CN110979597A - 一种智能救生泳裤 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能救生泳裤，包括泳裤，还包括：位于泳裤腹部的防水仓内的控制模块、充气模块和心率感应器；所述心率感应器位于泳裤裤腿中对应大腿内侧的大动脉位置；所述泳裤设有防水仓；所述控制模块包括控制芯片和电源；所述充气模块包括所述泳裤上设有的气囊、所述气囊外固定的控制盒以及与所述控制盒的下部连接的压缩气体罐；所述压缩气体罐的出气口插设于控制盒的内部，并与气囊的内腔相通；所述控制芯片根据心率数据判断是否在正常范围，若不在正常范围则控制所述控制盒将所述压缩气体罐的气体灌入所述气囊。本发明的泳裤可以使得水上救生更为安全和实效。

Description

一种智能救生泳裤

技术领域

本发明涉及救生泳裤技术领域，特别是涉及一种智能救生泳裤。

背景技术

水上救援一直是人们研究的重心。目前救援泳裤发展迅猛，在一篇公开号为CN206579811U，名称为《一种可充气式紧急救援泳裤》的实用新型中，针对游泳者在游泳过程中遇到紧急情况的问题，公开了一种通过手动打开泳裤上面的储存气体的微型气罐，通过充气管道对折叠在泳裤内的救生气囊充气，使得气囊膨胀漂浮到水面产生浮力的可充气式紧急救援泳裤，其优点在于结构简单、成本较低，且较容易穿上。然而，手动无动力救援泳裤只是给落水者提供足够的浮力，使其不会沉入水中而造成溺水身亡，在遇到紧急情况时，并不能保障人们的安全。例如在人们落水受伤无法动弹时，救生泳裤无法自动充气，很可能导致人们遇险。目前仍然缺乏可以自动充气自动动力的救援装置。

发明内容

基于此，本发明提供一种智能救生泳裤，可以在遇到紧急情况时，气囊智能充气，更为安全和方便。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种智能救生泳裤，包括泳裤，还包括：

位于泳裤腹部的防水仓内的控制模块、充气模块和心率感应器；所述心率感应器位于泳裤裤腿中对应大腿内侧的大动脉位置；所述泳裤设有防水仓；所述控制模块包括控制芯片和电源；

所述充气模块包括所述泳裤上设有的气囊、所述气囊外固定的控制盒以及与所述控制盒的下部连接的压缩气体罐；所述压缩气体罐的出气口插设于控制盒的内部，并与气囊的内腔相通；

所述控制盒用于控制所述压缩气体罐的气体灌入所述气囊；所述心率感应器用于检测用户心率，将用户心率数据发送至所述控制芯片；所述控制芯片根据所述心率数据判断是否在正常范围，若不在正常范围则控制所述控制盒将所述压缩气体罐的气体灌入所述气囊。

作为上述方案的进一步改进为：

所述气囊包括：

所述泳裤上部开口处的外侧边缘装设的腰部气囊以及所述泳裤的后侧面中部装设的背部气囊；所述腰部气囊和所述背部气囊内腔相通；

所述背部气囊的外部固定有控制盒，所述控制盒的内部还装设有供电电源，所述控制盒的下部连接有压缩气体罐，所述压缩气体罐的出气口插设于控制盒的内部，并与背部气囊的内腔相通。

上述方案中，优选地，所述控制盒通过装设在所述压缩气体罐的出气口与所述背部气囊的内腔之间的电磁控制开关控制压缩气体罐的气体灌入所述背部气囊和所述腰部气囊。

上述方案中，优选地，所述防水仓包括：位于泳裤正面的正面防水仓和位于泳裤背面的背面防水仓。

上述方案中，优选地，所述控制模块装设于所述正面防水仓内；所述控制模块还包括信号发生装置；所述信号发生装置用于在所述心率数据判定不在正常范围时，接收所述控制芯片的启动信号，并向外界发送求救信号。

上述方案中，优选地，所述泳裤的腰部下方区域环绕腰部装设有若干超声波距离感应器，所述超声波距离感应器用于检测离岸距离。

上述方案中，优选地，所述超声波距离感应器包括超声波发射与接收探头和微控制单元；所述微控制单元用于根据超声波发射探头发射的超声波和接收探头接收的超声波时间，计算离岸的距离，并将距离数据发送至所述控制芯片。

上述方案中，优选地，还包括：用于提供用户水中动力的动力模块；所述动力模块包括泵进式喷射器和与所述泵进式喷射器连接的若干管道；

所述泵进式喷射器包括动力电源、高分子材料离心泵和六轴陀螺仪；所述高分子材料离心泵用于在接收所述控制芯片驱动信号时，产生动力；

所述管道根部设有电磁阀；所述管道对称分布于泳裤裤腿的前、后、外侧；

所述六轴陀螺仪用于捕获用户在水中的状态，将所采集的数据传回所述控制芯片进行处理，所述控制芯片根据采集的数据判断用户此时的综合状态，并根据所述综合状态通过控制所述电磁阀分别控制各个管道的通断。

上述方案中，优选地，所述管道为六条。

上述方案中，优选地，所述正常范围为55-180次/分。

由以上方案可以看出，本发明的智能救生泳裤，通过装设在泳裤裤腿中对应大腿内侧的大动脉位置的心率感应器，实时检测用户的心率，并发送给控制芯片，控制芯片发现心率超出正常范围时，启动急救措施，控制控制盒将压缩气体罐的气体灌入气囊，从而实现了在发生紧急情况时，即使用户并不能操作也可以自动实现自救行为，实现气囊的自动充气，从而加大了自救的成功率和安全性。在此基础上，泳裤还设有信号发生装置，在遇险时，可以实时发射急救信号，以更快的得到外界的帮助。

同时，通过设置的动力模块，通过六轴陀螺仪捕获用户在水中的状态，将这种状态传递给控制芯片，控制芯片再调整高分子材料离心泵的动力以及各个管道的通断，可以调整用户在水中的状态以及前进的状态，让用户以更好更快的上岸。在泳裤腰部环腰设置若干超声波距离感应器，可以在启动急救措施时，实时测量离岸最近距离以及方向，从而通过控制芯片调整动力模块的动力方向，从而能够带动用户前进，更快上岸，更容易自救。

附图说明

图1为本发明实施例智能救生泳裤的正面结构示意图；

图2为本发明实施例智能救生泳裤的背面结构示意图；

图3为本发明实施例智能救生泳裤的侧面结构示意图；

图4为本发明实施例智能救生泳裤的运作示意图。

其中：100、泳裤；110、背面防水仓；210、腰部气囊；220、背部气囊；230、控制盒；240、供电电源；250、压缩气体罐；260、电磁控制开关；310、超声波测距仪；411、心率感应器；420、控制处理系统；421、控制芯片；422、纽扣电池；423、信号发生装置；510、泵进式喷射器；521-526、水管；530、动力电池。

具体实施方式

下面结合附图以及具体的实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述。

参见图1至图4所示，本发明的实施例首先以一个具体优化的实施例的方式说明下本发明的泳裤结构和原理。

本发明的实施例提供了一种智能救生泳裤，包括泳裤本体，用于提供浮力的充气模块，用于检测、控制、处理的检测以及控制处理模块以及提供动力的动力模块。充气模块包括：在所述救生泳裤本体内设有固有气囊，固有气囊分为背部气囊和腰部气囊，两个气囊内腔相连，固有气囊通过压缩气体罐进行充气。在泳裤内的动力模块包括泵进式喷射器和与其连接的六条防水布料管道，该泵进式喷射器由小型动力电池、内部集成的一片MPU6050六轴陀螺仪和高分子材料离心泵组成。所述动力电池安装于救生泳裤本体的背面防水仓内，此动力电池为可充电电池，防水充电接口置于防水仓外。高分子材料离心泵安装于动力电池外部并与动力电池相连，正常情况下六条防水布料管道折叠平贴于泳裤内部大腿两侧，当离心泵工作时，管道由于水压张开。检测以及控制处理模块包括：控制芯片、超声波距离感应器、信号发生装置以及救生泳裤本体内设置的心率感应器。心率感应器置于救生泳裤大腿内侧主动脉位置；救生泳裤本体内设有的超声波距离感应器，且超声波距离感应器环绕腰部一周，所述超声波距离感应器利用超声波测距技术检测距离。在救生泳裤正面设有正面防水仓，所述正面防水仓内设有控制芯片和纽扣电池以及信号发生装置，用于检测、处理信号以及控制装置运行。

进一步的，防水仓可以采用两层缝合的泳裤布料，内侧涂有高弹防水涂料。

进一步的，所述心率感应器与控制芯片通过泳裤内置电线连接，通过心率感应器检测游泳者身体状况，判断是否开启救生模式。

进一步的，所述控制芯片与所述超声波距离感应器通过泳裤内置电线连接，此超声波距离感应器包括超声波发射与接收探头、MCU(微控制单元)。在救生模式下，根据距离感应器的MCU获得超声波从发射到接收的时间，判断距离岸边的最短距离，进而决定使用者的前进方向。

进一步的，所述控制芯片与泵进式喷射器通过泳裤内置电线连接，所述泵进式喷射器的管道安装通过连接件分别固定在两条腿大腿的前、后、外侧六个位置，在开启动力装置时，是通过控制芯片发送信号，使得离心泵先吸水再通过离心力将水通过六根管道甩出去，六根水管通过一定顺序的先后喷射进而调整使用者的前进方向。

进一步的，经计算，所述泵进式喷射器不足500g，不会影响正常的游泳行为。

进一步的，所述控制芯片与充气装置连接通过泳裤内置电线连接，通过控制芯片控制充气装置的电磁控制开关闭合，随即压缩气罐中的气体进入气囊。

进一步的，所述控制芯片在正常情况下处于休眠模式，纽扣电池仅提供心率感应器运行和其信号处理的电量，当进入救生模式后唤醒芯片所有功能，通过控制芯片启动水泵电源。

本发明实施例的有益效果为：由于救生泳裤通过控制芯片对整个救生装置进行全自动控制，同时配置有动力装置，能够快速感知使用者落入后的位置，并提供推力协助使用者快速靠岸，极大缩短了使用者脱离险境的时间，减小了操作难度，帮助使用者进行自救。相较于已知的单纯充气式救生泳裤而言，无须使用者自行操作，并能快速靠岸，本实施例的泳裤具备更强的自救功能以及一定的他救功能，特别适合于儿童或不擅长游泳的人使用，例如在河道、海边等危险水域活动时，遇到危险，如漩涡，暗流时，可有助于人体的游动速度，快速脱离危险。

接下来，详细说下本实施例的具体结构，请参见图1、图2、图3及图4。

本实施例提供的一种全自动动力救生泳裤，请参见图1，图1为泳裤正面图，图上泳裤包括救生泳裤本体100、充气模块、感应模块和检测以及控制处理模块。在所述救生泳裤本体100内的用于检测以及控制处理模块内设有检测系统、控制处理系统420。所述检测系统内设有心率感应器411，位于泳裤大腿内测大动脉位置，控制处理系统420内设有控制芯片421(以STM32单片机为佳)、纽扣电池422、信号发生装置423，所述控制处理系统420置于泳裤腹部的正面防水仓内。心率感应器411与控制芯片421连接，通过心率感应器411检测游泳者身体状况，判断是否开启救生模式。

控制芯片(STM32单片机)的作用主要有三个方面。一是接收心率传感器的信号，并通过程序判断使用者是否处于正常状态，当不处于正常状态时输出高电平启动救援装置和后方水泵电池。二是接收来自陀螺仪的信号，通过程序判断开启六条水管上方的开关，调整使用者方向使其正面超声波发射装置测得距离最短。三是通过输出一个高电平打开充气装置的开关使充气装置对气囊充气。

请参见图2，图2为泳裤背面，可见包括救生泳裤本体100、充气模块、动力模块。在所述泳裤本体的上部开口的外侧边缘装设有腰部气囊210，所述泳裤本体的后侧面中部装设有背部气囊220，所述背部气囊的外部固定有控制盒230，所述控制盒的内部还装设有供电电源240，所述控制盒的下部连接有压缩气体罐250，所述压缩气体罐的出气口插设于控制盒的内部，并与背部气囊的内腔相通，且两者之间装设有电磁控制开关260。在所述救生泳裤本体100内的动力模块内设有泵进式喷射器510、水管组、动力电池530。所述泵进式喷射器510安装于电池530下方并与电池相连，所述水管组由水管(即管道)521-526六条水管组成，水管521-526安装于泳裤两侧，分别固定在两条腿大腿的前、后、外侧六个位置。通过控制芯片421发送信号，使得离心泵先吸水再通过离心力将水通过六根管道甩出去，六根水管通过一定顺序的先后喷射进而调整使用者的前进方向。所述动力电池530安装于动力救生泳裤本体100的背面防水仓110内。

在本实施例中，如使用者不幸落水，出现呼吸困难、不规律等溺水现象，所述检测系统通过心率感应器411检测到使用者心率超出正常范围(范围(55-180)次/分为正常范围心率)时，控制处理系统420控制充气模块内的电磁控制开关260，使得压缩气体罐250中的气体进入背部气囊220和腰部气囊210，气囊所产生的浮力可以支持使用者漂浮在水面上。

如图3和4所示，在所述救生泳裤本体100的腰部设置有感应装置内的超声波测距仪310(即超声波距离感应器)，通过超声波测距确定溺水者离岸边最近的方向，随即控制系统420控制六条水管的不同管道出水的调整使用者的方向，动力电池530开始为泵进式喷射器510供电，泵进式喷射器510开始正常工作，将溺水者推向岸边，以便溺水者安全上岸，或者以便在他人的帮助下上岸。在水中前进的最大速度大概1.5M/S，功率88W。

具体原理为：当使用者遇险时，需通过泵进式喷射器510对水管521-526喷射产生的推力调整其在水中的姿态，然后加大泵进式喷射器510动力，帮助使用者脱离险情。为使喷射器能够准确推进，该装置内部集成一片MPU6050六轴陀螺仪，可准确捕获遇险者在水中姿态，将所采集的数据传回STM32单片机(即控制芯片)进行处理，再输出信号分别控制六根水管521-526的通断，六根水管521-526交替喷射时，以达到调整遇险者在水中姿态的目的，当MPU6050六轴陀螺仪传回数据匹配启动喷射器510的条件时，全力推进，并在推进过程中时刻检测并调整遇险者姿态保持安全。

由控制芯片输出信号发送的是数字信号，通过数模转换器可以将数字信号转换成模拟信号，模拟为电压量，然后通过设置在水管根部的电磁阀控制六根水管的通断。

在开启动力装置时，是通过控制芯片发送信号，使得离心泵先吸水再通过离心力将水通过六根管道甩出去，六根水管通过一定顺序的先后喷射进而调整使用者的前进方向。待使用者面向离最近岸边的方向时，前方水管关闭，仅后方水管喷水，为使用者提供前进动力。

本发明实施例的有益效果为：本发明具有全新的设计理念，结构合理，穿戴简单，连接可靠，负重小。通常情况下能保证使用者通常情况下在水中游泳、作业的灵活性，在紧急情况时可以全自动提供足够的浮力协助使用者快速脱离危险，同时配置有感应装置，能够快速感知使用者落入后的位置，并提供推力协助使用者快速靠岸，保证使用者的安全，具备较强的自救功能，特别适合于儿童或不擅长游泳的人使用，又如在河道、海边等危险水域活动时，遇到危险，如漩涡，暗流时，可有助于人体的游动速度，快速脱离危险。

由以上方案可以看出，本发明的智能救生泳裤，通过装设在泳裤裤腿中对应大腿内侧的大动脉位置的心率感应器，实时检测用户的心率，并发送给控制芯片，控制芯片发现心率超出正常范围时，启动急救措施，控制控制盒将压缩气体罐的气体灌入气囊，从而实现了在发生紧急情况时，即使用户并不能操作也可以自动实现自救行为，实现气囊的自动充气，从而加大了自救的成功率和安全性。在此基础上，泳裤还设有信号发生装置，在遇险时，可以实时发射急救信号，以更快的得到外界的帮助。

同时，通过设置的动力模块，通过六轴陀螺仪捕获用户在水中的状态，将这种状态传递给控制芯片，控制芯片再调整高分子材料离心泵的动力以及各个管道的通断，可以调整用户在水中的状态以及前进的状态，让用户以更好更快的上岸。在泳裤腰部环腰设置若干超声波距离感应器，可以在启动急救措施时，实时测量离岸最近距离以及方向，从而通过控制芯片调整动力模块的动力方向，从而能够带动用户前进，更快上岸，更容易自救。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种智能救生泳裤，包括泳裤，其特征在于，还包括：

位于泳裤腹部的防水仓内的控制模块、充气模块和心率感应器；所述心率感应器位于泳裤裤腿中对应大腿内侧的大动脉位置；所述泳裤设有防水仓；所述控制模块包括控制芯片和电源；

所述充气模块包括所述泳裤上设有的气囊、所述气囊外固定的控制盒以及与所述控制盒的下部连接的压缩气体罐；所述压缩气体罐的出气口插设于控制盒的内部，并与气囊的内腔相通；

所述控制盒用于控制所述压缩气体罐的气体灌入所述气囊；所述心率感应器用于检测用户心率，将用户心率数据发送至所述控制芯片；所述控制芯片根据所述心率数据判断是否在正常范围，若不在正常范围则控制所述控制盒将所述压缩气体罐的气体灌入所述气囊。

2.根据权利要求1所述的智能救生泳裤，其特征在于，所述气囊包括：

所述泳裤上部开口处的外侧边缘装设的腰部气囊以及所述泳裤的后侧面中部装设的背部气囊；所述腰部气囊和所述背部气囊内腔相通；

所述背部气囊的外部固定有控制盒，所述控制盒的内部还装设有供电电源，所述控制盒的下部连接有压缩气体罐，所述压缩气体罐的出气口插设于控制盒的内部，并与背部气囊的内腔相通。

3.根据权利要求2所述的智能救生泳裤，其特征在于，所述控制盒通过装设在所述压缩气体罐的出气口与所述背部气囊的内腔之间的电磁控制开关控制压缩气体罐的气体灌入所述背部气囊和所述腰部气囊。

4.根据权利要求1所述的智能救生泳裤，其特征在于，所述防水仓包括：位于泳裤正面的正面防水仓和位于泳裤背面的背面防水仓。

5.根据权利要求4所述的智能救生泳裤，其特征在于，所述控制模块装设于所述正面防水仓内；所述控制模块还包括信号发生装置；所述信号发生装置用于在所述心率数据判定不在正常范围时，接收所述控制芯片的启动信号，并向外界发送求救信号。

6.根据权利要求1所述的智能救生泳裤，其特征在于，所述泳裤的腰部下方区域环绕腰部装设有若干超声波距离感应器，所述超声波距离感应器用于检测离岸距离。

7.根据权利要求6所述的智能救生泳裤，其特征在于，所述超声波距离感应器包括超声波发射与接收探头和微控制单元；所述微控制单元用于根据超声波发射探头发射的超声波和接收探头接收的超声波时间，计算离岸的距离，并将距离数据发送至所述控制芯片。

8.根据权利要求1所述的智能救生泳裤，其特征在于，还包括：用于提供用户水中动力的动力模块；所述动力模块包括泵进式喷射器和与所述泵进式喷射器连接的若干管道；

所述泵进式喷射器包括动力电源、高分子材料离心泵和六轴陀螺仪；所述高分子材料离心泵用于在接收所述控制芯片驱动信号时，产生动力；

所述管道根部设有电磁阀；所述管道对称分布于泳裤裤腿的前、后、外侧；

所述六轴陀螺仪用于捕获用户在水中的状态，将所采集的数据传回所述控制芯片进行处理，所述控制芯片根据采集的数据判断用户此时的综合状态，并根据所述综合状态通过控制所述电磁阀分别控制各个管道的通断。

9.根据权利要求8所述的智能救生泳裤，其特征在于，所述管道为六条。

10.根据权利要求1所述的智能救生泳裤，其特征在于，所述正常范围为55-180次/分。

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