CN115092356B - 一种防溺水救生装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防溺水救生装置，包括救生气囊，还包括连通救生气囊的充气机构；所述充气机构包括驱动件、限位件和承载带，所述驱动件包括壳体和活塞板，壳体内设置有连接杆，连接杆下端连接有活塞板、上端贯穿壳体顶板连接有平板，壳体顶板和活塞板之间连接有第一弹簧，所述壳体左右侧板上部均设置有出水孔，出水孔内侧的壳体内安装有封堵或打开出水孔的阀门；所述限位件包括承载箱和活动板；所述壳体的左右侧对称连接有承载带，左侧的承载带为一端开口的中空带体，承载带内填充有泡腾颗粒。本发明为解决游泳爱好者发生溺水情况后缺乏必要的自救设备，容易危及自身的生命安全的问题。

Description

一种防溺水救生装置

技术领域

本发明涉及水上救援技术领域，具体涉及一种防溺水救生装置。

背景技术

游泳是人在水的浮力作用下产生向上漂浮，凭借浮力通过肢体有规律的运动，使身体在水中有规律运动的技能。长期游泳能够能够增加肺活量，改善肺通气，同时又能增加心肌收缩能力，增强心肺功能；能够促进血液循环、新陈代谢、有毒有害物质排放，使机体保持健康生理状态。但是初学游泳时，通常身边需要有教练时时看护，稍有疏忽，很容易发生溺水现象，当发生溺水情况后，如果身旁无人援助，又缺乏必要的自救设备，很容易危及自身的生命安全。

授权公开号为CN111717348B的《一种基于电磁变换的游泳用防溺水装置》，提出了一种通过电磁控制波纹套的膨胀，来实现溺水者头部浮出水面的目的，但是，该装置的波纹套套在勃颈上，膨胀后容易影响呼吸，同时由于仅能是头部浮出水面，漏出水面的面积较小，不容易被救援人员发现，不利于救援。

发明内容

本发明为解决游泳爱好者发生溺水情况后缺乏必要的自救设备，容易危及自身的生命安全的问题，提供一种防溺水救生装置，能够实现救生气囊的自动充气，使使用者的胸部和头部浮出水面，达到救生的目的。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是：

一种防溺水救生装置，包括救生气囊，所述救生气囊为后片体和前片体边缘粘接构成的中空袋体，所述前片体上连接有固定带，还包括连通救生气囊的充气机构；

所述充气机构包括驱动件、限位件和承载带，所述驱动件包括壳体和活塞板，壳体内设置有连接杆，连接杆下端连接有活塞板、上端贯穿壳体顶板连接有平板，壳体顶板和活塞板之间连接有第一弹簧，所述壳体左右侧板上部均设置有出水孔，出水孔内侧的壳体内安装有封堵或打开出水孔的阀门，阀门的下端连接活塞板的顶面；所述限位件包括承载箱和活动板，承载箱连接于平板右侧的壳体顶面，承载箱内设置有沿承载箱内壁呈水平滑动状态的活动板，活动板和承载箱的右侧板之间连接有第二弹簧，活动板的左侧面水平连接有限位板，限位板限位平板向上运动；所述壳体的左右侧对称连接有承载带，左侧的承载带为一端开口的中空带体，承载带封闭一端经第一单向阀连通救生气囊左下部，承载带开口一端连通壳体左侧的出水孔，承载带内填充有泡腾颗粒。

进一步地，所述救生气囊的后片体后侧面上部左右两端均连接第一魔术带，两个所述第一魔术带自由端分别粘接固定带的两端，救生气囊的后片体后侧面下部左右两端均连接有第二魔术带，两个所述第二魔术带自由端分别粘接两个承载带。

进一步地，所述壳体的外部后侧面上设置有缓冲垫，活塞板的顶面连接有挡杆。

进一步地，两个所述阀门分别和壳体左右侧板上的出水孔对应，左侧的阀门包括挡水板和限位杆，挡水板下端位于壳体内、上端贯穿壳体顶板，挡水板的左侧面和壳体的内部左侧面呈上下滑动状态，所述挡水板的右侧面下端连接有下横板、上端连接有上横板，所述下横板和壳体顶板之间连接有第三弹簧，所述限位杆下端连接活塞板，限位杆上端依次贯穿下横板、壳体顶板和上横板，限位杆上端连接有压板。

进一步地，所述平板的顶面镶嵌有多个滚珠，当限位板的底面左部和平板上的滚珠接触时，平板的底面和壳体的外顶面接触，第一弹簧呈拉伸状态，活塞板沿着壳体的内侧壁向下滑动，带动限位杆向下运动到极限状态，连接杆下端伸出壳体下端开口。

进一步地，所述活塞板带动限位杆向下运动到极限状态时，限位杆上的压板向下顶压上横板接触壳体外顶面，第三弹簧呈拉伸状态，挡水板封堵在对应的出水孔内侧。

进一步地，所述承载箱的右侧板上设置有通气孔，通气孔内设置有第二单向阀。

进一步地，所述承载箱的内部右侧面上连接有左端贯穿活动板的横杆，横杆的左端连接有挡板，所述第二弹簧自然状态时，活动板位于承载箱的左端开口内，且与挡板接触，所述限位板的左部位于平板上侧限制平板向上运动。

进一步地，所述活动板向右运动到极限状态时，限位板的左端位于平板的右侧。

进一步地，所述承载带内自左向右间隔设置有多个隔离网，每相邻两个隔离网之间构成容纳腔，每个容纳腔内均填充有泡腾颗粒。

通过上述技术方案，本发明的有益效果为：

1.本发明在使用者发生溺水事故时，能够自动打开充气机构上的出水孔，使承载带内的泡腾颗粒与水反应，生成气体对救生气囊充气，救生气囊鼓起后能够将使用者的胸部浮出水面，使用者的头部随着胸部浮出水面，并且使用者的头部仰面朝上，便于呼吸和呼救。

2.本发明的两个第一魔术带粘接固定带，两个第二魔术带粘接承载带，能够保证排出气体的救生气囊完全贴合于使用者胸部前侧，减少对使用者正常游泳时的干扰。

3.本发明的挡杆能够防止活塞板高于出水孔，防止二氧化碳溢出。

4.本发明隔离网的使用，能够使泡腾颗粒在承载带内分布均匀，分布均匀的泡腾颗粒能够更快的和水反应生产二氧化碳气体。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的充气机构的剖视图；

图3是图2中A处的局部放大图；

图4是图2中B处的局部放大图；

图5是本发明的阀门的结构示意图；

图6是本发明的活动板连接限位板的结构示意图；

图7是本发明的救生气囊的后侧视图；

图8是本发明的活塞板、连接杆和平板连接的结构示意图；

图9是本发明的壳体的结构示意图。

附图中标号为：1为第二魔术带，2为承载带，3为第一魔术带，4为固定带，5为后片体，6为前片体，7为挡板，8为承载箱，9为活动板，10为限位板，11为平板，12为壳体，13为连接杆，14为第一弹簧，15为活塞板，16为限位杆，17为隔离网，18为第一单向阀，19为泡腾颗粒，20为下横板，21为出水孔，22为挡水板，23为压板，24为上横板，25为第三弹簧，26为挡杆，27为横杆，28为第二弹簧，29为第二单向阀，30为滚珠，31为第三贯穿孔，32为气嘴，33为第一贯穿孔，34为第二贯穿孔，35为缓冲垫。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：

如图1～图9所示，一种防溺水救生装置，包括救生气囊，所述救生气囊为后片体5和前片体6边缘粘接构成的中空袋体，所述后片体5和前片体6为大小相同的方形片状体，后片体5的折角处呈圆弧过渡，救生气囊的后片体5上设有气嘴32，所述前片体6上连接有固定带4，所述固定带4为长条形带状体，所述固定带4两端均连接前片体6前侧面上部，还包括连通救生气囊的充气机构；

所述充气机构包括驱动件、限位件和承载带2，所述驱动件包括壳体12和活塞板15，所述壳体12为下端开口的中空长方体，壳体12内竖向设置有连接杆13，所述连接杆13为长度大于壳体12上下端距离的方杆体，连接杆13下端连接有活塞板15、上端贯穿壳体12顶板连接有平板11，所述平板11为方形板体，壳体12顶板和活塞板15之间连接有第一弹簧14，第一弹簧14套设在连接杆13外，所述壳体12左右侧板上部均设置有出水孔21，所述出水孔21为长方形通孔，出水孔21内侧的壳体12内安装有封堵或打开出水孔21的阀门，阀门的下端固定连接活塞板15的顶面，所述活塞板15随着连接杆13向上运动时驱动阀门打开；

所述限位件包括承载箱8和活动板9，所述承载箱8为左端开口的方形箱体，承载箱8连接于平板11右侧的壳体12顶面，承载箱8内设置有沿承载箱8内壁呈水平滑动状态的活动板9，所述活动板9为和承载箱8内壁接触的方形板体，所述活动板9的边长为0.05m，活动板9和承载箱8的右侧板之间连接有第二弹簧28，活动板9的左侧面下部水平连接限位板10，限位板10限位平板11向上运动，所述限位板10为水平设置的长条形板体；

所述壳体12的左右侧对称连接有承载带2，左侧的承载带2为一端开口的中空带体，承载带2封闭一端的上部连通有第一单向阀18，第一单向阀18可拆卸连通救生气囊左下部，第一单向阀18贯穿救生气囊的前片体6，承载带2开口一端可拆卸连接壳体12左侧板，承载带2开口一端上部包围壳体12左侧板上的出水孔21，承载带2内填充有泡腾颗粒19，第一单向阀18的进气口连通承载带2的内部，排气口连通救生气囊。

所述救生气囊的后片体5后侧面上部左右两端均连接第一魔术带3，两个所述第一魔术带3自由端分别粘接固定带4的两端，救生气囊的后片体5后侧面下部左右两端均连接有第二魔术带1，两个所述第二魔术带1自由端分别粘接两个承载带2，第一魔术带3和第二魔术带1上均设置有勾面，固定带4和承载带2的外侧面上分别设有和第一魔术带3和第二魔术带1配应的毛面。

所述壳体12的外部后侧面上设置有缓冲垫35，所述缓冲垫35为橡胶材料制成的片状体，活塞板15的顶面连接有挡杆26，所述挡杆26为圆杆体，挡杆26有两个、且分别位于连接杆13左右侧，挡杆26的长度等于出水孔21的下端到壳体内顶面的距离，所述挡杆26能够限位活塞板15向上运动的距离，所述活塞板15为长方形板体。

两个所述阀门分别和壳体12左右侧板上的出水孔21对应，左侧的阀门包括挡水板22和限位杆16，所述挡水板22为长方形板体，挡水板22下端位于壳体12内、上端贯穿壳体12顶板，挡水板22的左侧面和壳体12的内部左侧面呈上下滑动状态，所述挡水板22的右侧面下端连接有位于壳体12内的下横板20、右侧面上端连接有位于壳体12外的上横板24，所述下横板20和壳体12顶板之间连接有第三弹簧25，所述限位杆16为圆杆体，所述限位杆16下端固定连接活塞板15顶面，限位杆16上端依次贯穿下横板20、壳体12顶板和上横板24，限位杆16上端连接有压板23，所述压板23为圆板体，所述壳体12的顶板设置有供挡水板22上下滑动时通过的第一贯穿孔33和供限位杆16上下滑动时通过的第二贯穿孔34。

所述平板11的顶面镶嵌有多个滚珠30，当限位板10的底面左部和平板11上的滚珠30接触时，平板11的底面和壳体12的外顶面接触，第一弹簧14呈拉伸状态，活塞板15沿着壳体12的内侧壁向下滑动，带动限位杆16向下运动到极限状态，连接杆13下端伸出壳体12下端开口。

所述活塞板15带动限位杆16向下运动到极限状态时，限位杆16上的压板23向下顶压上横板24接触壳体12外顶面，第三弹簧25呈拉伸状态，挡水板22封堵在对应的出水孔21内侧，挡水板22下端和出水孔下端平齐或低于出水孔21下端。

所述承载箱8的右侧板上设置有通气孔，通气孔贯穿承载箱8右侧板的左右侧面，通气孔内设置有第二单向阀29，第二单向阀29的排气口朝外，进气口朝向承载箱8的内部。

所述承载箱8的内部右侧面上连接有左端贯穿活动板9的横杆27，横杆27的左端连接有挡板7，所述活动板9上设置有供横杆27左右滑动穿过的第三贯穿孔31，所述第二弹簧28自然状态时，活动板9位于承载箱8的左端开口内，且与挡板7接触，所述限位板10左部位于平板11上侧限制平板11向上运动，限位板的左端到平板右端的距离为0.025m。

所述活动板9向右运动到极限状态时，限位板10的左端位于平板11的右侧，不再对平板11进行限位。

所述承载带2内自左向右间隔设置有多个隔离网17，每个隔离网17前后两端均连接承载带2的前后内侧面、上下两端分别连接承载带2的上下内侧面，每相邻两个隔离网17之间构成容纳腔，每个容纳腔内均填充有泡腾颗粒19，所述隔离网17为带有网孔的网状体。

所述承载带2为橡胶材料制成的中空带体，所述第一弹簧14和第三弹簧25均为拉伸弹簧，第二弹簧28为压缩弹簧。

当儿童使用时，第二弹簧28弹性系数为490N/m，限位板的左端到平板右端的距离为0.025m，在限位板10能够不再限位平板11时，向右移动的最小距离为0.025m，根据第二弹簧28的弹力公式F=kx，此时第二弹簧所受到的压力为F=12.25N；由于活动板9的边长为0.05m，活动板在水中受到水的压力的面积S=0.0025㎡，根据物体单位面积上的压强公式P=F/S，能够使活动板向右移动0.025m的水的压强为4900Pa;再根据液体压强公式P=ρgh，水的密度ρ为10³kg/m³，g的取值为9.8N/kg，可知，h为0.5m，因此，当本发明在水中下沉0.5m时，限位板10就可解除对平板11的限位，本发明的救生气囊就可进行充气，使儿童的胸部向上浮出水面，从而达到自动救援的作用；

当成人使用时，第二弹簧28弹性系数为784N/m，限位板向右移动0.025m时，此时，根据第二弹簧28的弹力公式F=kx，第二弹簧所受到的压力为F=19.6N；根据物体单位面积上的压强公式P=F/S，能够使活动板向右移动0.025m的水的压强为7840Pa;再根据液体压强公式P=ρgh，可知，h为0.8m，因此，当本发明在水中下沉0.8m时，本发明的救生气囊就可进行充气，使成人的胸部向上浮出水面，从而达到自动救援的作用。

本发明在使用时，救生气囊置于胸部前侧，固定带4套在使用者背部，充气机构位于使用者腰部后侧，两个承载带2分别环绕在腰部左右侧，救生气囊得以固定，救生气囊内的气体经气嘴32完全排出，两个第一魔术带3粘接固定带4，两个第二魔术带1粘接承载带2，能够保证排出气体的救生气囊完全贴合于使用者胸部前侧，减少对使用者游泳时的干扰；

当使用者在游泳的过程中发生溺水现象时，使用者在水中下沉，壳体12内充满水，使用者在水中下沉的过程中，根据P=ρgh，下降的越深，水中的压强越大，限位件上的活动板9在随着使用者下沉的过程中受到的压强逐渐增大，活动板9会带动限位板10朝着承载箱8的内部运动，当限位板10的左端位于平板11的右侧时，限位板10不再对平板11进行限位，连接杆13在第一弹簧14的作用下向上运动，连接在连接杆13上的活塞板15随着连接杆13向壳体12内部运动，活塞板15上的限位杆16随着活塞板15向上运动，活塞板15位于壳体12内时，活塞板15的侧面沿着壳体12内侧壁呈上下滑动状态，限位杆16上的压板23不再对阀门上的上横板24顶压；随着限位杆16的向上运动，挡水板22在第三弹簧25回复力的作用下向上运动不再封堵出水孔21，活塞板15在壳体12内向上运动的过程中将壳体12内的水经出水孔21排向承载带2内，承载带2的泡腾颗粒19遇水后产生大量的二氧化碳气体，挡杆26能够防止活塞板15高于出水孔21，防止二氧化碳溢出，二氧化碳气体通过第一单向阀18进入救生气囊内使救生气囊鼓起，救生气囊鼓起后至少能够将使用者的胸部浮出水面，并且使用者的头部仰面朝上露出水面，便于呼吸和呼救；

隔离网17的使用，能够使泡腾颗粒19在承载带2内分布均匀，分布均匀的泡腾颗粒19能够更快的和水反应生产二氧化碳气体；

本发明尤其适用于初学游泳者，为了能够重复利用，本发明的承载带2为可拆卸连接在前片体6和壳体12上。

本发明还可用于水上运动时替代救生衣的作用。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施例，在不违背本发明的精神即公开范围内，凡是对发明的技术方案进行多种等同或等效的变形或替换均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种防溺水救生装置，包括救生气囊，所述救生气囊为后片体（5）和前片体（6）边缘粘接构成的中空袋体，所述前片体（6）上连接有固定带（4），其特征在于，还包括连通救生气囊的充气机构；

所述充气机构包括驱动件、限位件和承载带（2），所述驱动件包括壳体（12）和活塞板（15），壳体（12）内设置有连接杆（13），连接杆（13）下端连接有活塞板（15）、上端贯穿壳体（12）顶板连接有平板（11），壳体（12）顶板和活塞板（15）之间连接有第一弹簧（14），所述壳体（12）左右侧板上部均设置有出水孔（21），出水孔（21）内侧的壳体（12）内安装有封堵或打开出水孔（21）的阀门，阀门的下端连接活塞板（15）的顶面；所述限位件包括承载箱（8）和活动板（9），承载箱（8）连接于平板（11）右侧的壳体（12）顶面，承载箱（8）内设置有沿承载箱（8）内壁呈水平滑动状态的活动板（9），活动板（9）和承载箱（8）的右侧板之间连接有第二弹簧（28），活动板（9）的左侧面水平连接有限位板（10），限位板（10）限位平板（11）向上运动；所述壳体（12）的左右侧对称连接有承载带（2），左侧的承载带（2）为一端开口的中空带体，承载带（2）封闭一端经第一单向阀（18）连通救生气囊左下部，承载带（2）开口一端连通壳体（12）左侧的出水孔（21），承载带（2）内填充有泡腾颗粒（19）。

2.根据权利要求1所述的一种防溺水救生装置，其特征在于，所述救生气囊的后片体（5）后侧面上部左右两端均连接第一魔术带（3），两个所述第一魔术带（3）自由端分别粘接固定带（4）的两端，救生气囊的后片体（5）后侧面下部左右两端均连接有第二魔术带（1），两个所述第二魔术带（1）自由端分别粘接两个承载带（2）。

3.根据权利要求1所述的一种防溺水救生装置，其特征在于，所述壳体（12）的外部后侧面上设置有缓冲垫（35），活塞板（15）的顶面连接有挡杆（26）。

4.根据权利要求1所述的一种防溺水救生装置，其特征在于，两个所述阀门分别和壳体（12）左右侧板上的出水孔（21）对应，左侧的阀门包括挡水板（22）和限位杆（16），挡水板（22）下端位于壳体（12）内、上端贯穿壳体（12）顶板，挡水板（22）的左侧面和壳体（12）的内部左侧面呈上下滑动状态，所述挡水板（22）的右侧面下端连接有下横板（20）、上端连接有上横板（24），所述下横板（20）和壳体（12）顶板之间连接有第三弹簧（25），所述限位杆（16）下端连接活塞板（15），限位杆（16）上端依次贯穿下横板（20）、壳体（12）顶板和上横板（24），限位杆（16）上端连接有压板（23）。

5.根据权利要求4所述的一种防溺水救生装置，其特征在于，所述平板（11）的顶面镶嵌有多个滚珠（30），当限位板（10）的底面左部和平板（11）上的滚珠（30）接触时，平板（11）的底面和壳体（12）的外顶面接触，第一弹簧（14）呈拉伸状态，活塞板（15）沿着壳体（12）的内侧壁向下滑动，带动限位杆（16）向下运动到极限状态，连接杆（13）下端伸出壳体（12）下端开口。

6.根据权利要求5所述的一种防溺水救生装置，其特征在于，所述活塞板（15）带动限位杆（16）向下运动到极限状态时，限位杆（16）上的压板（23）向下顶压上横板（24）接触壳体（12）外顶面，第三弹簧（25）呈拉伸状态，挡水板（22）封堵在对应的出水孔（21）内侧。

7.根据权利要求1所述的一种防溺水救生装置，其特征在于，所述承载箱（8）的右侧板上设置有通气孔，通气孔内设置有第二单向阀（29）。

8.根据权利要求1所述的一种防溺水救生装置，其特征在于，所述承载箱（8）的内部右侧面上连接有左端贯穿活动板（9）的横杆（27），横杆（27）的左端连接有挡板（7），所述第二弹簧（28）自然状态时，活动板（9）位于承载箱（8）的左端开口内，且与挡板（7）接触，所述限位板（10）的左部位于平板（11）上侧限制平板（11）向上运动。

9.根据权利要求8所述的一种防溺水救生装置，其特征在于，所述活动板（9）向右运动到极限状态时，限位板（10）的左端位于平板（11）的右侧。

10.根据权利要求1所述的一种防溺水救生装置，其特征在于，所述承载带（2）内自左向右间隔设置有多个隔离网（17），每相邻两个隔离网（17）之间构成容纳腔，每个容纳腔内均填充有泡腾颗粒（19）。