臂环式水上智能救生机器人

臂环式水上智能救生机器人

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社会问题：因意外溺水死亡，在当今社会已屡见不鲜，越来越受到社会和人们的关注。据统计，全球每年因溺水而死亡的人数达35－40万人，其中25岁以下，占半数以上。我国在这方面的数据，也十分惊人，每年达12万人左右，其中0－14岁占50%以上，已成为青少年、儿童非正常死亡的头号杀手。

解决方案：人溺水时，黄金救援时间只有4分钟，基本上只能是身边人或自带救生设备，为此设计了一种由A-系统供气部分、B-系统智能控制部分和C-系统纳气部分所构成，具备日常无碍穿戴，可语音识别制动、拍压传感制动、液位传感制动以及触极导通制动等，并能够在人发生意外落水或在游泳等水上活动，发生危情时，瞬间智能启动伺候马达（或电磁单向阀）；导通输气管，使小钢瓶（1）内压缩二氧化碳气体，经临时储气室与输气管瞬间注入气囊中，使气囊瞬间鼓胀，成浮球状，带动遇险之人上浮脱险。

情景模式：模式一，水位（水深）信号变送模式，当溺水之人下沉至水下一定的水深或在一定的水深线上停留一定时间时；模式二，拍压信号变送模式，用力拍打救生装置时；模式三，语音识别模式，大声喊“救命”时；模式四，极板导通模式，设定为入水导通时；模式五，手动按键直启模式，按下手动按键时；电动按键直启模式，按下自动按键时；模式一二三四，由扩散硅液压传感器（9）、触极装置（13）、声控系统（14）、拍压传感器（21）所产生的临界模拟数据，经模数转换，及与相关外设的代码命令，瞬间智能启动伺候马达（或电磁单向阀），导通输气管，使小钢瓶（1）内压缩二氧化碳气体，经临时储气室与输气管瞬间注入气囊中，使气囊瞬间鼓胀，成浮球状，带动遇险之人上浮脱险。模式五六，为手动打开气阀或按下按键直接启动伺候马达（或电磁单向阀），导通输气管。

技术方案：各部分组合成一体，构成一个智能救生体系，A-系统供气部分， “胶囊”式联排小钢瓶（1），钢质，或碳纤维缠绕复合小气瓶（以下统称小钢瓶），内储压缩二氧化碳气体（2），并以小钢瓶气门芯（3）为纳气系统提供气源；B-系统智能控制部分，由临时储气室、执行器和控制器三部分组成，并分别封装于“胶囊”式瓶内；主要是智能启闭，控制联排小钢瓶（1）内的压缩二氧化碳（2）气体流入纳气系统；整体以单片机集成电路（12）为控制中心，由扩散硅液压传感器（9）、触极装置（13）、声控系统（14）、拍压传感器（21）检测并传递数据信号；由单片机集成电路（12）对数据进行处理，其中声控系统（14）中的语音识别装置能自行识别使用人声音，并结合单片机，执行相关指令；由电磁单向阀或伺候马达（18）根据单片机指令（12）执行气阀启闭，导通气管（7）命令；由液晶显示屏（10）即时显示温度、时间等；由声控系统（14）中的电铃及警示灯（22）发出警报。也可直接按下手动按键（8）打开分叉气管内气阀，或长按电源直启开关（16），导通气管，直接打开气囊（23）。C纳气系统，气囊（23），为丁腈橡胶等材质，折叠于气囊盒上，侧边具气门芯（24）；气囊气门芯（24）进气口与临时储气室（6）之间的通气管（7）路相接相通，兼具最大压力阀功能；系统纳气部分在结构上还可以上衣（静动脉式救生衣）和腰带形态存在。

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原理说明：1、水位（水深）信号变送模式，当人水上意外遇险时，由扩散硅液压传感器（9）传送水压感应数据，所产生的电压模拟量，与单片机内所产生的的参考电压，在其外设比较器模块中进行电压比较，并设置触发点，通过软件设计，输出电流，开启电磁单向阀（或伺候马达）（18）；小钢瓶（1）内压缩二氧化碳气体（2），经临时储气室（6）与输气管（7）瞬间注入气囊（23）中，使气囊瞬间鼓胀，成浮球状，带动遇险之人上浮脱险。2、拍压信号变送模式，当人水上意外遇险时，由拍压传感器传感器（21）传送拍压感应数据，所产生的电压模拟量，与单片机内所产生的的参考电压，在其外设比较器模块中进行电压比较，并设置触发点，通过软件设计，输出电流，开启电磁单向阀（或伺候马达）（18）；小钢瓶（1）内压缩二氧化碳气体（2），经临时储气室（6）与输气管（7）瞬间注入气囊（23）中，使气囊瞬间鼓胀，成浮球状，带动遇险之人上浮脱险。3、声控语音识别模式，当人水上意外遇险时，由声控传送系统（14）传送语音识别感应数据，所产生的电压模拟量，与单片机内所产生的的参考电压，在其外设比较器模块中进行电压比较，并设置触发点，通过软件设计，输出电流，开启电磁单向阀（或伺候马达）（18）；小钢瓶（1）内压缩二氧化碳气体（2），经临时储气室（6）与输气管（7）瞬间注入气囊（23）中，使气囊瞬间鼓胀，成浮球状，带动遇险之人上浮脱险。4、极板导通模式，当人意外落水时，由触极装置（13）传送感应数据，所产生的电压模拟量，与单片机内所产生的的参考电压，在其外设比较器模块中进行电压比较，并设置触发点，通过软件设计，输出电流，开启电磁单向阀（或伺候马达）（18）；小钢瓶（1）内压缩二氧化碳气体（2），经临时储气室（6）与输气管（7）瞬间注入气囊（23）中，使气囊瞬间鼓胀，成浮球状，带动遇险之人上浮脱险。5、手动按键直启模式，当人水上意外遇险时，直接按下位于执行器封装瓶（5）瓶顶的手动执行装置（8）按键，直接导通输气管（7），小钢瓶（1）内压缩二氧化碳气体（2），经临时储气室（6）与输气管（7）瞬间注入气囊（23）中，使气囊瞬间鼓胀，成浮球状，带动遇险之人上浮脱险。6、电动按键直启模式，当人水上意外遇险时，向外长按位于智能控制器封装瓶（4）后的电源开关（16）按键，直接开启电磁单向阀（或伺候马达）（18）；小钢瓶（1）内压缩二氧化碳气体（2），经临时储气室（6）与输气管（7）瞬间注入气囊（23）中，使气囊瞬间鼓胀，成浮球状，带动遇险之人上浮脱险。