本发明专利技术公开了一种基于心率判定的防溺水救生装置及其控制方法，涉及水上救援技术领域，包括救生机构、用于控制救生机构工作的控制机构及用于供能的电池；气瓶和气囊安装于具有防水功能的外壳内，外壳上对应气囊的位置设气囊开口，气囊封堵气囊开口；气瓶内部蓄存高压压缩气体或液化气体，其口部设有通气阀，并通过通气管与气囊连通，构成救生机构；外壳贴合人体颈部形态设置，电池设于外壳内。本发明专利技术以心率剧增作为判定溺水的依据，能够较好地适应个体的实际体质情况，判断准确率高、响应迅速，能及时地自动实现气囊的充气，冲鼓气囊并产生浮力，将使用者头部托出水面，保证使用者能够正常呼吸，进而确保使用者的生命安全。
【技术实现步骤摘要】
一种基于心率判定的防溺水救生装置及其控制方法
本专利技术涉及水上救援
，具体涉及一种防溺水救生装置其控制方法。
技术介绍
溺水是人淹没于水或其他液体介质中并受到伤害的状况。水或其他液体充满呼吸道和肺泡会引起缺氧窒息，吸收到血液循环的水会引起血液渗透压改变、电解质紊乱和组织损害，进而造成呼吸停止和心脏停搏，导致死亡或器官产生不可逆的损伤，严重影响溺水者的身体健康和生命安全。现有的防溺水装置虽能一定程度起到救生作用，但仍存在一些不足，如不适用于无自主救援能力婴幼儿及难以在使用者身体不适丧失自主救援能力时起到较好的救生作用；同时，人溺水和游泳的动作极为相似，外界无法准确判断入水者处于溺水或游泳状态，现有的救援装置无法向外界传达救援信号，不利于外界救援工作的进行。通过现有技术检索，存在以下已知的技术方案：现有技术1：加利福尼亚州Geek团队设计的kingii腕带式救生设备，由一个小型二氧化碳集气瓶、一个圆形气囊和一条橡胶腕组成，扳下手柄，高压气瓶可以瞬间释放大量气体以充满气囊。该现有技术只适用于使用者具有自主救援能力的情况，当使用者丧失自主救援能力时，无法实现救援效果。现有技术2：申请号：CN201711329863.3，申请日：2017.12.13，公开(公告)日：2018.06.19，该现有技术提供了一种基于化学原理的溺水自救手环，手环呈腕表状，包括壳体、腕带、气囊，还包括计时的钟表单元表芯，气囊叠放在壳体内，气囊内部密封包装有液体盐酸和干粉状碳酸氢钠，盐酸又是独立另封装软体袋子中，碳酸氢钠包覆在盐酸外部，钟表单元表芯也封装在壳体内，壳体表面有观察时间窗口；正常情况下，塑料盖通过卡扣将气囊封状在壳体内，使用者仅是当做腕表携带，做水上运动，溺水遇险状况下，需要自救时，手动按压或水压压迫塑料盖，使得包装盐酸的袋子破裂，盐酸与碳酸氢钠反应产生气体，导致气囊冲开塑料盖而漂浮至水面，从而将遇险者带出水面，简单轻便，安全可靠。但该现有技术的实施依赖于化学反应，其效果受反应物浓度、外界温度等客观条件的影响较大，设备工作的长期性、稳定性和可靠性较差。现有技术3：德国雷纳·菲克斯奇专利技术了一种安全气囊Ploota，传感器检测到使用者头部处于水下30秒之后，自动触发安全气囊的充气膨胀，将使用者头部抬至水面以上，也可以手动启动安全气囊以保证自身安全。但该现有技术判断溺水的指标不够及时准确，且无法满足个性化需求。通过以上的检索发现，以上技术方案没有影响本专利技术的新颖性；并且以上现有技术的相互组合没有破坏本专利技术的创造性。
技术实现思路
本专利技术正是为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种基于心率判定的防溺水救生装置及其控制方法。本专利技术为解决技术问题采用如下技术方案：一种基于心率判定的防溺水救生装置，包括救生机构、用于控制所述救生机构工作的控制机构及用于供能的电池；气瓶和气囊安装于具有防水功能的外壳内，所述外壳上对应所述气囊位置设气囊开口，所述气囊封堵所述气囊开口；所述气瓶内部蓄存高压压缩气体或液化气体，其口部设有通气阀，并通过通气管与所述气囊连通，构成所述救生机构；所述外壳贴合人体颈部形态设置，电池设于所述外壳内；所述控制机构包括数据连通的控制模块和心率传感器，所述心率传感器安装于所述外壳内侧，贴合使用者颈部皮肤设置，所述控制模块安装于所述外壳上；所述控制模块和所述心率传感器均与所述电池电性连接，所述通气阀与所述控制模块数据连通。进一步的，所述救生机构还包括设于所述外壳内的舵机，所述舵机与所述电池电性连接，并与所述控制模块数据连通。进一步的，所述控制机构还包括蜂鸣器、警示灯和显示屏，所述蜂鸣器、所述警示灯和所述显示屏安装于所述外壳外侧，并分别与所述电池电性连接及与所述控制模块数据连通。进一步的，所述救生机构还包括旋钮，所述旋钮安装于所述外壳外部，用于控制所述通气阀的开闭。进一步的，所述气囊的数量为至少两个，均布设于所述外壳外侧。进一步的，所述气瓶内蓄存有二氧化碳气体、氮气、氩气或氦气中的一种。进一步的，所述外壳呈设有开口的环型结构，套设于使用者颈部，所述开口处设有卡扣，并以所述卡扣卡合。进一步的，所述外壳和所述控制机构的外表面设有透明防水隔膜。进一步的，所述心率传感器为光电式心率传感器，所述控制模块为单片机电路板。用于控制上述防溺水救生装置的方法，包括以下步骤：步骤一，将气瓶正确安装至外壳上，使所述气瓶的口部与通气阀连通；步骤二，打开电源，通过控制模块设定安全心率，并将设定的安全心率显示于显示屏中；步骤三，将外壳佩戴于使用者颈部，使心率传感器贴合使用者颈部皮肤，随后，使用者正常入水；步骤四，所述心率传感器实时监测使用者的心率，并将心率数据传递至所述控制模块，所述控制模块以默认的间隔时间将心率数据传输至云端，并将其与安全心率进行比较：若实时心率＞安全心率，则所述制模块控制舵机打开所述通气阀，使气瓶内的气体经通气管充入单个或多个气囊内，冲鼓所述气囊并产生浮力，将使用者头部托出水面，保证使用者能够正常呼吸；与此同时，所述控制模块向云端发出报警信息，以便于救援工作的调度，蜂鸣器鸣响、警示灯闪烁，以形成醒目标的，便于工作人员救援；否则，重复执行步骤四，直至使用者关闭电源。本专利技术提供了一种基于心率判定的防溺水救生装置及其控制方法，具有以下有益效果：1、本专利技术以心率剧增作为判定溺水的依据，判断准确率高、响应迅速，能及时地自动实现气囊的充气，冲鼓气囊并产生浮力，将使用者头部托出水面，保证使用者能够正常呼吸，进而确保使用者的生命安全；2、本专利技术设有手动控制的旋钮，在使用者有自主救援能力时可通过旋钮手动实现气囊的冲鼓，进一步保障了使用者的身体健康和生命安全；3、本专利技术在气囊展开会后向云端传递救援信息，利于救援工作的调度，同时设有蜂鸣器和警示灯，便于救援人员定位救援目标，提高了救援效率；4、本专利技术可根据使用者的个体情况进行安全心率的设定，能够较好地适应个体的实际体质情况，同时结构简单、轻便，基本不影响水中作业及游泳体验，适用于个人水上运动及大型游泳场所监测管理等场合，具有良好的市场前景。附图说明图1为本专利技术的待机时的内部结构示意图；图2为本专利技术救生时的结构示意图。图中：1、救生机构，11、外壳，111、开口，112、卡扣，12、舵机，13、气瓶，14、通气管，15、气囊，16、旋钮，17、通气阀，18、透明防水隔膜；2、控制机构，21、控制模块，22、心率传感器，23、蜂鸣器，24、警示灯，25、显示屏；3、电池。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于心率判定的防溺水救生装置，其特征在于：包括救生机构(1)、用于控制所述救生机构(1)工作的控制机构(2)及用于供能的电池(3)；气瓶(12)和气囊(15)安装于具有防水功能的外壳(11)内，所述外壳(11)上对应所述气囊(15)的位置设气囊开口，所述气囊(15)封堵所述气囊开口；所述气瓶(12)内部蓄存高压压缩气体或液化气体，其口部设有通气阀(17)，并通过通气管(14)与所述气囊(15)连通，构成所述救生机构(1)；所述外壳(11)贴合人体颈部形态设置，电池(3)设于所述外壳(11)内；/n所述控制机构(2)包括数据连通的控制模块(21)和心率传感器(22)，所述心率传感器(22)安装于所述外壳(11)内侧，贴合使用者颈部皮肤设置，所述控制模块安装于所述外壳(11)上；所述控制模块(21)和所述心率传感器(22)均与所述电池(3)电性连接，所述通气阀(17)与所述控制模块(21)数据连通。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于心率判定的防溺水救生装置，其特征在于：包括救生机构(1)、用于控制所述救生机构(1)工作的控制机构(2)及用于供能的电池(3)；气瓶(12)和气囊(15)安装于具有防水功能的外壳(11)内，所述外壳(11)上对应所述气囊(15)的位置设气囊开口，所述气囊(15)封堵所述气囊开口；所述气瓶(12)内部蓄存高压压缩气体或液化气体，其口部设有通气阀(17)，并通过通气管(14)与所述气囊(15)连通，构成所述救生机构(1)；所述外壳(11)贴合人体颈部形态设置，电池(3)设于所述外壳(11)内；
所述控制机构(2)包括数据连通的控制模块(21)和心率传感器(22)，所述心率传感器(22)安装于所述外壳(11)内侧，贴合使用者颈部皮肤设置，所述控制模块安装于所述外壳(11)上；所述控制模块(21)和所述心率传感器(22)均与所述电池(3)电性连接，所述通气阀(17)与所述控制模块(21)数据连通。
2.根据权利要求1所述的一种基于心率判定的防溺水救生装置，其特征在于：所述救生机构(1)还包括设于所述外壳(11)内的舵机(12)，所述舵机(12)与所述电池(3)电性连接，并与所述控制模块(21)数据连通。
3.根据权利要求2所述的一种基于心率判定的防溺水救生装置，其特征在于：所述控制机构(2)还包括蜂鸣器(23)、警示灯(24)和显示屏(25)，所述蜂鸣器(23)、所述警示灯(24)和所述显示屏(25)安装于所述外壳(11)外侧，并分别与所述电池(3)电性连接及与所述控制模块(21)数据连通。
4.根据权利要求1所述的一种基于心率判定的防溺水救生装置，其特征在于：所述救生机构(1)还包括旋钮(16)，所述旋钮(16)安装于所述外壳(11)外部，用于控制所述通气阀(17)的开闭。
5.根据权利要求1所述的一种基于心率判定的防溺水救生装置，其特征在于：所述气囊(15)的数量为至少两个，均布设于所述外壳(11)外侧。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王艳巧，张国江，王延旋，谭龙，江雨溪，刘康，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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