳具共享领域，具体地，涉及一种具备防溺水穿戴设备的自助借还机柜。
背景技术：
游泳是百姓生活中的一项重要体育活动项目，而游泳安全在游泳环节当中至关重要，是安全管理的重点，更是人们最为关心的核心问题。现有技术中已经出现了很多具备防溺水功能的穿戴设备，但是这些穿戴设备普遍的价格昂贵，相当一部分用户不会为了有限次数的游泳购买这些价格高昂的穿戴设备。另外，用户对这些穿戴设备缺乏保养与维护意识，很容易携带已失效的穿戴设备并使用，存在安全隐患。
为了更好的将防溺水智能穿戴设备、系统以及解决方案快速向全国推广和普及，本实用新型提供了一种具有救生功能的游具器材借还系统及共享租赁系统，彻底解决了上述问题的同时降低用户使用成本和使用风险，让游泳爱好者不论老年人、年轻人、青少年儿童等都能以最便捷、最有效的方式直接享受游泳安全保障和安全呵护，这无疑对整个人类和整个行业具有里程碑的意义。目前，发明的一种具有救生功能的游具器材借还系统及共享租赁系统和运营方法，国内为首创，彻底有效弥补了行业空白，用一种更适合全民普及的方法加以快速普及。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种具备防溺水穿戴设备的自助借还机柜。
根据本实用新型提供的一种具备防溺水穿戴设备的自助借还机柜，包括穿戴设备，其特征在于，还包括机柜本体、穿戴设备存储仓、穿戴设备存储盒、机械传动装置、机械驱动装置以及MCU控制单元，其中：
所述机柜本体内设置有多个相互独立的穿戴设备存储仓，每个穿戴设备存储仓内均设置有穿戴设备存储盒、机械传动装置以及机械驱动装置；
所述穿戴设备存储盒安装于所述机械传动装置的轨道上，所述机械驱动装置驱动所述穿戴设备存储盒沿所述轨道运动；
所述MCU控制单元有线或者无线连接所述机械传动装置和机械驱动装置。
优选地，所述穿戴设备存储盒包括包装容器、PCBA内触点、PCBA外触点以及支架，其中：
所述包装容器用于容纳穿戴设备；
所述支架安装于所述包装容器内部，所述支架用于固定支撑穿戴设备；
所述PCBA内触点和PCBA外触点分别设置于所述包装容器的内侧面和外侧面；所述PCBA内触点用于接触穿戴设备上的信号触点并形成电信号导通；所述PCBA外触点用于接触所述穿戴设备存储盒上的PCBA触点并形成电信号导通。
优选地，所述机械传动装置包括托盘支架、动力装置、PCBA触点、无线数据发射天线以及电磁阀，其中：
所述托盘支架通过滑块设置于所述轨道上，用于放置穿戴设备存储盒；
动力装置设置于所述托盘支架上，机械驱动装置驱动所述动力装置带动托盘支架在轨道上运动；
PCBA触点设置于所述托盘支架内侧，用于接触穿戴设备存储盒上的PCBA外触点；
所述托盘支架内侧设置有无线数据发射天线，所述穿戴设备上设置有无线数据接收天线，所述无线数据发射天线和无线数据接收天线之间形成数据传输和无线充电；
所述电磁阀设置于托盘支架内侧，用于对放在托盘支架上的穿戴设备存储盒自动归位和锁紧。
优选地，所述机械驱动装置包括动力装置驱动器，所述动力装置驱动器用于驱动所述动力装置，所述动力装置包括电机马达、电推装置或者气动装置。
优选地，还包括烘干装置，所述烘干装置包括风机、加热箱、臭氧箱、热风循环管道以及排风管道，其中：所述风机连接所述加热箱；所述加热箱连接所述臭氧箱；所述臭氧箱通过热风循环管道连接所述穿戴设备存储仓；所述穿戴设备存储仓与排风管道连通。
优选地，还包括消毒装置，所述消毒装置包括灯架和紫外灯，其中：所述灯架安装于所述穿戴设备存储仓的顶部，所述紫外灯设置于所述紫外灯。
优选地，所述穿戴设备存储仓的底部设置有排水孔，所述排水孔连接排水管道。
优选地，所述穿戴设备存储仓的开口处设有密封胶圈和闸门挡板，所述密封胶圈用于密封闸门挡板和穿戴设备存储仓的连接处。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
1、本实用新型通过自动借还机柜实现了具备防溺水穿戴设备的共享，用户无需自行购买高额的防溺水穿戴设备，加快防溺水穿戴设备的普及；
2、本实用新型实现了防溺水穿戴设备的自动借还，大大缩减了流程，降低人工成本；
3、本实用新型实现了对防溺水穿戴设备的借还、维护以及保养的一体化服务。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实用新型的系统图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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/实用新型的限制。
如图1所示，根据本实用新型提供的一种具备防溺水穿戴设备的自助借还机柜，包括；机柜本体、多个穿戴设备存储仓、多个穿戴设备存储盒、多个机械传动模块、机械控制系统模块、多个烘干系统模块、多个消毒系统模块、多个无线充电模块、多个无线数据收发模块、MCU中央集成控制电脑系统、防溺水穿戴设备、GPRS无线信号收发模块以及云端运维管理平台软件。
其中：所述机柜本体包含多个穿戴设备存储仓、多个穿戴设备存储盒、多个机械传动模块、机械控制系统模块、多个烘干系统模块、多个消毒系统模块、多个无线充电模块、多个无线数据收发模块、MCU中央集成控制电脑系统、防溺水穿戴设备、GPRS无线信号收发模块。更为详细地，自助借还机柜作为一个独立整体，通常以柜式和台面式形态呈现，是用于实现穿戴设备的统筹管理的仓库机构，是用户根据需要自由借还的一套核心装置。所述穿戴设备为防溺水穿戴设备，穿戴设备存储在穿戴设备存储盒内，无线充电模块对穿戴设备进行无线充电；烘干系统模块对穿戴设备进行烘干；消毒系统模块对穿戴设备进行消毒。
进一步地，所述穿戴设备存储仓用于对穿戴设备的存储、传送、烘干、消毒、充电、数据采集的主仓室。每个穿戴设备存储仓包含；机械传动模块、机械控制系统模块、烘干系统模块、消毒系统模块、多个无线充电模块、多个无线数据收发模块、防溺水穿戴等设备组成一个独立机构。而穿戴设备存储仓本身不具备运动效果，是一个由防水、防锈的金属或塑料或合成物质的平面构成5面合拢1面开口的腔体。
穿戴设备存储仓腔体底部设置有排水沟，排水沟出水口有排水管道接头，用于连接排水管道并将水排出自助借还机柜。穿戴设备使用后归还时带水装入后能够通过排水沟及时排出自助借还机柜，避免损坏自助借还机柜。
所述穿戴设备存储仓腔体周围设置有可与烘干系统模块连接的风道出入口接头，用于连接烘干系统模块的进风管道和排风管道，以便配合烘干系统模块的热风和臭氧等物质的空气流通。实现使用后的穿戴设备的快速烘干和臭氧消毒。所述烘干系统模块包括风机、加热箱、臭氧箱以及热风循环管道。所述风机与加热箱连接，加热箱与臭氧箱连接，臭氧箱与热风循环管道连接，热风循环管道与多个穿戴设备存储仓连接、多个穿戴设备存储仓与排风管道连接，通过上述各机构的密封连接，构成了一整套集热风循环烘干及臭氧消毒于一身的完备的烘干系统。更具体地，当用户将使用后且带水的穿戴设备还回，托盘支架承载着穿戴设备存储盒一同进入穿戴设备存储仓，随后仓门挡板关闭。此时，烘干系统开始工作。因穿戴设备存储仓与烘干系统管道相互连接，热风和臭氧气流将经过穿戴设备存储仓，至此实现对穿戴设备的烘干和杀菌。
所述穿戴设备存储仓腔体顶部设有消毒系统模块，所述消毒系统模块包括紫外灯和灯架，灯架固定于所述穿戴设备存储仓腔体顶部，紫外灯安装在灯架上，以方便紫外线灯管的装入和维护。紫外灯通过紫外线对穿戴设备直接光辐射，进而实现对穿戴设备的杀菌消毒。更具体地，消毒系统模块的工作启动时间是由MCU中央集成控制电脑系统来决定。当达到设定条件时，消毒系统模块将自动开启和关闭。安装消毒系统模块的主要原因是：穿戴设备为共享流动设备，虽然穿戴设备存储仓内已具备臭氧消毒能力，但是为了进一步有效避免人与人之间的细菌传播，采取最安全的双重自动消毒杀菌办法效果更佳。
进一步说明，穿戴设备存储仓的面对用户拾取口的一端为开口，开口处四周设有密封胶圈和与机械传动模块同步运动的自由开关闸门挡板。更具体地，当用户授权取得或还回穿戴设备的刹那间，闸门挡板自动开启，再由机械传动模块将穿戴设备存储盒自动送出。反之，用户将装有穿戴设备的穿戴设备存储盒插入，再由机械传动模块将穿戴设备存储盒回收后，闸门挡板自动关闭。
所述穿戴设备存储盒是用户将穿戴设备取出或还回后的包装载体，其主要包括包装容器、PCBA内触点、PCBA外触点以及支架。
所述包装容器，是由金属材料、非金属材料或者合成材料制成的可开启容器，包装容器与上盖之间有磁铁，通过磁铁实现包装容器与上盖之间的吸合。包装容器的六面是以网状格栅形式呈现的平面，主要适用于使用后的穿戴设备带水还入时的排水、烘干以及消毒。更具体地，用户将穿戴设备还入自助借还机柜之前，应将穿戴设备装入包装容器后，再将整个包装容器放进托盘支架上，再由机械传动模块收回，反之取出。
所述PCBA内触点和PCBA外触点包括PCB电路板、镀金触点、排插以及排线。所述 PCB电路板，是由绝缘材料且具有线路的电路板。所述镀金触点，是由高导电性能的金属材料制成球体或顶针或弹片，并与PCB电路焊接为一个整体。所述排插和排线做触点信号导通，并与PCBA外触点连接导通。所述PCBA外触点的结构与原理与PCBA内触点相同。
所述PCBA内触点安装于穿戴设备存储盒包装容器内侧的任意一侧。更具体地，PCBA 内触点可与穿戴设备的信号触点相互接触，通过两者之间的接触而将电信号导通。
所述PCBA外触点安装于穿戴设备存储盒包装容器外侧的任意一侧。更具体地，PCBA 内触点可与穿戴设备存储仓腔体内的托盘支架的PCBA触点相互接触，通过两者之间的接触而将电信号导通，并传送至MCU中央集成控制电脑系统中去。
所述支架安装于穿戴设备存储盒包装容器内部的穿戴设备支架内胆，用于穿戴设备的固定和支撑。
所述机械传动模块，是包含在穿戴设备存储仓腔体内部的重要动作执行机构，主要包括动力机构、传动机构、托盘支架、电磁阀以及传感器。
所述动力机构包括：电机马达、电推装置、气动装置或者能驱动穿戴设备存储盒运动的动力装置。根据机械结构需要，有机选着一种或组合选择任意一种动力装置。从而实现带动托盘支架直线运动。所述动力机构是受控于机械控制系统模块和MCU中央集成控制电脑系统的，动力机构、机械控制系统模块以及MCU中央集成控制电脑系统通过信号线建立联系，MCU中央集成控制电脑系统控制动力机构的运动。
所述传动机构包括托盘支架轨道、螺纹丝杆以及螺纹丝杆法兰。所述托盘支架轨道安装在托盘支架两侧，托盘支架轨道的滑块与托盘支架固定，滑块与轨道连接。所述螺纹丝杆是通过法兰或离合器或齿轮与动力机构连接，具体安装在存储盒托盘支架底部。所述螺纹丝杆法兰在固定在存储盒托盘支架底面，同时孔螺纹丝杆通行于螺纹丝杆法兰中心。更具体地，动力机构和传动机构是一个整体，当动力机构运动带动传动机构同步运动，与传动机构连接的托盘支架也同步运动。从而实现用户借还穿戴设备时的自动发放与回收。
所述托盘支架是安装于穿戴设备存储仓内的承载机构。托盘支架上设置有PCBA触点、密封圈、无线充电发射天线以及无线数据收发天线。
托盘支架是5面合拢，上面开口的托盘支架。托盘支架是由金属或非金属或合成材料制成的载体，托盘支架与传动机构固定连接。其中所述5面是由落空面或挡板或挡柱构成的矩形托盘支架整体，主要承载穿戴设备存储盒。
所述PCBA触点，是安装在托盘支架内侧的任意一侧，PCBA触点与穿戴设备存储盒外侧PCBA触点相互接触，通过接触实现穿戴设备的数据连接。
所述密封圈安装于托盘支架最前面板的内侧，当托盘支架归位后，所述的密封圈将于穿戴设备存储盒密封圈相互压紧，以实现穿戴设备存储盒的密闭。
所述无线充电发射天线安装在托盘支架内侧的任意一侧，天线与无线充电驱动电路连接，无线充电驱动电路与机械控制系统模块连接。所述无线充电驱动电路是驱动和产生无线充电的原动力发生机构，并通过无线充电发射天线向穿戴设备无线充电接收天线发射信号并转化电能。无线充电发射天线，是具有可发射具有电能物质的平面，天线可为PCB或陶瓷或FPC或铜线绕制而成的任意一种材料。更具体地，放在托盘支架上方的穿戴设备存储盒内部的穿戴设备，所述穿戴设备内部包含了与无线充电发射天线向匹配的接收天线，利用无线充电技术实现穿戴设备的隔空充电。
所述无线数据收发天线，是安装在托盘支架内侧的任意一侧，天线与无线数据收发模块驱动电路连接。所述无线数据收发天线，是具有可接收和发射射频信号的物质平面，天线可为PCB或陶瓷或FPC或铜线绕制而成的任一种材料。更具体地，放在托盘支架上方的穿戴设备存储盒内部的穿戴设备内部包含了与无线数据收发天线向匹配的接无线数据收发天线，利用无线通讯射频技术隔空读取和写入穿戴设备的信息数据。
所述电磁阀安装于托盘支架内侧的四周，用于对放在支架托盘上的穿戴设备存储盒自动归位和锁紧。电磁阀是具有可伸缩的动力驱动单元，托盘支架内侧的任意一侧装有一可伸缩的活动挡板，所述活动挡板与电磁阀相连并随动于电磁阀伸缩运动。更具体地，用户将穿戴设备放入穿戴设备存储盒还回并放入托盘支架上方后的刹那间，电磁阀将带动活动挡板收紧，而穿戴设备存储盒也随之归位锁紧。而后，托盘支架承载着穿戴设备存储盒一同进入穿戴设备存储仓，随后活动挡板关闭。
所述传感器包括位移传感器、在离位传感器、开关信号传感器、震动传感器以及温湿度传感器，具体安装位置将安装在动力机构、传送机构、穿戴设备存储仓、托盘支架上，根据结构和工作原理的不同，各机构选择适用的传感器类型与之配合使用。更具体地，所述传感器是动力、传送、方向、到离位、在离位等综合状态的单一信号识别原件。传感器与机械控制系统模块和MCU中央集成控制电脑系统集成电路做信号连接，以让控制电路能够自动识别并判断机构综合状态，并作出正确指令。
所述机械控制系统模块包括动力装置驱动器、变压器、继电器输出电路、信号输入输出电路以及排插端子。
所述动力装置驱动器是用于驱动如电机马达、电推装置、气动装置或者能驱动物体运动的动力装置的驱动发生机构，不同动力装置属性的不同，动力装置驱动器也有所不同。所述驱动器是焊接或插在机械控制系统模块PCBA电路板上的重要组成原件，动力机构的各种运动指令执行都将受控于动力装置驱动器。
所述信号输入输出电路是由多个DI/DO/AI/AO/SIO独立信号输入输出接口组成，所述信号输入输出电路的信号接入和接出对象将适用于传感器、动力装置、传动装置、MCU 中央集成控制电脑系统等机构单元有线/无线信号交互。
所述无线数据收发模块包括天线和天线控制集成电路。所述天线是安装在托盘支架内侧，通过馈线与所述天线控制集成电路相互通讯连接。天线控制集成电路是实现对穿戴设备内部芯片物理信息的中继机构，是采用无线射频技术对穿戴设备实现空间读写。所述天线控制集成电路的通讯接口协议是TCP-TP、RS485、RS232、WG26、WG34等通讯格式，并与MCU中央集成控制系统信号输入节点连接，以实现MCU中央集成控制系统对智能穿戴设备的集控和数据采集。根据地，由无线数据收发模块所采集上来的数据包含；游泳在运动数据、穿戴设备工作状态数据、穿戴设备物理数据信息、电量与充电状态数据。由无线数据收发模块向穿戴设备下载数据包含；激活信号、待机信号、工作模式、场景模式等核心数据无线空间加载与调试。
所述无线数据收发模块和无线充电模块单元，本系统还具备上述所提到的PCBA触点，而PCBA触点也是实现对穿戴设备等同的充电和数据收发效果，PCBA触点的核心作用不是取代无线充电和数据收发，而是让穿戴设备持续稳定工作与运行。
所述MCU中央集成控制电脑系统包括MCU中央控制电路、继电器信号输入输出电路、电瓶信号输入输出电路、电源驱动电路、数据通讯接口电路、语音模块电路、身份识别自动电路、嵌入式系统电脑一体机以及系统管理客户端软件。
所述MCU中央控制电路包括CPU主控芯片和数据储存芯片，所述CPU主控芯片是整套自助借还系统机柜的中枢，是执行和驱动及运算所有自控的核心大脑。所述数据存储芯片，是用来存储整套自助借还系的所有相关运行与状态数据。
所述继电器信号输入输出电路包括继电器和接线端子，所述继电器是受控于所述 MCU中央控制电路，是MCU中央控制电路逻辑命令执行机构。继电器可根据控制组件特性，选择有电压输出或零电压输出，以驱动与之相连的机构组件开关。所述接线端子，主要用于与之相连的机构组件的有线电路衔接和导通。
所述电瓶信号输入输出电路，包含：DI/DO/AI/AO/SIO的信号输入输出接口，所述电瓶信号输入输出电路是受控于所述MCU中央控制电路，是MCU中央控制电路逻辑命令执行机构。电瓶信号输入输出电路可根据控制组件特性，有选择性的做数据接口匹配，以实现整套自助借还系统各执行结构的信号与状态侦测和命令执行的信号通道。
所述电源驱动电路包括变压器和电流电压过载保护电路。所述变压器，根据实现整套自助借还系统电气机构组件特性，有针对性的配置高低压变压器，以提供足够的电能驱动。所述电流电压过载保护电路，是用于侦测电流、电压工作状态的核心电路，当异常时会自动跳开保护，避免自助借还系统设备损坏。
所述数据通讯接口电路包括RS485/RS232/WG26/WG34/TCP-IP等常规通讯数据接口，上述数据接口根据与之连接的不同机构的内/外配套设备做相互间的信号通讯。
所述语音模块电路包括：语音控制模块电路、语音驱动模块电路、电瓶信号输入输出电路以及扬声器及功放电路。其主要作用是，通过音频信号向附近用户传递准确的语音消息提醒。不同语音音频信息均存储在所述语音驱动模块电路芯片中，具体播放那类信息提醒取决与之对应电瓶信号输入输出电路接口指令。所述语音模块电路与所述MCU 中央集成控制电脑系统之间连接，并最终受控于MCU中央集成控制电脑系统。
身份识别自动电路主要存在并整合在所述MCU中央集成控制电脑系统上，通讯协议接口适用于通用型RFID读卡器、指纹读卡器、面部特征识别器、音频特征识别器。两者之间通过RS485/RS232/WG26/WG34任一通讯接口做数据连接。所述身份识别自控电路，是用于使用用户身份识别的辅助识别装置，通过识别由MCU中央集成控制系统进行身份计算比对。更具体地，用户可通过智能手机APP专用软件完成穿戴设备的自助借还整个过程。也可通过所述读卡器、生物识别器来完成自助借还的整个过程。
所述嵌入式系统电脑一体机，是系统管理客户端软件的加载载体，是实现人机互动与信息传达的重要窗口。更具体地，嵌入式系统电脑一体机加载过系统管理客户端软件后，将具备客户端软件的全部功能操控。更是与用户实现人机互动并完成电子穿戴设备借还整个过程信息传达与信息回馈窗口。
所述穿戴设备是用户在游泳过程中起到生命保护的重要装置，所述装置可穿戴在用户头部和手部，用户可根据自身需要通过流程取得和还回穿戴设备。
所述GPRS无线信号收发模块包括GPRS无线数据模块电路和天线。所述无线信号收发模块同时与MCU中央集成控制电脑系统和云端运维管理平台软件服务器之间做数据通信。是用于自助借还系统与云端运维管理平台的数据中继，从而实现自助借还系统的逻辑管理与平台运维的数据同步。
所述云端运维管理平台软件，用于具体执行用户注册、用户管理、权限管理、设备管理、场馆管理、销售管理、会员管理、财务管理、综合状态监控、数据统计与分析等综合运维平台。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。