一種應對溺水的智能救生項圈

方崢 左景武

摘要：當前全球溺水事故形勢嚴峻，為應對青少年溺亡危機、并在意外落水時能夠及時提供救助，設計了一款可日常佩戴、具有報警功能的氣囊式救生項圈。該項圈較為輕便，日常佩戴時不干擾正常活動，落水遇險時觸發開關即可通過化學反應使氣囊充氣，將佩戴者頭部托出水面，同時啟動報警裝置，發出聲光報警信號、定位溺水者的位置，方便救援。

關鍵詞：戶外;溺水;救生;GPS定位;日常便攜;項圈。

1.研究背景

溺水是世界各地非故意傷害死亡的第三大主因，每年溺亡人數逾36萬例。衛生部統計數據顯示，我國每年約有5.7萬人死于溺水，其中56.04%為青少年兒童，這一群體的主要遇難原因是，暑期放假無人看管，不幸落水，沒能及時得到救助。因而，需要重視溺水問題，為溺水兒童提供及時幫助的自助急救產品。

溺亡主要由淹沒或浸入在液體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分鐘內就會導致死亡。當前的溺水急救產品主要集中于救生圈、充氣腰帶、救生背心、救生手環，救生浮筒等，但這些產品價格高昂、不可日常佩戴、不面向青少年兒童群體，都無法在暑期無人看顧的兒童意外落水時提供緊急救助。

因此，針對青少年群體設計了一款可日常佩戴、具有報警功能的救生項圈。當佩戴者遇險時，該項圈能夠打開氣囊、將溺水者的頭部托出水面，同時自動報警，項圈將發出聲光報警信號，并定位溺水者的位置發送給家長和警方，以更快的速度爭取到緊急救援。

2.總體設計

2.1救援思路

在意外落水時，使用者按壓2處開關，內部玻璃管破碎，化學藥品混合產生大量氣體，使氣囊充氣，產生約3L氣體，

2.2產品結構

設計了一款可日常佩戴、具有報警功能的救生項圈。當佩戴者遇險時，該項圈能一種氣囊式救生項圈，包括項圈連桿，項圈連桿設置有兩個，兩個項圈連桿的一端部與第一連接管的兩端固定連接，兩個項圈連桿的兩一端與第二連接管的兩端固定連接，項圈連桿側表面開設槽內粘合固定有氣囊，項圈連桿的中部設置有控制室，項圈連桿的兩端設置有充氣室，充氣室的內部設置有充氣組件，控制室的內部設置有電控組件，第一連接管表面安裝有連接導管，且連接導管的兩端分別與充氣室和氣囊連通。

充氣組件包括充氣室內部安裝的電動液壓伸縮桿和玻璃管，玻璃管為空心圓柱狀。玻璃管的內部填充有雙氧水溶液，充氣室的內部放置有二氧化錳固態顆粒。

雙氧水與二氧化錳的化學反應式：

2H2O2 ==2H2O+O2（MnO2）

其中H2O2物質的量0.276mol（34g/mol），O2物質的量0.138mol（3.1L），MnO2催化劑2g。

2.3硬件設計

電控組件包括電源、觸發模塊、GPRS模塊、蜂鳴器模塊、LED模塊，電源、GPRS模塊、蜂鳴器模塊均固定在控制室的內表面，觸發模塊和LED模塊固定在項圈連桿的外表面，且電源分別與觸發模塊、GPRS模塊、蜂鳴器模塊、LED模塊、電動液壓伸縮桿電連接。通過由電動液壓伸縮桿和玻璃管組成的充氣組件，同時玻璃管內填充有雙氧水溶液，充氣室的內部放置有二氧化錳固態顆粒，便于電動液壓伸縮桿的輸出端刺破玻璃管，使得二氧化錳催化雙氧水反應，使得化學反應產生的氧氣在充氣室的內部聚集進而通過連接導管注入氣囊的內部，提高了充氣組件工作的穩定性，同時二氧化錳催化雙氧水反應溫和，且不產生有害物質。

通過由電源、觸發模塊、GPRS模塊、蜂鳴器模塊、LED模塊構成的電控組件，同時電源、GPRS模塊、蜂鳴器模塊均固定在控制室的內表面，同時觸發模塊和LED模塊安裝在項圈連桿的外表面，便于用戶在水下通過按壓觸發模塊，使得電源對GPRS模塊、蜂鳴器模塊、LED模塊、電動液壓伸縮桿進行供電，便于GPRS模塊通電后進行發送警報信號和定位信號，蜂鳴器模塊通電后發出蜂鳴，LED模塊通電后發光。

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第一作者： 方崢 女 2001.11 漢族 江西上饒 本科 學生 工業化科技產品的創新設計，產品與服務結合的體系設計

通訊作者簡介：姓名：左景武 性別：男 出生年月：1981.08 民族：壯族 籍貫：廣西來賓市象州縣 學歷：碩士研究生 職位職務：工業設計專業講師 研究方向：產品形態設計，產品開發