一种应对溺水的智能救生项圈

方峥 左景武

摘要：当前全球溺水事故形势严峻，为应对青少年溺亡危机、并在意外落水时能够及时提供救助，设计了一款可日常佩戴、具有报警功能的气囊式救生项圈。该项圈较为轻便，日常佩戴时不干扰正常活动，落水遇险时触发开关即可通过化学反应使气囊充气，将佩戴者头部托出水面，同时启动报警装置，发出声光报警信号、定位溺水者的位置，方便救援。

关键词：户外;溺水;救生;GPS定位;日常便携;项圈。

1.研究背景

溺水是世界各地非故意伤害死亡的第三大主因，每年溺亡人数逾36万例。卫生部统计数据显示，我国每年约有5.7万人死于溺水，其中56.04%为青少年儿童，这一群体的主要遇难原因是，暑期放假无人看管，不幸落水，没能及时得到救助。因而，需要重视溺水问题，为溺水儿童提供及时帮助的自助急救产品。

溺亡主要由淹没或浸入在液体中造成呼吸受阻所致。人在落水后吸入大量的水，水直接灌入肺部，使人呼吸受阻、缺氧和昏迷，在短短4到6分钟内就会导致死亡。当前的溺水急救产品主要集中于救生圈、充气腰带、救生背心、救生手环，救生浮筒等，但这些产品价格高昂、不可日常佩戴、不面向青少年儿童群体，都无法在暑期无人看顾的儿童意外落水时提供紧急救助。

因此，针对青少年群体设计了一款可日常佩戴、具有报警功能的救生项圈。当佩戴者遇险时，该项圈能够打开气囊、将溺水者的头部托出水面，同时自动报警，项圈将发出声光报警信号，并定位溺水者的位置发送给家长和警方，以更快的速度争取到紧急救援。

2.总体设计

2.1救援思路

在意外落水时，使用者按压2处开关，内部玻璃管破碎，化学药品混合产生大量气体，使气囊充气，产生约3L气体，

2.2产品结构

设计了一款可日常佩戴、具有报警功能的救生项圈。当佩戴者遇险时，该项圈能一种气囊式救生项圈，包括项圈连杆，项圈连杆设置有两个，两个项圈连杆的一端部与第一连接管的两端固定连接，两个项圈连杆的两一端与第二连接管的两端固定连接，项圈连杆侧表面开设槽内粘合固定有气囊，项圈连杆的中部设置有控制室，项圈连杆的两端设置有充气室，充气室的内部设置有充气组件，控制室的内部设置有电控组件，第一连接管表面安装有连接导管，且连接导管的两端分别与充气室和气囊连通。

充气组件包括充气室内部安装的电动液压伸缩杆和玻璃管，玻璃管为空心圆柱状。玻璃管的内部填充有双氧水溶液，充气室的内部放置有二氧化锰固态颗粒。

双氧水与二氧化锰的化学反应式：

2H2O2 ==2H2O+O2（MnO2）

其中H2O2物质的量0.276mol（34g/mol），O2物质的量0.138mol（3.1L），MnO2催化剂2g。

2.3硬件设计

电控组件包括电源、触发模块、GPRS模块、蜂鸣器模块、LED模块，电源、GPRS模块、蜂鸣器模块均固定在控制室的内表面，触发模块和LED模块固定在项圈连杆的外表面，且电源分别与触发模块、GPRS模块、蜂鸣器模块、LED模块、电动液压伸缩桿电连接。通过由电动液压伸缩杆和玻璃管组成的充气组件，同时玻璃管内填充有双氧水溶液，充气室的内部放置有二氧化锰固态颗粒，便于电动液压伸缩杆的输出端刺破玻璃管，使得二氧化锰催化双氧水反应，使得化学反应产生的氧气在充气室的内部聚集进而通过连接导管注入气囊的内部，提高了充气组件工作的稳定性，同时二氧化锰催化双氧水反应温和，且不产生有害物质。

通过由电源、触发模块、GPRS模块、蜂鸣器模块、LED模块构成的电控组件，同时电源、GPRS模块、蜂鸣器模块均固定在控制室的内表面，同时触发模块和LED模块安装在项圈连杆的外表面，便于用户在水下通过按压触发模块，使得电源对GPRS模块、蜂鸣器模块、LED模块、电动液压伸缩杆进行供电，便于GPRS模块通电后进行发送警报信号和定位信号，蜂鸣器模块通电后发出蜂鸣，LED模块通电后发光。

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第一作者： 方峥 女 2001.11 汉族 江西上饶 本科 学生 工业化科技产品的创新设计，产品与服务结合的体系设计

通讯作者简介：姓名：左景武 性别：男 出生年月：1981.08 民族：壮族 籍贯：广西来宾市象州县 学历：硕士研究生 职位职务：工业设计专业讲师 研究方向：产品形态设计，产品开发