CN107458555A - 一种自动化专业游泳救生衣 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种自动化专业游泳救生衣，包括控制装置、入水检测装置、呼吸传感器、气阀及气囊，入水检测装置实时检测用户口鼻是否处于水面以下，当检测到人体口鼻处于水面以下时，控制装置根据该检测信号打开呼吸传感器，呼吸传感器实时检测人体呼吸状态，并将该信号发送至控制装置，当用户发生第一个吸气动作时，控制装置开启气阀进行气囊的充气。本发明不仅能够手动打开气阀，而且通过入水检测装置和呼吸传感器判定用户是否处于溺水状态，并通过控制装置实现气阀的打开，进而气阀极速释放气体将游泳衣气囊充胀，充胀的气囊将游泳人头部及时浮出水面，及时保证呼吸安全，提供了开启智能泳衣气阀的智能化控制技术，进而提高了救生衣的安全性能。

Description

一种自动化专业游泳救生衣

技术领域

本发明涉及游泳救生设备技术领域，具体涉及一种自动化专业游泳救生衣。

背景技术

救生衣是一种救护生命的服装，设计类似背心，采用尼龙面料或氯丁橡胶，浮力材料或可充气的材料，反光材料等制作而成。一般使用年限为5-7年，是船上、飞机上的救生设备之一。目前开启救生衣气阀的方式分为两种：手动开启和半自动开启，以上开启方式如果用户操作不当或操作不及时容易出现安全问题，目前市场上也没有可以完全自动开启智能泳衣气阀的控制技术，因此提供一种在游泳发生溺水时自动开启智能泳衣气阀的救生衣是本领域技术人员亟待解决的问题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

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，本发明的第一目的在于提出一种自动化专业游泳救生衣。具体技术方案如下：

一种自动化专业游泳救生衣，包括控制装置、入水检测装置、呼吸传感器、气阀及至少一个设置在泳衣本体上的气囊，所述控制装置分别与所述入水检测装置、呼吸传感器及所述气阀相连接，所述气阀与所述气囊相连接，所述入水检测装置实时检测用户口鼻是否处于水面以下，并将检测信号发送至所述控制装置，所述呼吸传感器实时检测人体呼吸状态，并将检测信号发送至所述控制装置，当控制装置判定用户口鼻处于水下且发生第一个吸气动作时，所述控制装置开启所述气阀进行气囊的充气。

根据本发明提供的自动化专业游泳救生衣，不仅能够手动打开气阀，而且通过入水检测装置和呼吸传感器判定用户是否处于溺水状态，并通过控制装置实现气阀的打开，进而气阀极速释放气体将游泳衣气囊充胀，充胀的气囊将游泳人头部及时浮出水面，及时保证呼吸安全，提供了开启智能泳衣气阀的智能化控制技术，进而提高了救生衣的安全性能。

另外，根据本发明提供的一种自动化专业游泳救生衣还具有以下附加技术特征：

根据本发明的一个示例，所述入水检测装置包括设置在用户口鼻附近的入水传感器。

根据本发明的一个示例，所述入水传感器安装在泳镜上。

根据本发明的一个示例，所述入水检测装置包括安装在用户躯干处的陀螺仪和水压传感器，所述陀螺仪实时检测人体姿态数据，所述水压传感器实时检测人体在水中的深度位置，所述控制装置根据所述人体姿态数据、深度位置以及水压传感器装配位置到口鼻的距离判断用户口鼻是否处于水中，当控制装置判断用于口鼻处于水中时启动计时功能，在达到预定时间或用户发生第一个吸气动作时，所述控制装置打开所述气阀。

根据本发明的一个示例，所述呼吸传感器包括围绕用户胸部或腹部的线，所述线的一端与直滑式电阻的一端相连接，所述线的另一端与直滑式电阻活塞的一端相连接，所述直滑式电阻活塞的另一端与回位弹簧的一端相连接，所述回位弹簧的另一端绕过胸部或腹部与所述直滑式电阻的另一端相连接。

根据本发明的一个示例，还包括开闭所述气阀的手动开启按钮，所述手动开启按钮设置在泳衣本体的前侧。

根据本发明的一个示例，还包括通过所述控制装置开闭的求救装置，所述求救装置为安装在泳镜或者泳衣本体上的SOS反射天线。

根据本发明的一个示例，所述用以本体上还设有通讯装置。

本发明的附加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

图1是本实施例的一种自动化专业游泳救生衣的示意图(一)；

图2是本实施例的一种自动化专业游泳救生衣的示意图(二)；

图3是本实施例的另一种自动化专业游泳救生衣的示意图(一)；

图4是本实施例的另一种自动化专业游泳救生衣的示意图(二)；

图5是本实施例的自动化专业游泳救生衣的呼吸传感器的外形图；

图6是本实施例的自动化专业游泳救生衣的呼吸传感器的第一状态示意图；

图7是本实施例的自动化专业游泳救生衣的呼吸传感器的第二状态示意图；

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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。

下面参考附图来详细描述根据本发明的一种自动化专业游泳救生衣。

结合附图1-7所示，本实施例提供了一种自动化专业游泳救生衣，包括控制装置(未示出)、手动开关1、入水检测装置、呼吸传感器2、气阀3及泳衣本体4上的气囊5等结构，泳衣本体优选设计为重量轻、体积小、厚度薄、衣体柔韧的结构，这样才能满足穿戴且又有阻力小，提高产品的使用安全性。本实施例的控制装置为CPU或者控制电路等结构，控制装置分别与入水检测装置、呼吸传感器2及气阀3相连接，气阀3与气囊5相连接，入水检测装置实时检测用户口鼻是否处于水面以下，并将检测信号发送至控制装置，呼吸传感器实时检测人体呼吸状态，并将该信号发送至控制装置，当检测到人体口鼻处于水面以下时，并且用户发生第一个吸气动作时，控制装置开启气阀3，气阀3极速释放气体将游泳衣气囊5充胀，充胀的气囊将游泳人头部及时浮出水面，及时保证呼吸安全。

申请人发现：用户的口鼻在水面下，只要有第一个吸气动作，就必须即刻启动气阀自救，因此基于上述定律，申请人设计了一种入水检测装置的结构，例如图1和2所示，入水检测装置为微型入水传感器6，微型入水传感器6随时监测人体口鼻何时进入水面。微型入水传感器6装配位置应该尽量靠近口鼻，最优选的装配位置在鼻尖，实际装配在泳镜7镜框的左右两端，便于管理。微型入水传感器6就是一个简单的电路开关——即正负两极或者两根线，用水作为通电介质，即遇水通电，此通电信号就是表明人体口鼻已经“在水面下”。

申请人发现，理论上智能泳衣可以在1秒以内做到，从发现游泳溺水到充胀气囊，因为人体重量和水中阻力，实际上还要加上人体上浮时间。一般发生溺水，发现溺水的深度，也就是第一个吸气动作发生的时间，与所处溺水深度、与人体运动量有以下因果关系——游泳运动越快，呼吸量就越大，呼吸动作就越急促，人体耗氧量就越大，溺水时发生吸气动作就越快，口鼻距离水面就越近，上浮时间就越短；相应的，游泳动作越慢，呼吸量就越小，呼吸动作就越慢，人体耗氧量就越小，溺水时发生吸气动作就越慢，口鼻距离水面的距离就较远，上浮时间就越长。总之，溺水深度、人体耗氧量和上浮速度三者之间，会让人体呼吸处于安全范围。具体来说，由人体构造和自卫本能造就人体溺水缓冲结构、缓冲空间(暂名：人体溺水缓冲原理)——溺水时，人体在自卫本能的作用下，会在溺水进入咽喉之前，本能的强制性闭合会厌，由会厌极力密闭气管入口，防止溺水即时进入。因此开始吸入的水(此时系统发现溺水并即刻自救)会首先进入食道和胃，在胃和食道住满溺水之后，再经过本能极力挣扎，大脑在慢慢缺氧情况下，会逐渐处于昏迷状态，神经逐渐放松控制，会厌才会慢慢松开，此时溺水被逼进入气管，溺水进入气管的那一刻，就意味着窒息死亡。从溺水进入咽喉、食道和胃、最后进入气管这个过程，根据本人体会，一般人会有5-8秒的忍耐时间(即溺水缓冲时间)。这就是人体溺水留给自救措施的最佳时间，只要在溺水进入气管之前浮出水面，即使满肚子溺水，人体呼吸还是处于安全状态，达到及时防止游泳溺水窒息死亡的作用和目的——这也是智能泳衣产品设计可行的关键因素。

申请人预计绝大部分溺水情况，3秒以内就可以浮出水面，这个时间即使两三岁儿童也不会出现危险(呼吸自卫本能还包括呛水反应，就是将肺部、气管少量的水，条件反射的及时喷出来)。上浮速度可以通过增加气量和释放速度来进行调节。气阀充胀气囊和上浮水面是同时完成的。

但是申请人又发现了特殊溺水方式(漂浮式憋气昏迷溺水)，有时，游泳人从高处往下跳水或者倒插入水，由于入水角度掌握不好，人体与水面平行撞击，由于撞击力过大导致人体瞬间失去知觉昏迷。此时，人体处于昏迷憋气状态，身体脸朝水下而漂浮于水面——此状态不符合溺水定律，系统不会开启自救。因此申请人又设计了另一种入水检测装置，结合附图3和4所示，该装置包括陀螺仪9和水压传感器10，用胸后位置的陀螺仪9随时监测人体实时姿态——方位、角度；用腰后或胸后水压传感器10随时监测人体在水中深度位置；并且控制装置通过水压传感器10装配位置到口鼻的距离计算出口鼻进入水面的时间结果。以此取代上述的入水传感器，用陀螺仪实时数据、水压传感器实时数据和水压传感器装配位置到口鼻的直线距离数据，用这三者数据计算出口鼻入水时间一一目的就是取代入水传感器功能，不用佩戴泳镜，也能正常使用智能泳衣。

如图5-7所示，本实施例通过用微型呼吸传感器(即胸围长度变化动态电子测量仪)随时监测人体呼吸状态能够及时发现溺水定律在水面下“第一个吸气动作”这个特定条件。呼吸传感器2包括一根无弹性的紧紧围绕胸围的线，线的一端与直滑式电阻一端相连，线的另一端与直滑式电阻活塞相连，直滑式电阻活塞另一端与回位弹簧一端相连，弹簧的另一端绕过胸围又与直滑式电阻的另一端相连。工作过程：吸气时，胸腔扩展，胸围逐渐变大变长，同时胸围扩张带动线向外拉动，拉动的线的一端带动直滑式电阻活塞向外移动，此时直滑式电阻会输出或大或小的电流信号；当呼气时，胸腔收缩，回位弹簧会及时带动直滑式电阻活塞随胸腔向内移动，直滑式电阻此时会输出或小或大的电流信号。根据这个原理过程，呼吸传感器实时将信号传入控制装置，计算程序会监测到如下呼吸状态(直滑式电阻装配在胸后位置)。以下对微型呼吸传感器的工作过程进行进一步说明：

1、当吸气时，胸腔扩张，带动直滑式电阻逐渐输出较大信号，即传感器逐渐输出较大信号时就是吸气状态——因为水面下没有空气，所以禁止水面下有人体吸气动作(根据入水传感器和呼吸传感器数据，控制装置会发现水下第一个吸气动作)——这是发现溺水定律“第一个吸气动作”特定条件的方法。

2、当呼气时，胸腔收缩，带动直滑式电阻逐渐输出较小信号，即传感器逐渐输出较小信号时就是呼气状态——水面下可以有呼气动作。

3、当迅速吸气到最大状态，胸腔也迅速扩张到最大状态并保持不变；同时，直滑式电阻同步快速输出最大信号并保持不变，这就是憋气状态——这是进入水面下的必备状态。

4、如有需要，呼吸传感器同样可以监测腹部大小的变化。

根据需要，智能泳衣上半身有一个或多个气囊，气囊由电控气阀极速供气。气阀有释放压缩气体和产生化学气体两种方式。目前气阀产生气体这个技术完全可以达到智能泳衣所需要求(其充胀气囊的速度范围在0.02秒-1秒之间)，这里如无必要就不介绍了。(智能泳衣所有部件由一个电池统一供电)

经过申请人实验证明，入水传感器实现功能应在0.1秒-0.01秒之间，呼吸传感器实现功能应在0.1秒-0.01秒之间，气阀打开应在1秒-0.01秒之间，能够完全开启气阀自救，具有较高的安全性能。

有利的，本实施例的泳镜7安装有SOS反射天线8，或者启动后智能泳衣会释放浮标式SOS反射天线8。另外，本实施例的智能泳衣还可以将手机主要通讯功能运用其中，将来只要插入手机卡就可以通话或自动求救。

有利的，本实施例的CPU或控制装置中有游泳数据记录仪，可以查看游泳过程发生的情况。

综上所述，根据本实施例提供的自动化专业游泳救生衣，不仅能够手动打开气阀，而且通过入水检测装置和呼吸传感器判定用户是否处于溺水状态，并通过控制装置实现气阀的打开，进而气阀极速释放气体将游泳衣气囊充胀，充胀的气囊将游泳人头部及时浮出水面，及时保证呼吸安全，提供了开启智能泳衣气阀的智能化控制技术，进而提高了救生衣的安全性能。

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。

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。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。

Claims (8)

1.一种自动化专业游泳救生衣，其特征在于，包括控制装置、入水检测装置、呼吸传感器、气阀及至少一个设置在泳衣本体上的气囊，所述控制装置分别与所述入水检测装置、呼吸传感器及所述气阀相连接，所述气阀与所述气囊相连接，所述入水检测装置实时检测用户口鼻是否处于水面以下，并将检测信号发送至所述控制装置，所述呼吸传感器实时检测人体呼吸状态，并将检测信号发送至所述控制装置，当控制装置判定用户口鼻处于水下且发生第一个吸气动作时，所述控制装置开启所述气阀进行气囊的充气。

2.根据权利要求1所述的自动化专业游泳救生衣，其特征在于，所述入水检测装置包括设置在用户口鼻附近的入水传感器。

3.根据权利要求2所述的自动化专业游泳救生衣，其特征在于，所述入水传感器安装在泳镜上。

4.根据权利要求1所述的自动化专业游泳救生衣，其特征在于，所述入水检测装置包括安装在用户躯干处的陀螺仪和水压传感器，所述陀螺仪实时检测人体姿态数据，所述水压传感器实时检测人体在水中的深度位置，所述控制装置根据所述人体姿态数据、深度位置以及水压传感器装配位置到口鼻的距离判断用户口鼻是否处于水中，当控制装置判断用于口鼻处于水中时启动计时功能，在达到预定时间或用户发生第一个吸气动作时，所述控制装置打开所述气阀。

5.根据权利要求1所述的自动化专业游泳救生衣，其特征在于，所述呼吸传感器包括围绕用户胸部或腹部的线，所述线的一端与直滑式电阻的一端相连接，所述线的另一端与直滑式电阻活塞的一端相连接，所述直滑式电阻活塞的另一端与回位弹簧的一端相连接，所述回位弹簧的另一端绕过胸部或腹部与所述直滑式电阻的另一端相连接。

6.根据权利要求1所述的自动化专业游泳救生衣，其特征在于，还包括开闭所述气阀的手动开启按钮，所述手动开启按钮设置在泳衣本体的前侧。

7.根据权利要求1所述的自动化专业游泳救生衣，其特征在于，还包括通过所述控制装置开闭的求救装置，所述求救装置为安装在泳镜或者泳衣本体上的SOS反射天线。

8.根据权利要求1所述的自动化专业游泳救生衣，其特征在于，所述用以本体上还设有通讯装置。