CN112365679B - 一种水下施工用防水型报警装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下施工用防水型报警装置，包括穿戴放置本体，所述穿戴放置本体一侧设有氧气罐，所述穿戴放置本体上设有束腰带，所述束腰带两侧均缝合连接有第一收紧带，其中一个第一收紧带一端缝合连接有目字扣，所述束腰带内部缝合有收纳袋，所述收纳袋内设有压缩气囊。本发明通过穿戴放置本体携带本装置下潜至水下施工，利用氧气罐内的存储氧对气室和压缩气囊进行充气，气室鼓起后，能够提高施工人员的浮力，利用气室的鼓起压迫力达到水下提示的效果，压缩气囊上升达到信号增强的效果，第一GPS模块对施工人员定位，第二GPS模块对压缩气囊上升位置进行定位，配合声光报警器，尽可能的提高施工人员安全保障。

Description

一种水下施工用防水型报警装置

技术领域

本发明涉及水下施工安全技术领域，具体涉及一种水下施工用防水型报警装置。

背景技术

浩瀚的水域环境中，蕴藏着丰富的资源。人们为了扩充生存空间和开发资源，在水域中兴建了各种工程，收获极大。通常在水下施工时，需要施工人员穿戴潜水设备，并携带氧气罐和施工设备下潜至水中，并在施工区域进行施工操作，存在一定的风险性，所以，安全防护需要准备妥当。在施工人员下水施工时，水面需要留观察人员配合，以保证水下施工人员的安全，并结合防水报警装置，在危险来临前进行预警。

现有的预警装置存在一定缺陷，如水下施工人员工作时，无法时时刻刻注意报警器，如不能敏感的感测到信号，不能及时与水面人员取得联系，特别是一些复杂水域，预警信号容易受到干扰屏蔽，在施工人员发出紧急信号后，水面人员不能做出及时应对，会给施工人员的生命安全带来隐患。

因此，发明一种水下施工用防水型报警装置来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种水下施工用防水型报警装置，通过穿戴放置本体携带本装置下潜至水下施工，利用氧气罐内的存储氧对气室和压缩气囊进行充气，气室鼓起后，能够提高施工人员的浮力，利用气室的鼓起压迫力达到水下提示的效果，压缩气囊上升达到信号增强的效果，第一GPS模块对施工人员定位，第二GPS模块对压缩气囊上升位置进行定位，配合声光报警器，尽可能的提高施工人员安全保障，以解决技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水下施工用防水型报警装置，包括穿戴放置本体，所述穿戴放置本体一侧设有氧气罐，所述穿戴放置本体上设有束腰带，所述束腰带两侧均缝合连接有第一收紧带，其中一个第一收紧带一端缝合连接有目字扣，所述束腰带内部缝合有收纳袋，所述收纳袋内设有压缩气囊，且收纳袋表面设有双头拉链，所述双头拉链缝合在束腰带一侧，所述收纳袋与束腰带内部之间还设有气室；

所述穿戴放置本体上还设有背盒，所述背盒背部固定连接有壳体，所述壳体轴心处转动连接有转轴，所述转轴外侧绕设有输气软管，所述壳体顶端开设有弧形口，所述输气软管一端穿过弧形口且与压缩气囊连通，所述背盒内部设有第一蓄电池，所述第一蓄电池的外侧电性连接有施工环境监测组件，所述背盒内侧顶部固定连接有单片机，所述背盒内侧底部固定连接有微型气泵，所述单片机和微型气泵均与第一蓄电池电性连接，所述微型气泵输入端设有第一气管，所述微型气泵输出端设有三通管，所述三通管远离微型气泵输出端的两端分别设有第二气管和第三气管，所述第一气管与氧气罐输出端相匹配，所述第二气管与气室相连通，所述第三气管与输气软管远离压缩气囊的一端连通，所述第二气管内部设有第一电磁阀，所述第三气管内部设有第二电磁阀；

所述压缩气囊外部一侧固定连接有密封盒体，所述密封盒体内部固定连接有第二蓄电池，所述第二蓄电池一侧电性连接有声光报警器，所述密封盒体内侧顶部固定连接有无线信号收发器，所述背盒内侧底部固定连接有第二GPS模块，所述无线信号收发器和第二GPS模块均与第二蓄电池电性连接，所述密封盒体由PPS透明塑料材质制成；

所述氧气罐内部设有供氧内压传感器，所述气室内部设有气室内压传感器，所述压缩气囊内部设有气囊内压传感器，所述单片机的输入端设有A/D转换器，所述单片机的输出端设有D/A转换器，所述气室内压传感器和气囊内压传感器均与A/D转换器电性连接，所述微型气泵、声光报警器、第一电磁阀和第二电磁阀均与D/A转换器电性连接，所述第二GPS模块与无线信号收发器电性连接，所述单片机的连接端还设有手控开关。

优选的，所述施工环境监测组件包括第一GPS模块、水压传感器和水温传感器，所述第一GPS模块、水压传感器和水温传感器均固定连接于密封盒体内部，且水压传感器和水温传感器的感测端均贯穿密封盒体且延伸至密封盒体外部，所述第一GPS模块、水压传感器和水温传感器均与A/D转换器电性连接。

优选的，所述转轴一端贯穿壳体并延伸至壳体外部，所述转轴一端开设有方形槽，所述方形槽内活动插接有收纳转把。

优选的，所述穿戴放置本体包括背带、第二收紧带和肩带，连接扣设置在束腰带的顶部、背带的下部，所述第二收紧带穿设在连接扣内部，所述第二收紧带外侧套设有叠环，所述第二收紧带两端穿过叠环并缝合连接于背带一端，两个所述背带之间缝合连接有肩带。

优选的，两个所述肩带外侧底部均滑动连接有套环，所述束腰带顶部中心位置固定连接有连接块，所述套环一侧和连接块顶部均固定连接有插块，所述背盒两侧和底部均开设有插槽，所述插块与插槽相匹配，所述插槽一侧开设有螺纹孔，所述螺纹孔内设有螺丝。

优选的，所述背带、肩带和束腰带一侧均设有防护层，所述防护层由硅胶材料制成。

优选的，所述手控开关外侧套设有防护套，所述防护套与束腰带一侧通过魔术贴固定连接。

优选的，所述背盒和密封盒体的内部合缝处均设有密封盘根，所述背盒和密封盒体外侧均喷涂有防水涂料。

在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

1、通过穿戴放置本体携带本装置下潜至水下施工，利用氧气罐内的存储氧对气室和压缩气囊进行充气，气室鼓起后，能够提高施工人员的浮力，利用气室的鼓起压迫力达到水下提示的效果，压缩气囊上升达到信号增强的效果，第一GPS模块对施工人员定位，第二GPS模块对压缩气囊上升位置进行定位，配合声光报警器，尽可能的提高施工人员安全保障，解决了现有技术中存在的水下环境复杂导致的信号受到干扰屏蔽带来的安全隐患问题，同时解决了水下报警提示不敏感的问题；

2、通过利用供氧内压传感器感测氧气罐内部压力，判断氧气余量，当氧气余量达到设定警戒线时，单片机控制微型气泵启动，且此时第一电磁阀打开，第二电磁阀关闭，气室鼓起对施工人员进行提示，且气室内压传感器感测气室内部压力，达到设定压力后，此时微型气泵和第一电磁阀同时关闭，之后当对压缩气囊进行充气时，气囊内压传感器感测压缩气囊内压，当达到设定安全值时，微型气泵和第二电磁阀同时关闭，避免装置充气破损，且收纳转把与方形槽为可拆卸结构，当输气软管放出后，通过插入收纳转把旋转便于将输气软管收回壳体内部，便于循环使用；

3、通过调整穿戴放置本体的穿戴松紧度，配合防护层，达到快速舒适的穿戴效果，减少负重和对施工设备的影响，且报警装置不易掉落，提高施工的安全性，将防护套与束腰带一侧通过魔术贴固定连接，便于固定手控开关，在水下施工时，伸手即可拿到手控开关进行调节操作，装置便于使用，与现有技术相比，更便于水下施工使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明束腰带的主视图；

图3为本发明束腰带的剖视图；

图4为本发明背盒的后视图；

图5为本发明壳体的剖面结构示意图；

图6为本发明背盒的内部结构示意图；

图7为本发明第一气管、第二气管和第三气管的连接结构示意图；

图8为本发明压缩气囊的仰视图；

图9为本发明压缩气囊的立体图；

图10为本发明密封盒体的内部结构示意图；

图11为本发明的整体系统流程图。

附图标记说明：

1穿戴放置本体、2束腰带、3第一收紧带、4目字扣、5收纳袋、6压缩气囊、7双头拉链、8气室、9背盒、10壳体、11转轴、12输气软管、13弧形口、14第一蓄电池、15施工环境监测组件、151第一GPS模块、152水压传感器、153水温传感器、16单片机、17微型气泵、18三通管、19第一气管、20第二气管、21第三气管、22第一电磁阀、23第二电磁阀、24密封盒体、25第二蓄电池、26声光报警器、27无线信号收发器、28第二GPS模块、29供氧内压传感器、30气室内压传感器、31气囊内压传感器、32手控开关、33方形槽、34收纳转把、35背带、36第二收紧带、37肩带、38连接扣、39叠环、40套环、41连接块、42插块、43插槽、44螺丝。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

本发明提供了如图1-11所示的一种水下施工用防水型报警装置，包括穿戴放置本体1，所述穿戴放置本体1一侧设有氧气罐，所述穿戴放置本体1上设有束腰带2，所述束腰带2两侧均缝合连接有第一收紧带3，其中一个第一收紧带3一端缝合连接有目字扣4，所述束腰带2内部缝合有收纳袋5，所述收纳袋5内设有压缩气囊6，且收纳袋5表面设有双头拉链7，所述双头拉链7缝合在束腰带2一侧，所述收纳袋5与束腰带2内部之间还设有气室8；

所述穿戴放置本体1上还设有背盒9，所述背盒9背部固定连接有壳体10，所述壳体10轴心处转动连接有转轴11，所述转轴11外侧绕设有输气软管12，所述壳体10顶端开设有弧形口13，所述输气软管12一端穿过弧形口13且与压缩气囊6连通，所述背盒9内部设有第一蓄电池14，所述第一蓄电池14的外侧电性连接有施工环境监测组件15，所述背盒9内侧顶部固定连接有单片机16，所述背盒9内侧底部固定连接有微型气泵17，所述单片机16和微型气泵17均与第一蓄电池14电性连接，所述微型气泵17输入端设有第一气管19，所述微型气泵17输出端设有三通管18，所述三通管18远离微型气泵17输出端的两端分别设有第二气管20和第三气管21，所述第一气管19与氧气罐输出端相匹配，所述第二气管20与气室8相连通，所述第三气管21与输气软管12远离压缩气囊6的一端连通，所述第二气管20内部设有第一电磁阀22，所述第三气管21内部设有第二电磁阀23；

所述压缩气囊6外部一侧固定连接有密封盒体24，所述密封盒体24内部固定连接有第二蓄电池25，所述第二蓄电池25一侧电性连接有声光报警器26，所述密封盒体24内侧顶部固定连接有无线信号收发器27，所述背盒9内侧底部固定连接有第二GPS模块28，所述无线信号收发器27和第二GPS模块28均与第二蓄电池25电性连接，所述密封盒体24由PPS透明塑料材质制成；

所述氧气罐内部设有供氧内压传感器29，所述气室8内部设有气室内压传感器30，所述压缩气囊6内部设有气囊内压传感器31，所述单片机16的输入端设有A/D转换器，所述单片机16的输出端设有D/A转换器，所述气室内压传感器30和气囊内压传感器31均与A/D转换器电性连接，所述微型气泵17、声光报警器26、第一电磁阀22和第二电磁阀23均与D/A转换器电性连接，所述第二GPS模块28与无线信号收发器27电性连接，所述单片机16的连接端还设有手控开关32，手控开关用于手动控制第一电磁阀22、第二电磁阀23和微型气泵17工作；

所述单片机16的型号设置为M68HC16，所述供氧内压传感器29、气室内压传感器30和气囊内压传感器31的型号均设置为2SMPB-02E。

进一步的，在上述技术方案中，所述施工环境监测组件15包括第一GPS模块151、水压传感器152和水温传感器153，所述第一GPS模块151、水压传感器152和水温传感器153均固定连接于密封盒体24内部，且水压传感器152和水温传感器153的感测端均贯穿密封盒体24且延伸至密封盒体24外部，所述第一GPS模块151、水压传感器152和水温传感器153均与A/D转换器电性连接，水压传感器152和水温传感器153分别感测施工水域施工地点的水压、水深和水温信息，并将信号发送至单片机16，与设定安全值分析比对，当超出安全施工范围时，单片机16控制微型气泵17启动，且此时第一电磁阀22打开，第二电磁阀23关闭，气室鼓起对施工人员进行提示，第一GPS模块151用于感测施工人员的具体位置；

所述第一GPS模块151和第二GPS模块28的型号均设置为NEO-M8N-0-10，所述水压传感器152的型号设置为FBP0705，所述水温传感器153的型号设置为DS18B20 TO-92。

进一步的，在上述技术方案中，所述转轴11一端贯穿壳体10并延伸至壳体10外部，所述转轴11一端开设有方形槽33，所述方形槽33内活动插接有收纳转把34，收纳转把34与方形槽33为可拆卸结构，当输气软管12放出后，通过插入收纳转把34旋转便于将输气软管12收回壳体10内部，便于循环使用。

进一步的，在上述技术方案中，所述穿戴放置本体1包括背带35、第二收紧带36和肩带37，连接扣38设置在束腰带2的顶部、背带35的下部，所述第二收紧带36穿设在连接扣38内部，所述第二收紧带36外侧套设有叠环39，所述第二收紧带36两端穿过叠环39并缝合连接于背带35一端，两个所述背带35之间缝合连接有肩带37，使用贴身的穿戴放置本体1，便于穿戴，减少负重和对施工设备的影响，且报警装置不易掉落，提高施工的安全性。

进一步的，在上述技术方案中，两个所述肩带37外侧底部均滑动连接有套环40，所述束腰带2顶部中心位置固定连接有连接块41，所述套环40一侧和连接块41顶部均固定连接有插块42，所述背盒9两侧和底部均开设有插槽43，所述插块42与插槽43相匹配，所述插槽43一侧开设有螺纹孔，所述螺纹孔内设有螺丝44，通过滑动两个套环40位置，并使用三个插块42分别插接在三个插槽43内，并使用螺丝44有效快速的安装和固定背盒9。

进一步的，在上述技术方案中，所述背带35、肩带37和束腰带2一侧均设有防护层，所述防护层由硅胶材料制成，使本装置穿戴更舒适。

进一步的，在上述技术方案中，所述手控开关32外侧套设有防护套，所述防护套与束腰带2一侧通过魔术贴固定连接，便于固定手控开关32，在水下施工时，能够快速拿到手控开关32进行调节操作。

进一步的，在上述技术方案中，所述背盒9和密封盒体24的内部合缝处均设有密封盘根，所述背盒9和密封盒体24外侧均喷涂有防水涂料，保证背盒9和密封盒体24的密封，且气室8外壁材料为防水材料，保证气室8的气密性。

本发明工作原理：

参照说明书附图1-11，本装置在实际使用时，首先由施工人员穿上穿戴放置本体1，然后将背盒9通过三个插块42分别与三个插槽43对应插接，并使用螺丝44有效快速的安装和固定，随后携带氧气罐和施工设备下潜至水中施工，水压传感器152和水温传感器153分别感测施工水域施工地点的水压、水深和水温信息，并将信号发送至单片机16，与设定安全值分析比对，当超出安全施工范围时，单片机16控制微型气泵17启动，且此时第一电磁阀22打开，第二电磁阀23关闭，气室8鼓起对施工人员进行提示，第一GPS模块151对施工人员定位，并通过无线信号收发器27将信号发送至水面人员的接收端，并接收水面人员的反馈信号至单片机16处理，当水下信号受到干扰屏蔽而长时间未接收到反馈信号时，往两侧拉开双头拉链7，从收纳袋5中拉出压缩气囊6，并控制手控开关32使微型气泵17启动，此时，第一电磁阀22关闭，第二电磁阀23打开，压缩气囊6充气过程中不断上浮，拉动输气软管12在转轴11外侧释放，带着密封盒体24到达水面后，声光报警器26发出声光信号，便于水面人员接收信号，此时施工人员可随压缩气囊6同时上升，也可等待水面人员给出反应和援助，在气室8鼓起后，能够提高施工人员的浮力，便于上升；

参照说明书附图1-11，本装置在使用时，通过利用氧气罐内的存储氧对气室8和压缩气囊6进行充气，利用气室8的鼓起压迫力达到水下提示的效果，另外压缩气囊6上升达到信号增强的效果，尽可能的提高施工人员安全保障，利用供氧内压传感器29感测氧气罐内部压力，判断氧气余量，当氧气余量达到设定警戒线时，单片机16控制微型气泵17启动，且此时第一电磁阀22打开，第二电磁阀23关闭，气室8鼓起对施工人员进行提示，且气室内压传感器30感测气室8内部压力，达到设定压力后，此时微型气泵17和第一电磁阀22同时关闭，之后当对压缩气囊6进行充气时，气囊内压传感器31感测压缩气囊6内压，当达到设定安全值时，微型气泵17和第二电磁阀23同时关闭，避免装置充气破损，且收纳转把34与方形槽33为可拆卸结构，当输气软管12放出后，通过插入收纳转把34旋转便于将输气软管12收回壳体10内部；

参照说明书附图1-4，穿戴放置本体1时，首通过首先固定好背盒9后将两臂穿过两个背带35，并使用第一收紧带3和目字扣4调整穿戴松紧度，配合防护层，达到快速舒适的穿戴效果，减少负重和对施工设备的影响，且报警装置不易掉落，提高施工的安全性，将防护套与束腰带2一侧通过魔术贴固定连接，便于固定手控开关32，在水下施工时，伸手即可拿到手控开关32进行调节操作。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (8)

1.一种水下施工用防水型报警装置，包括穿戴放置本体（1），所述穿戴放置本体（1）一侧设有氧气罐，其特征在于：所述穿戴放置本体（1）上设有束腰带（2），所述束腰带（2）两侧均缝合连接有第一收紧带（3），其中一个第一收紧带（3）一端缝合连接有目字扣（4），所述束腰带（2）内部缝合有收纳袋（5），所述收纳袋（5）内设有压缩气囊（6），且收纳袋（5）表面设有双头拉链（7），所述双头拉链（7）缝合在束腰带（2）一侧，所述收纳袋（5）与束腰带（2）内部之间还设有气室（8）；

所述穿戴放置本体（1）上还设有背盒（9），所述背盒（9）背部固定连接有壳体（10），所述壳体（10）轴心处转动连接有转轴（11），所述转轴（11）外侧绕设有输气软管（12），所述壳体（10）顶端开设有弧形口（13），所述输气软管（12）一端穿过弧形口（13）且与压缩气囊（6）连通，所述背盒（9）内部设有第一蓄电池（14），所述第一蓄电池（14）的外侧电性连接有施工环境监测组件（15），所述背盒（9）内侧顶部固定连接有单片机（16），所述背盒（9）内侧底部固定连接有微型气泵（17），所述单片机（16）和微型气泵（17）均与第一蓄电池（14）电性连接，所述微型气泵（17）输入端设有第一气管（19），所述微型气泵（17）输出端设有三通管（18），所述三通管（18）远离微型气泵（17）输出端的两端分别设有第二气管（20）和第三气管（21），所述第一气管（19）与氧气罐输出端相匹配，所述第二气管（20）与气室（8）相连通，所述第三气管（21）与输气软管（12）远离压缩气囊（6）的一端连通，所述第二气管（20）内部设有第一电磁阀（22），所述第三气管（21）内部设有第二电磁阀（23）；

所述压缩气囊（6）外部一侧固定连接有密封盒体（24），所述密封盒体（24）内部固定连接有第二蓄电池（25），所述第二蓄电池（25）一侧电性连接有声光报警器（26），所述密封盒体（24）内侧顶部固定连接有无线信号收发器（27），所述背盒（9）内侧底部固定连接有第二GPS模块（28），所述无线信号收发器（27）和第二GPS模块（28）均与第二蓄电池（25）电性连接，所述密封盒体（24）由PPS透明塑料材质制成；

所述氧气罐内部设有供氧内压传感器（29），所述气室（8）内部设有气室内压传感器（30），所述压缩气囊（6）内部设有气囊内压传感器（31），所述单片机（16）的输入端设有A/D转换器，所述单片机（16）的输出端设有D/A转换器，所述气室内压传感器（30）和气囊内压传感器（31）均与A/D转换器电性连接，所述微型气泵（17）、声光报警器（26）、第一电磁阀（22）和第二电磁阀（23）均与D/A转换器电性连接，所述第二GPS模块（28）与无线信号收发器（27）电性连接，所述单片机（16）的连接端还设有手控开关（32）。

2.根据权利要求1所述的一种水下施工用防水型报警装置，其特征在于：所述施工环境监测组件（15）包括第一GPS模块（151）、水压传感器（152）和水温传感器（153），所述第一GPS模块（151）、水压传感器（152）和水温传感器（153）均固定连接于密封盒体（24）内部，且水压传感器（152）和水温传感器（153）的感测端均贯穿密封盒体（24）且延伸至密封盒体（24）外部，所述第一GPS模块（151）、水压传感器（152）和水温传感器（153）均与A/D转换器电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种水下施工用防水型报警装置，其特征在于：所述转轴（11）一端贯穿壳体（10）并延伸至壳体（10）外部，所述转轴（11）一端开设有方形槽（33），所述方形槽（33）内活动插接有收纳转把（34）。

4.根据权利要求1所述的一种水下施工用防水型报警装置，其特征在于：所述穿戴放置本体（1）包括背带（35）、第二收紧带（36）和肩带（37），连接扣（38）设置在束腰带（2）的顶部、背带（35）的下部，所述第二收紧带（36）穿设在连接扣（38）内部，所述第二收紧带（36）外侧套设有叠环（39），所述第二收紧带（36）两端穿过叠环（39）并缝合连接于背带（35）一端，两个所述背带（35）之间缝合连接有肩带（37）。

5.根据权利要求4所述的一种水下施工用防水型报警装置，其特征在于：两个所述肩带（37）外侧底部均滑动连接有套环（40），所述束腰带（2）顶部中心位置固定连接有连接块（41），所述套环（40）一侧和连接块（41）顶部均固定连接有插块（42），所述背盒（9）两侧和底部均开设有插槽（43），所述插块（42）与插槽（43）相匹配，所述插槽（43）一侧开设有螺纹孔，所述螺纹孔内设有螺丝（44）。

6.根据权利要求4所述的一种水下施工用防水型报警装置，其特征在于：所述背带（35）、肩带（37）和束腰带（2）一侧均设有防护层，所述防护层由硅胶材料制成。

7.根据权利要求1所述的一种水下施工用防水型报警装置，其特征在于：所述手控开关（32）外侧套设有防护套，所述防护套与束腰带（2）一侧通过魔术贴固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种水下施工用防水型报警装置，其特征在于：所述背盒（9）和密封盒体（24）的内部合缝处均设有密封盘根，所述背盒（9）和密封盒体（24）外侧均喷涂有防水涂料。

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