專利名稱：自動充氣式溺水救生衣的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種監測游泳者潛水時間的裝置，用來判別游泳者是否處于溺水狀態，從而做出相應的動作。
背景技術：
目前，救生衣有很多種，有采用充氣行式的救生衣，有直截采用低密度的固體物質作為漂浮物質的救生衣，也有增加了一定具有自動救生裝置的救生衣，等等。各種不同的救生衣有著各自的優缺點，總的說來，現在的各種救生衣存在著體積大，安全系數不高這樣那樣的問題。
發明內容
為了克服現有的救生衣所存在的要么安全系數高但體積大，要么體積小，但安全性能得不到保證的缺點，本實用新型提供一種救生衣，該救生衣不僅體積小而且也能有效的保證其實施救生的及時性和準確性。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是該救生衣采充氣式形式，充氣氣囊被做成背心衣服狀，控制系統安裝在充氣氣囊的背面，控制系統主要包括定時裝置(包括延時器，潛水鏡，探針)，和相應的自動充氣裝置(包括儲氣容氣，容器閥門控制電路，報警系統，手動救生開關)，當游泳者潛水時，該定時裝置就開始啟動并開始計時，我們給該定時裝置設定了一個上限時間，只要計時值沒有達到這個上限時間，救生衣中自動充氣裝置就不會啟動對救生衣進行充氣，當這個計時值達到這個上限時間時，定時裝置就會發出啟動信號，啟動自動充氣裝置，從而實施自動救生。為了進一步提高救生的可靠性，該救生衣中也有手動救生開關。在實施手動救生時，只要按一下衣服前的按鈕即可。
本實用新型的有益效果是通過設定一定的潛水時間，不但能保證游動者的行動不受影響，而且也能有效的保證游泳在溺水時能夠及時的實現救生。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型的正面整體外觀圖。
圖2是本實用新型的背面整體外觀圖。
圖3是本實用新型中控制系統電路圖。
具體實施方式
如附
圖1、2所示，這兩幅圖是該救生衣的外觀布局，該救生衣總體分潛水眼鏡和衣服部分，在兩者之間由導線分別連接潛水鏡上的探針和衣服部分中的電路控制中心，使潛水鏡與衣服部分成為一個整體。電路的控制中心放在衣服的背面，衣服中有很多氣囊，在沒有充氣時折疊起來，各氣囊之間由導管相連使各氣囊相通，控制中心中的充氣裝置又與氣囊相接，主要負責必要時對氣囊充氣。救生衣的正面主要裝有報警器和應急開關，探針、報警器、應急開關，都與控制中心相連這幾部分共同構成一個控制系統。這就是衣服的外觀布局，當然在一些細節部分可以有一些變動，但要遵循簡單，輕便，小巧的原則。
如圖3所示的控制系統電路圖，該控制系統是實現該救生衣各種功能的核心部分，也是該救生衣獨特之所在。
如圖3，A、B為探針，對應著潛水鏡上的探針部分，T1、T2為增強型場效應管，圖中所畫為N溝道增強型場效應管，T3為三極管，C為電容，R1、R2、R3、R4、R5為電阻，D、E為電磁鐵，F為報警器，G為充氣裝置，I為充氣裝置中的過濾網，J為充氣裝置中的開關控制部分，K1為電路總開關，K2為應急開關，K3為開關。
該系統的工作原理如下在游泳之前打開開關K1即可。由于探針A、B并沒有相互接觸，所以整個電路并沒有導通運行，電路是幾乎沒有電流，由于探針A、B與潛水鏡相連，所以一般情況下探針A、B不會進入水中。當游泳者潛水時，同時探針A、B也會進入水中，此時探針A、B之間由于水的存在而使整個電路導通運行。此時對于T1，VGP約為0V，低于開啟電壓VT，T1的漏源之間電阻很大，可以說是斷路，對于T2，VGP＝0V，也低于開啟電壓VT，所以T2的漏源之間也不導通，漏極電流為0，因此T3并沒有工作，此時整個電路只有電源對電容C充電，使C兩端的電壓不斷的升高，而T2的g、p兩端與C相并聯，所以VGP也不斷的升高，如果在VGP還沒有升高到開啟電壓VT之前，潛水者頭部露出水面，則由于探針也會同時離開水面而使整個電路斷路，電源停止對電容C充電，然而此時T1的VGP在探針離開水面那一刻起，卻轉而大于開啟電壓VT，于是T1的漏源之間電阻變得很小，T1開始導通，于是電容C上已充的電量通過T1構成回路，將已充的電量放盡，于是電容C兩端的電壓回到0V。在這里T1充當開關的作用，探針進入水中，電路導通時，開關斷開，探針離開水，電路斷開時，開關閉合，這種電路能夠使游泳者自由的潛水，不受限制。
若游泳者由于某種原因溺水陷入險境，如果游泳者足夠冷靜，只要拉開衣服上的應急開關，即相應于控制系統電路圖中的開關K2即可。因為K2閉合時，電磁鐵D就會產生足夠強的磁場，吸引充氣裝置中的開關控制部分J，從而打開開關，使充氣裝置對氣囊充氣，從而達到救生的目的。
如果游泳者在遇險時慌慌張張不知道去拉開應急開關，由于溺水時探針A、B肯定在水中，電路也是導通的，電源不斷地對C充電，當經過一定時間后(一般為幾十秒)，C兩端的電壓，也即T2中VGP達到在于開啟電壓VT時，T2開始導通，于是T3的基極有電流，經放大后，在T3的發射極會產生足夠大的發射極電流，該電流使得電磁鐵E產生足夠強的磁場，吸引開關K3使K3閉合，于是使得報警器F電路導通，報警器開始報警，同時也使電磁鐵D的電路導通，從而打開充氣裝置對氣囊充氣使溺水者露出水面，達到及時自動救生的目的。電阻R5所在回路的作用在于保證溺水者露出水面后，仍能使電磁鐵E產生磁場吸引并閉合開關K3，使報警器能夠持續報警。
以上就是自動充氣式救生衣的工作原理，從整個電路上來看，探險針A、B起到信息采集作用，告訴控制系統游泳者頭部是在空氣中還是在水中，T1起到一個開關的作用，保證在適當的時候打開，在適當的時候閉合，R1、C、T2相當于構成一個計時電路，起到計時的作用，T3主要起到電流放大作用，去保證后面的電路開始工作，實現自動充氣并報警，從而達到及時救生的目的。
在救生衣成功進行一次救生后，可以再合上充氣裝置中的開關控制部分J，并向充氣裝置中重新充入足夠量氣體，作下一次救生之用，保證救生衣的救生系統能夠重復使用。
從總體外觀上來看，該救生衣具有美觀、大方、體積小、不影響游泳者的行動。從救生形式上來看，該救生衣具有兩重救生途徑--即自動和手動兩種，并同時具有報警功能，且救生速度快而及時。
從成本上來看，由于控制系統電路簡單，需要電子器件少，所以成本較低，制造容易。但它的實用性很強，不但集合了目前已有的救生衣大部分的優點和功能，而且還具有自己獨特的方面，所以很有市場前景。
控制系統各電子器件的選擇標準對于T1、T2要求開啟電壓VT在2V左右，當T1、T2的VGP低于VT時，漏源之間的電阻幾乎趨于無窮，而且要求電阻變動較小。在VGP大于VT時，要求漏源之間電阻小，且變動較大。要求T1的漏源之間允許通過的最大漏極電流TD較大，且要求T1的g、p兩極之間的電容很小。
對于電源，要求其輸出電壓U大于T1和T2的各開啟電壓之和。而且為了減小體積，電源選用扣式電池最好。
對于T3，要求集電極-發射極反向飽和電流ICEO很小，電流放大倍數高，且集電極最大允許電流ICM大即可。
對于電容C和電阻R1，要求相關參數較大，保證時間常數t＝R1×C在幾十秒的范圍上。因為由公式VT≈Ut/R1×C，其中VT為T2的開啟電壓，U為電源的輸出電壓，t為潛水時間。而VT和U都是定值，所以要保證有足夠的潛水時間t，而又不讓系統啟動充氣裝置，只有合理的選擇R1×C的值，去保證這一點，至于R1×C具體應為多少，由具體情況而定。
電阻R2、R3、R4、R5是為了保證電路安全運行，具體值視具體情況而定。
對于電磁鐵E、D要求能夠產生足夠的磁場強度。
對于充氣裝置內部容器，要求具有二到三升的容量，且內部開關控制部分要求反應靈敏。
對于報警器要求功率輸出大。
對于整個控制系統要求體積小，對氣囊充氣速度快，且密封性好。
權利要求1.一種自動充氣式溺水救生衣，主體主要由潛水眼鏡和衣服部分構成，其特征是潛水眼鏡和衣服部分之間由兩根導線將潛水鏡上的探針與衣服上的控制中心連接起來，衣服的背面裝有控制中心，正面裝有報警器和應急開關，探針、報警器、應急開關都與控制中心相連。
專利摘要自動充氣式溺水救生衣采用充氣式形式，充氣氣囊被做成背心衣服狀，控制系統安裝在充氣氣囊的背面，控制系統主要包括定時裝置，和相應的自動充氣裝置。其中定時裝置又包括延時電路、探針、潛水鏡，探針被固定在潛水鏡上，延時電路通過導線與探針相連。自動充氣裝置包括儲氣容氣、容器閥門控制電路、報警系統、手動救生開關，閥門控制電路控制閥門的開與關，和報警系統的啟動與關閉。容器閥門通過導氣管與氣囊相連，手動救生開關也具有閥門控制電路同樣的功能。報警系統中的揚聲器和手動救生開關都安裝在背心狀氣囊的前面。
文檔編號B63C9/18GK2913177SQ200520052009
公開日2007年6月20日 申請日期2005年9月26日 優先權日2005年9月26日
發明者何仁生, 高雪杰, 陳小林 申請人:湖南大學