基本信息
- 项目名称：
- 智能救生器
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 项目针对人员落水救生问题设计。思路是改装普通救生圈使具备动力，经遥控接近落水人员达到救生目的。呈十字形安置的两组电机提供水平面的矢量动力；每个电机牵引上下两个螺旋桨，无视朝向保持动力；前进时两电机同时工作，保证航向不偏离；配备灯具增强夜间作业能力。存在水中电机密封、电机和螺旋桨动力传动、单片机开发、遥控控制难题。试验速度达到2-3 m/s，控制范围达到方圆50m。
- 详细介绍：
- 1、产品基本概况： 本产品名为智能救生器，制作过程中我们选取普通救生圈为原材料，根据救生圈的本身形状、材料特点，在其工业设计上做出相应改动。两组对置的呈十字形安置的电机及螺旋桨，为救生圈提供了水平面上的矢量动力，而且利用遥控装置控制使救生圈活动灵活，在水流中可以尽量按照计划的方向前进，接近落水人员。 2、产品功能： 随着航海事业的蓬勃发展，海上救生也渐渐成为大家所关注的焦点，但是据调查，现在的远洋运输船上多数都没有智能的救生设备，仅仅靠普通的救生圈，落水人员的生还几率几乎为零。我们所开发的智能救生器，是在普通救生器的基础上加以改革，利用动力，照明和遥控装置确保救生器无论是在风浪迭起的大海还是在乌云遮月的夜晚，都能准确地锁定落水人员并使其获救。其中的动力装置设计，我们将两组对置的电机及螺旋桨呈十字形安置，每个电机同时牵引两个螺旋桨，使救生圈无论哪一面朝上都能保持动力，不必为朝向担忧。 3、产品性能： （1）、产品的灵活性：两组对置的电机及螺旋桨呈十字形安置，为救生圈提供了水平面上的矢量动力，使救生圈活动灵活，每个电机同时牵引两个螺旋桨，使救生圈无论哪一面朝上都能保持动力，不必为倾覆担忧。前进时两个螺旋桨同时工作，拖拽救生圈前进，保证了航向不偏离。 （2）、产品的易操作性：本产品采用四相输出遥控器，由简单的四个键（A、B、C、D）控制救生器的航向。见附件flash。 4、产品的结构组成： 救生器包括整体构架，电源系统、动力系统、遥控接收系统，及处理系统。接收器收到遥控器发出的信号，传输到处理系统，控制救生器靠近落水者。所有的数据处理及运算都由单片机中的植入程序完成。电路板可由Protel设计，经过工厂加工成型。 5、产品关键技术解决方案： 本产品开发时遇到的问题有电机的密封性、控制器的智能性和整体的稳定性。对于第一个问题我们采用电机内置方式，将电机密封于救生圈泡沫主体内部，并采用密封轴承。由于设计中电机与了螺旋桨之间是垂直传动，而且传动装置必须暴露于水中，所以我们特地采用了齿轮传动，这样既保证了垂直传动，又避免了传动系统被水腐蚀。对于第二个问题，我们采用以C语言写进程序的单片机为控制核心，信号由四相输出遥控器输入，并经过多次程序改进以确定控制器的各项数据已达到智能性。经过多次实测，进行了一些外形的改进和程序的优化，已经可以达到稳定工作的状态。 6、产品技术发展状况分析： 在科技产品越来越人性化的时代背景下每一个人的生命安全都是我们要关注的。 目前远洋运输船上很少有这种智能救生器，几乎全部都是普通的救生圈及救生艇，以至于使落水人员得不到及时救助而丧生。由于本产品的原材料都是市场上的低价物品且容易购得，造价低廉，操作简单，方便批量生产。所以发展前景很是乐观。 在日后的研发过程中我们还会继续考虑在此基础上不断提高稳定性和实用性，不断创新，以使落水人员的生命得到更有力的保障，使我们的智能救生器更加有利于社会，有利于全人类。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：针对水上救生问题设计，旨在提高落水人员生还率。目前航行在海上的船只，并没有配备专门针对落水船员的有效救生设备。虽然船员落水几率不是很大，但落水船员的生还率较低，尤其是在寒带海域。同时陆上沿水地域也时常出现由于营救人员不熟悉水性而同落水人员一道被吞没的惨剧。为此我们设计了遥控动力救生器以解决此问题，提高落水人员生还率。 基本思路：将普通救生圈改装，使其具备动力，可以经由船上或陆上人员遥控指挥控制其运动，接近落水人员，达到救生目的。 创新点：一、两组对置的电机及螺旋桨呈十字形安置，为救生器提供了水平面上的矢量动力，使救生器活动灵活，可以尽量接近落水人员。二、每个电机同时牵引两个螺旋桨，使救生器无论哪面朝上都能保持动力，不必为吃水面担忧。三、如附件中flash所示，前进时两个螺旋桨同时工作，拖拽救生器前进，保证航向不偏离。四、救生器上配备灯具，使救生器具有了夜间作业能力。 技术关键：水中电机的密封、电机和螺旋桨之间的动力传动以及单片机编程控制电路。我们采用了电机内置方式，将电机密封于救生圈泡沫主体内部，并采用密封轴承。由于设计中电机与了螺旋桨之间是垂直传动，而且传动装置必须暴露于水中，所以我们特地采用了齿轮传动。这样既保证了垂直传动，又避免了传动不足。单片机采用C语言开发，考虑了众多可能出现的实际情况及时序问题，并经过多次实际测试写就了程序。遥控器遥控器为四相输出，由市场购得。 技术指标：模型在试验条件下，救生圈速度可以达到2-3 m/s，控制范围为方圆50m左右。
科学性、先进性
- 救生设备领域，除了众所周知的普通救生圈，救生艇，救生筏，救生衣等无智能的救生设施，智能救生器凤毛麟角，并且专门针对船员的智能救生器更是几乎没有，是我国海上救生服务业的一个漏洞。随着航运事业的蓬勃发展，加之近年来又海难事故频繁发生，海盗猖獗，船上人员的安全势必成为人们关注的焦点。我们研制的智能救生器正是迎合时代的发展趋势，应用前景十分乐观。尤其是本产品造价低廉，容易操作且高智能化的特点，满足了落水人员救生需求，定将拥有乐观的市场前景。 具体先进性：1.与普通救生圈相比，动力遥控救生圈具有动力性和可控性。2.采用模块化设计，结构简单。3.量产后流水线制造，造价低廉。
获奖情况及鉴定结果
- 智能救生器通过了我校学生科技创新项目立项，享受项目经费支持，为我校重点扶持项目。
作品所处阶段
- 已经做出模型
技术转让方式
- 专利转让
作品可展示的形式
- 模型、图片、录像。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：发现人员落水时，从船边向水中投掷救生圈，然后由船上人员遥控指挥救生圈靠近落水者。救生圈操作说明详见附件flash演示及其按键说明。技术特点及优势：操作简单，行动灵活，可靠性高，便于保养。适用范围：远洋船只落水船员救生、江河救援中心救援、直升机搜救等。市场分析和经济效益预测：本产品具有造价低廉，容易操作且高智能化的特点，满足落水人员救生需求，定将拥有乐观的市场前景。
同类课题研究水平概述
- 对于海上求生设备的研究，目前市场上还没有这种智能的救生器，大家众所周知的就是普通的救生圈，救生艇，救生筏，救生衣等无智能的救生设施。另外就是一些清洁海上油污染或者智能导航的设备，而对于这类的救生设备市场基本已经饱和，并且专门针对船员的智能救生器更是几乎没有，所以这一领域是海上救生服务业的一个漏洞。 随着我国乃至世界航运事业的蓬勃发展，远洋运输业已逐渐成为航运界的主导力量，近年来又加海难事故频繁发生，因此船上人员的安全也必将成为人们所关注的焦点。我们所研制的智能救生器正是迎合时代的发展趋势，应用前景十分乐观。尤其是本产品造价低廉，容易操作且高智能化的特点，满足了当代人们的需求，因此其定将占有未来的海上救生市场。 伟大的科学家爱因斯坦说过：若无某种大胆放肆的猜想，一般是不可能有知识的进展。所以无论我们的研究成功与否，我们都在大胆的去想，大胆的去做，彼此之间积累了友谊也增长了知识。
