CN114872867A - 一种水面救生用自充式救生圈抛射装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水面救生技术领域，公开了一种水面救生用自充式救生圈抛射装置及方法，包括安装板、安装架、弹射装置、自爆装置、放线轮系统和控制柜，自爆装置中的单向自充气装置包括设置在底座上表面的单向阀，单向阀设置在气槽内用于控制气体流向，气槽活动设置有导气腔，导气腔下表面设置有若干导气刺针，底座的内对应导气刺针设置有若干气瓶架，气瓶架设置有微高压气瓶，微高压气瓶通过密封螺塞固定在底座内。本发明通过热源感应装置检测热源后，配合自充式救生圈抛射方法进行救生圈的快速充气，提高抛射的精准度，避免无法测量落水人员距岸边的距离导致无法使救生圈准确地抛投在落水人员附近，造成落水人员无法得到快速的救援的问题。
Description
技术领域
本发明涉及水面救生技术领域，具体为一种水面救生用自充式救生圈抛射装置及方法。
背景技术
水面救援是指人们在水上活动时发生意外事故所采取的救助措施，它是保障游泳者或者水面活动者安全的一项重要措施。水面救生工作时一项“拯溺救难”的高难度工作，对救援人员而言也是一次冒险，目前在救援方式上，救生圈使最常用的辅助救援工具，但人员落水后，岸边抛投救生圈的距离有限，对于距离岸边较远的事故发生地，无法通过人力将救生圈抛投向落水人员，为了将救生圈抛射的更远，使其救援范围扩大，通常采用抛投器。
但抛投器在抛投救生圈时，由于救生圈体积较大，抛射的过程中会存在阻力，会影响救生圈的实际发射距离，与此同时，在抛射救生圈时，由于无法准确地测量落水人员距岸边的距离，在抛投救生圈时，无法使救生圈准确地抛投在落水人员附近，造成落水人员无法得到快速的救援。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种水面救生用自充式救生圈抛射装置，具备快速定位、射程远等优点，解决了由于无法准确地测量落水人员距岸边的距离，在抛投救生圈时，无法使救生圈准确地抛投在落水人员附近，造成落水人员无法得到快速的救援的问题。
(二)技术方案
为解决由于无法准确地测量落水人员距岸边的距离，在抛投救生圈时，无法使救生圈准确地抛投在落水人员附近，造成落水人员无法得到快速的救援的技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种水面救生用自充式救生圈抛射装置，包括安装板和安装架：弹射装置，活动设置所述安装架上，用于救生圈的发射；自爆装置，放置在所述弹射装置上，用于救生圈的释放，包括压缩式救生圈、弹性壳和底座，所述压缩式救生圈与所述底座相连，所述弹性壳卡接在所述底座上用于降低发射时的阻力并对所述压缩式救生圈进行保护，所述底座内设置有单向自充气装置，所述底座的一侧设置用于感应落水人员的热源感应装置，所述单向自充气装置与所述压缩式救生圈相连通；
放线轮系统，设置在所述弹射装置的尾部，用于救生绳的释放，包括测速装置、降速装置和线轮，所述线轮上缠绕救生绳，所述线轮的两端分别设置用于实时监测所述线轮转速的所述测速装置和用于使所述线轮快速减速制动的所述降速装置；
控制柜，安装在所述安装板上，用于所述弹射装置、自爆装置、放线轮系统的电控连接。
优选地，所述弹射装置包括发射筒和动力座，所述发射筒内活动设置有弹射座，所述弹射座的一侧设置套筒，所述套筒的内壁底部设置复位弹簧，所述复位弹簧的一端设置有动击发块，所述动力座的内壁设置有用于蓄力的动力组件，所述动力组件包括电机、螺杆、限位杆、移动块、击发弹簧、设置在所述套筒上的弹簧座以及设置在所述移动块上带动所述动击发块移动的凸柱，所述动力座的内壁上设置有与所述动击发块相对应的静击发块。
优选地，所述自爆装置中的所述单向自充气装置包括设置在所述底座上表面的单向阀，所述单向阀设置在气槽内用于控制气体流向，所述气槽活动设置有导气腔，所述导气腔下表面设置有若干导气刺针，所述底座的内对应所述导气刺针设置有若干气瓶架，所述气瓶架设置有微高压气瓶，所述微高压气瓶通过密封螺塞固定在所述底座内。
优选地，所述单向自充气装置还包括可充电池、电磁铁，所电磁铁与可充电池电性连接，所述电磁铁分别设置在所述底座和导气腔上，利用异性排斥实现主动带动所述导气刺针进行穿刺导气。
优选地，所述测速装置包括霍尔转速传感器，安装在所述线轮的转轴上，用于通过检测线轮转轴的转速实时监测所述自爆装置的飞行速度。
优选地，所述降速装置包括减速箱，所述减速箱的内壁底部设置有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的输出轴设置有基座，所述基座的内壁设置压力弹簧，所述压力弹簧的一端设置有摩擦块，所述摩擦块与基座滑动连接。
优选地，所述还包括角度调节装置，设置在所述安装板上，包括液压杆，所述液压杆的两端通过铰接块分别铰接在所述安装板和所述弹射装置的底部，用于调整所述弹射装置的角度。
优选地，一种自充式救生圈抛射方法：
弹射装置将自爆装置弹射后，判断热源感应装置是否感应到热源信号；
若热源感应装置感应到热源信号，通过控制柜控制降速装置对线轮进行减速，并通过测速装置获得线轮的转速；
将线轮的转速信息传输到控制柜，通过判断线轮的转速在降速装置对线轮进行快速降速时能否使单向自充气装置正常充气，选择单向自充气装置的运行途径；
若热源感应装置没有感应到热源信号，则不启动降速装置；
优选地，若热感应器装置感应到热源信号时，判断线轮的转速能否达到导气刺针刺破微高压气瓶所需的转速设定值；
若热感应器装置感应到热源信号时，线轮的转速大于或等于导气刺针刺破微高压气瓶所需的转速设定值，则利用快速减速时自爆装置在惯性的情况下继续向前，其内部的单向自充气装置受到救生绳的拉力使导气刺针刺破微高压气瓶，实现快速充气；
若热感应器装置感应到热源信号时，线轮的转速小于导气刺针刺破微高压气瓶所需的转速设定值，则控制柜通过无线通信方式控制可充电池对电磁铁供电，利用电磁铁异性排斥使导气腔受力，进而使导气刺针刺破微高压气瓶，实现快速充气，其中的无线通信方式为现有技术，在此不再赘述。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种水面救生用自充式救生圈抛射装置，具备以下有益效果：
1、本发明通过热源感应装置检测热源后，配合自充式救生圈抛射方法进行救生圈的快速充气，提高抛射的精准度，避免无法测量落水人员距岸边的距离导致无法使救生圈准确地抛投在落水人员附近，造成落水人员无法得到快速的救援的问题；
2、本发明通过自爆装置中的单向自充气装置使救生圈的体积减小，在感应到落水人员的热源后，通过单向自充气装置对压缩式救生圈进行快速充气，使压缩式救生圈爆开后掉落使用，进而有效的降低抛射过程中的阻力，提高抛射的范围。
3、通过多种方式实现救生圈的充气释放，能够确保自爆装置顺利的打开救生圈实现救援，提高了装置的可靠性。
4、通过检测绳轮的转速估算自爆装置落入水中或落入被救援人员手中时的速度，以此判断自爆装置中的导气刺针是否具有足够的动能刺破高压气瓶，能够实现多种方式触发救生圈充气。
附图说明
图1为本发明的工作流程图；
图2为本发明的立体结构图；
图3为本发明的部分爆炸图之一；
图4为本发明的部分爆炸图之二；
图5为本发明的自爆装置结构简图；
图6为本发明的图5的A处放大图；
图7为本发明的套筒的剖视简图；
图8为本发明的降速装置结构简图；
图9为本发明的图8的A处放大图。
图中：1、安装板；2、安装架；3、压缩式救生圈；4、弹性壳；5、底座；6、线轮；7、救生绳；8、控制柜；9、发射筒；10、动力座；11、弹射座；12、套筒；13、复位弹簧；14、动击发块；15、电机；16、螺杆；17、限位杆；18、移动块；19、击发弹簧；20、凸柱；21、静击发块；22、单向阀；23、气槽；24、导气腔；25、导气刺针；26、气瓶架；27、微高压气瓶；28、可充电池；29、电磁铁；30、霍尔转速传感器；31、减速箱；32、电动伸缩杆；33、基座；34、压力弹簧；35、摩擦块；36、液压杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种水面救生用自充式救生圈抛射装置。
请参阅图1-9，一种水面救生用自充式救生圈抛射装置，包括安装板1和安装架2：弹射装置，活动设置所述安装架2上，用于救生圈的发射；自爆装置，放置在所述弹射装置上，用于救生圈的释放，包括压缩式救生圈3、弹性壳4和底座5，所述压缩式救生圈3与所述底座5相连，所述弹性壳4卡接在所述底座5上用于降低发射时的阻力并对所述压缩式救生圈3进行保护，所述底座5内设置有单向自充气装置，所述底座5的一侧设置用于感应落水人员的热源感应装置，所述单向自充气装置与所述压缩式救生圈3相连通；
放线轮系统，设置在所述弹射装置的尾部，用于救生绳的释放，包括测速装置、降速装置和线轮6，所述线轮6上缠绕救生绳7，所述线轮6的两端分别设置用于实时监测所述线轮6转速的所述测速装置和用于使所述线轮6快速减速制动的所述降速装置；
控制柜8，安装在所述安装板1上，用于所述弹射装置、自爆装置、放线轮系统的电控连接。
进一步地，对于上述弹射装置来说，所述弹射装置包括发射筒9和动力座10，所述发射筒9内活动设置有弹射座11，弹射座11的两侧开设限位块，且在发射筒9内开设与限位块相对应的限位槽，避免在弹射过程中弹射座11发生转动，所述弹射座11的一侧设置套筒12，所述套筒12的内壁底部设置复位弹簧13，所述复位弹簧13的一端设置有动击发块14，动击发块14的贯穿并滑动连接所述套筒12，所述动力座10的内壁设置有用于蓄力的动力组件，所述动力组件包括电机15、螺杆16、限位杆17、移动块18、击发弹簧19、设置在所述套筒12上的弹簧座以及设置在所述移动块18上带动所述动击发块14移动的凸柱20，所述动力座10的内壁上设置有与所述动击发块14相对应的静击发块21；
从而通过电机15带动螺杆16旋转，进而使移动块18在限位杆17的配合作用下带动弹簧座压缩击发弹簧19，使击发弹簧19具有弹力，当移动块18上的凸柱20带动套筒12上的动击发块14与静击发块21相接触后，持续向前的过程中，静击发块21对动击发块14施加力，从而使静击发块收缩在套筒12内，从而使与套筒12相连的弹簧座受到的击发弹簧19的弹力快速释放，从而带动与套筒12相连接的弹射座11快速弹射，进而达到了对自爆装置的弹射。此外，具体应用时，弹簧座固定设置在套筒12的一侧，且击发弹簧19贯穿有弹簧杆，弹簧杆贯穿弹簧座的两侧，起到对击发弹簧19的位置限定作用。
进一步地，对于上述自爆装置来说，所述自爆装置中的所述单向自充气装置包括设置在所述底座5上表面的单向阀22，所述单向阀22设置在气槽23内用于控制气体流向，所述气槽23活动设置有导气腔24，导气腔24位于气槽23内的一端设置有盖板，盖板下表面设置悬挂弹簧用于支撑导气腔24的悬挂并克服初步发射时的瞬间拉力，且导气腔24的下表面中部与救生绳7相连，所述导气腔24下表面设置有若干导气刺针25，所述底座5的内对应所述导气刺针25设置有若干气瓶架26，所述气瓶架26设置有微高压气瓶27，所述微高压气瓶通过密封螺塞固定在所述底座5内；
从而救生绳7在瞬间降速时，由于自爆装置在惯性下继续向前，产生拉扯，从而使导气刺针25扎入微高压气瓶27，使微高压气瓶27内的气体通过导气腔24进入气槽23内，进而通过单向阀22快速进入压缩式救生圈3内，使压缩式救生圈3快速膨胀，将弹性壳4挤开，实现救生圈的释放。此外，具体应用时，导气刺针25刺入微高压气瓶27内后，微高压气瓶27的密封膜对导气刺针25具有夹紧力，可有效的避免在输气的过程中，悬挂弹簧将导气刺针25带出。
进一步地，对于上述单向自充气装置来说，所述单向自充气装置还包括可充电池28、电磁铁29，所电磁铁与可充电池电性连接，所述电磁铁29分别设置在所述底座5和导气腔24上，利用异性排斥实现主动带动所述导气刺针25进行穿刺导气，从而通过电磁铁29通电后具有排斥力，对导气腔24施加力，从而使导气腔24下表面的导气刺针25扎进微高压气瓶27内，完成压缩气体的传输。
进一步地，对于上述测速装置来说，所述测速装置包括霍尔转速传感器30，安装在所述线轮6的转轴上，用于通过检测线轮6转轴的转速实时监测所述自爆装置的飞行速度，从而通过霍尔转速传感器30对线轮转轴的转速进行实时监测，通过线轮6的转速间接反应自爆装置的飞行速度。此外，具体应用时，测速装置所采用的霍尔转速传感器，所述霍尔转速传感器为现有技术，在此不再赘述。
进一步地，对于上述降速装置来说，所述降速装置包括减速箱31，所述减速箱31的内壁底部设置有电动伸缩杆32，所述电动伸缩杆32的输出轴设置有基座33，所述基座33的内壁设置压力弹簧34，所述压力弹簧34的一端设置有摩擦块35，所述摩擦块35与基座33滑动连接，从而通过电动伸缩杆32带动基座33和基座上的摩擦块35对线轮6的转轴施加摩擦力，从而降低线轮6的转速，达到降速的目的。
进一步地，对于上述角度调节装置来说，所述还包括角度调节装置，设置在所述安装板1上，包括液压杆36，所述液压杆36的两端通过铰接块分别铰接在所述安装板1和所述弹射装置的底部，用于调整所述弹射装置的角度，且弹射装置与安装架2转动连接，从而通过液压杆36的输出调整弹射装置的角度。
进一步地，一种自充式救生圈抛射方法：
弹射装置将自爆装置弹射后，判断热源感应装置是否感应到热源信号；
若热源感应装置感应到热源信号，通过控制柜控制降速装置对线轮进行减速，并通过测速装置获得线轮的转速；
将线轮的转速信息传输到控制柜，通过判断线轮的转速在降速装置对线轮进行快速降速时能否使单向自充气装置正常充气，选择单向自充气装置的运行途径；
若热源感应装置没有感应到热源信号，则不启动降速装置；
优选地，若热感应器装置感应到热源信号时，判断线轮的转速能否达到导气刺针刺破微高压气瓶所需的转速设定值；
若热感应器装置感应到热源信号时，线轮的转速大于或等于导气刺针刺破微高压气瓶所需的转速设定值，则利用快速减速时自爆装置在惯性的情况下继续向前，其内部的单向自充气装置受到救生绳的拉力使导气刺针刺破微高压气瓶，实现快速充气；
若热感应器装置感应到热源信号时，线轮的转速小于导气刺针刺破微高压气瓶所需的转速设定值，则控制柜通过无线通信方式控制可充电池对电磁铁供电，利用电磁铁异性排斥使导气腔受力，进而使导气刺针刺破微高压气瓶，实现快速充气，其中的无线通讯方式为现有技术，再次不再赘述。
工作原理：在使用时，通过角度调节装置对弹射装置的发射角度进行调节，通过控制柜控制弹射装置将自爆装置弹出，此时放线轮系统运转，自爆装置拉动救生绳飞行，通过热源感应装置检测热源后,进行救生圈的快速充气，配合自充式救生圈抛射方法，提高抛射的精准度，避免无法测量落水人员距岸边的距离导致无法使救生圈准确地抛投在落水人员附近，造成落水人员无法得到快速的救援的问题；
在发射时救生圈能够以较小的体积进行发射，在感应到落水人员的热源后，通过单向自充气装置对压缩式救生圈进行快速充气，使压缩式救生圈爆开后掉落使用，进而有效的降低抛射过程中的阻力，提高抛射的范围。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种水面救生用自充式救生圈抛射装置，包括安装板(1)和安装架(2)，其特征在于：
弹射装置，活动设置所述安装架(2)上，用于救生圈的发射；
自爆装置，放置在所述弹射装置上，用于救生圈的释放，包括与底座(5)相连的压缩式救生圈(3)，弹性壳(4)卡接在所述底座(5)上用于降低发射时的阻力并对所述压缩式救生圈(3)进行保护，所述底座(5)内设置有单向自充气装置，所述底座(5)的一侧设置用于感应落水人员的热源感应装置，所述单向自充气装置与所述压缩式救生圈(3)相连通；
放线轮系统，设置在所述弹射装置的尾部，用于救生绳的释放，包括测速装置、降速装置和线轮(6)，所述线轮(6)上缠绕救生绳(7)，所述线轮(6)的两端分别设置用于实时监测所述线轮(6)转速的所述测速装置和用于使所述线轮(6)快速减速制动的所述降速装置；
控制柜(8)，安装在所述安装板(1)上，用于所述弹射装置、自爆装置、放线轮系统的电控连接。
2.根据权利要求1所述的一种水面救生用自充式救生圈抛射装置，其特征在于：所述弹射装置包括发射筒(9)和动力座(10)，所述发射筒(9)内活动设置有弹射座(11)，所述弹射座(11)的一侧设置套筒(12)，所述套筒(12)的内壁底部设置复位弹簧(13)，所述复位弹簧(13)的一端设置有动击发块(14)，所述动力座(10)的内壁设置有用于蓄力的动力组件，所述动力组件包括电机(15)、螺杆(16)、限位杆(17)、移动块(18)、击发弹簧(19)、设置在所述套筒(12)上的弹簧座以及设置在所述移动块(18)上带动所述动击发块(14)移动的凸柱(20)，所述动力座(10)的内壁上设置有与所述动击发块(14)相对应的静击发块(21)。
3.根据权利要求1所述的一种水面救生用自充式救生圈抛射装置，其特征在于：所述自爆装置中的所述单向自充气装置包括设置在所述底座(5)上表面的单向阀(22)，所述单向阀(22)设置在气槽(23)内用于控制气体流向，所述气槽(23)活动设置有导气腔(24)，所述导气腔(24)下表面设置有若干导气刺针(25)，所述底座(5)的内对应所述导气刺针(25)设置有若干气瓶架(26)，所述气瓶架(26)设置有微高压气瓶(27)，所述微高压气瓶通过密封螺塞固定在所述底座(5)内。
4.根据权利要求3所述的一种水面救生用自充式救生圈抛射装置，其特征在于：所述单向自充气装置还包括可充电池(28)、电磁铁(29)，所电磁铁与可充电池电性连接，所述电磁铁(29)分别设置在所述底座(5)和导气腔(24)上，利用异性排斥实现主动带动所述导气刺针(25)进行穿刺导气。
5.根据权利要求1所述的一种水面救生用自充式救生圈抛射装置，其特征在于：所述测速装置包括霍尔转速传感器(30)，安装在所述线轮(6)的转轴上，用于通过检测线轮(6)转轴的转速实时监测所述自爆装置的飞行速度。
6.根据权利要求1所述的一种水面救生用自充式救生圈抛射装置，其特征在于：所述降速装置包括减速箱(31)，所述减速箱(31)的内壁底部设置有电动伸缩杆(32)，所述电动伸缩杆(32)的输出轴设置有基座(33)，所述基座(33)的内壁设置压力弹簧(34)，所述压力弹簧(34)的一端设置有摩擦块(35)，所述摩擦块(35)与基座(33)滑动连接。
7.根据权利要求1所述的一种水面救生用自充式救生圈抛射装置，其特征在于：还包括角度调节装置，设置在所述安装板(1)上，包括液压杆(36)，所述液压杆(36)的两端通过铰接块分别铰接在所述安装板(1)和所述弹射装置的底部，用于调整所述弹射装置的角度。
8.一种自充式救生圈抛射方法，所述抛射方法用于控制权力要求1-7所述的一种水面救生用自充式救生圈抛射装置，其特征在于：
弹射装置将自爆装置弹射后，判断热源感应装置是否感应到热源信号；
若热源感应装置感应到热源信号，通过控制柜控制降速装置对线轮进行减速，并通过测速装置获得线轮的转速；
将线轮的转速信息传输到控制柜，通过判断线轮的转速在降速装置对线轮进行快速降速时能否使单向自充气装置正常充气，选择单向自充气装置的运行途径；
若热源感应装置没有感应到热源信号，则不启动降速装置。
9.根据权利要求8所述的一种自充式救生圈抛射方法，其特征在于：
若热感应器装置感应到热源信号时，判断线轮的转速能否达到导气刺针刺破微高压气瓶所需的转速设定值；
若热感应器装置感应到热源信号时，线轮的转速大于或等于导气刺针刺破微高压气瓶所需的转速设定值，则利用快速减速时自爆装置在惯性的情况下继续向前，其内部的单向自充气装置受到救生绳的拉力使导气刺针刺破微高压气瓶，实现快速充气；
若热感应器装置感应到热源信号时，线轮的转速小于导气刺针刺破微高压气瓶所需的转速设定值，则通过控制柜控制可充电池对电磁铁供电，利用电磁铁异性排斥使导气腔受力，进而使导气刺针刺破微高压气瓶，实现快速充气。
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