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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 智能救生器
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 項(xiàng)目針對(duì)人員落水救生問(wèn)題設(shè)計(jì)。思路是改裝普通救生圈使具備動(dòng)力，經(jīng)遙控接近落水人員達(dá)到救生目的。呈十字形安置的兩組電機(jī)提供水平面的矢量動(dòng)力；每個(gè)電機(jī)牽引上下兩個(gè)螺旋槳，無(wú)視朝向保持動(dòng)力；前進(jìn)時(shí)兩電機(jī)同時(shí)工作，保證航向不偏離；配備燈具增強(qiáng)夜間作業(yè)能力。存在水中電機(jī)密封、電機(jī)和螺旋槳?jiǎng)恿鲃?dòng)、單片機(jī)開發(fā)、遙控控制難題。試驗(yàn)速度達(dá)到2-3 m/s，控制范圍達(dá)到方圓50m。
- 詳細(xì)介紹：
- 1、產(chǎn)品基本概況： 本產(chǎn)品名為智能救生器，制作過(guò)程中我們選取普通救生圈為原材料，根據(jù)救生圈的本身形狀、材料特點(diǎn)，在其工業(yè)設(shè)計(jì)上做出相應(yīng)改動(dòng)。兩組對(duì)置的呈十字形安置的電機(jī)及螺旋槳，為救生圈提供了水平面上的矢量動(dòng)力，而且利用遙控裝置控制使救生圈活動(dòng)靈活，在水流中可以盡量按照計(jì)劃的方向前進(jìn)，接近落水人員。 2、產(chǎn)品功能： 隨著航海事業(yè)的蓬勃發(fā)展，海上救生也漸漸成為大家所關(guān)注的焦點(diǎn)，但是據(jù)調(diào)查，現(xiàn)在的遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船上多數(shù)都沒(méi)有智能的救生設(shè)備，僅僅靠普通的救生圈，落水人員的生還幾率幾乎為零。我們所開發(fā)的智能救生器，是在普通救生器的基礎(chǔ)上加以改革，利用動(dòng)力，照明和遙控裝置確保救生器無(wú)論是在風(fēng)浪迭起的大海還是在烏云遮月的夜晚，都能準(zhǔn)確地鎖定落水人員并使其獲救。其中的動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)，我們將兩組對(duì)置的電機(jī)及螺旋槳呈十字形安置，每個(gè)電機(jī)同時(shí)牽引兩個(gè)螺旋槳，使救生圈無(wú)論哪一面朝上都能保持動(dòng)力，不必為朝向擔(dān)憂。 3、產(chǎn)品性能： （1）、產(chǎn)品的靈活性：兩組對(duì)置的電機(jī)及螺旋槳呈十字形安置，為救生圈提供了水平面上的矢量動(dòng)力，使救生圈活動(dòng)靈活，每個(gè)電機(jī)同時(shí)牽引兩個(gè)螺旋槳，使救生圈無(wú)論哪一面朝上都能保持動(dòng)力，不必為傾覆擔(dān)憂。前進(jìn)時(shí)兩個(gè)螺旋槳同時(shí)工作，拖拽救生圈前進(jìn)，保證了航向不偏離。 （2）、產(chǎn)品的易操作性：本產(chǎn)品采用四相輸出遙控器，由簡(jiǎn)單的四個(gè)鍵（A、B、C、D）控制救生器的航向。見附件flash。 4、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)組成： 救生器包括整體構(gòu)架，電源系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、遙控接收系統(tǒng)，及處理系統(tǒng)。接收器收到遙控器發(fā)出的信號(hào)，傳輸?shù)教幚硐到y(tǒng)，控制救生器靠近落水者。所有的數(shù)據(jù)處理及運(yùn)算都由單片機(jī)中的植入程序完成。電路板可由Protel設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)工廠加工成型。 5、產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)解決方案： 本產(chǎn)品開發(fā)時(shí)遇到的問(wèn)題有電機(jī)的密封性、控制器的智能性和整體的穩(wěn)定性。對(duì)于第一個(gè)問(wèn)題我們采用電機(jī)內(nèi)置方式，將電機(jī)密封于救生圈泡沫主體內(nèi)部，并采用密封軸承。由于設(shè)計(jì)中電機(jī)與了螺旋槳之間是垂直傳動(dòng)，而且傳動(dòng)裝置必須暴露于水中，所以我們特地采用了齒輪傳動(dòng)，這樣既保證了垂直傳動(dòng)，又避免了傳動(dòng)系統(tǒng)被水腐蝕。對(duì)于第二個(gè)問(wèn)題，我們采用以C語(yǔ)言寫進(jìn)程序的單片機(jī)為控制核心，信號(hào)由四相輸出遙控器輸入，并經(jīng)過(guò)多次程序改進(jìn)以確定控制器的各項(xiàng)數(shù)據(jù)已達(dá)到智能性。經(jīng)過(guò)多次實(shí)測(cè)，進(jìn)行了一些外形的改進(jìn)和程序的優(yōu)化，已經(jīng)可以達(dá)到穩(wěn)定工作的狀態(tài)。 6、產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r分析： 在科技產(chǎn)品越來(lái)越人性化的時(shí)代背景下每一個(gè)人的生命安全都是我們要關(guān)注的。 目前遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船上很少有這種智能救生器，幾乎全部都是普通的救生圈及救生艇，以至于使落水人員得不到及時(shí)救助而喪生。由于本產(chǎn)品的原材料都是市場(chǎng)上的低價(jià)物品且容易購(gòu)得，造價(jià)低廉，操作簡(jiǎn)單，方便批量生產(chǎn)。所以發(fā)展前景很是樂(lè)觀。 在日后的研發(fā)過(guò)程中我們還會(huì)繼續(xù)考慮在此基礎(chǔ)上不斷提高穩(wěn)定性和實(shí)用性，不斷創(chuàng)新，以使落水人員的生命得到更有力的保障，使我們的智能救生器更加有利于社會(huì)，有利于全人類。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：針對(duì)水上救生問(wèn)題設(shè)計(jì)，旨在提高落水人員生還率。目前航行在海上的船只，并沒(méi)有配備專門針對(duì)落水船員的有效救生設(shè)備。雖然船員落水幾率不是很大，但落水船員的生還率較低，尤其是在寒帶海域。同時(shí)陸上沿水地域也時(shí)常出現(xiàn)由于營(yíng)救人員不熟悉水性而同落水人員一道被吞沒(méi)的慘劇。為此我們?cè)O(shè)計(jì)了遙控動(dòng)力救生器以解決此問(wèn)題，提高落水人員生還率。 基本思路：將普通救生圈改裝，使其具備動(dòng)力，可以經(jīng)由船上或陸上人員遙控指揮控制其運(yùn)動(dòng)，接近落水人員，達(dá)到救生目的。 創(chuàng)新點(diǎn)：一、兩組對(duì)置的電機(jī)及螺旋槳呈十字形安置，為救生器提供了水平面上的矢量動(dòng)力，使救生器活動(dòng)靈活，可以盡量接近落水人員。二、每個(gè)電機(jī)同時(shí)牽引兩個(gè)螺旋槳，使救生器無(wú)論哪面朝上都能保持動(dòng)力，不必為吃水面擔(dān)憂。三、如附件中flash所示，前進(jìn)時(shí)兩個(gè)螺旋槳同時(shí)工作，拖拽救生器前進(jìn)，保證航向不偏離。四、救生器上配備燈具，使救生器具有了夜間作業(yè)能力。 技術(shù)關(guān)鍵：水中電機(jī)的密封、電機(jī)和螺旋槳之間的動(dòng)力傳動(dòng)以及單片機(jī)編程控制電路。我們采用了電機(jī)內(nèi)置方式，將電機(jī)密封于救生圈泡沫主體內(nèi)部，并采用密封軸承。由于設(shè)計(jì)中電機(jī)與了螺旋槳之間是垂直傳動(dòng)，而且傳動(dòng)裝置必須暴露于水中，所以我們特地采用了齒輪傳動(dòng)。這樣既保證了垂直傳動(dòng)，又避免了傳動(dòng)不足。單片機(jī)采用C語(yǔ)言開發(fā)，考慮了眾多可能出現(xiàn)的實(shí)際情況及時(shí)序問(wèn)題，并經(jīng)過(guò)多次實(shí)際測(cè)試寫就了程序。遙控器遙控器為四相輸出，由市場(chǎng)購(gòu)得。 技術(shù)指標(biāo)：模型在試驗(yàn)條件下，救生圈速度可以達(dá)到2-3 m/s，控制范圍為方圓50m左右。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 救生設(shè)備領(lǐng)域，除了眾所周知的普通救生圈，救生艇，救生筏，救生衣等無(wú)智能的救生設(shè)施，智能救生器鳳毛麟角，并且專門針對(duì)船員的智能救生器更是幾乎沒(méi)有，是我國(guó)海上救生服務(wù)業(yè)的一個(gè)漏洞。隨著航運(yùn)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，加之近年來(lái)又海難事故頻繁發(fā)生，海盜猖獗，船上人員的安全勢(shì)必成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。我們研制的智能救生器正是迎合時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)用前景十分樂(lè)觀。尤其是本產(chǎn)品造價(jià)低廉，容易操作且高智能化的特點(diǎn)，滿足了落水人員救生需求，定將擁有樂(lè)觀的市場(chǎng)前景。 具體先進(jìn)性：1.與普通救生圈相比，動(dòng)力遙控救生圈具有動(dòng)力性和可控性。2.采用模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。3.量產(chǎn)后流水線制造，造價(jià)低廉。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 智能救生器通過(guò)了我校學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目立項(xiàng)，享受項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)支持，為我校重點(diǎn)扶持項(xiàng)目。
作品所處階段
- 已經(jīng)做出模型
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 模型、圖片、錄像。
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明：發(fā)現(xiàn)人員落水時(shí)，從船邊向水中投擲救生圈，然后由船上人員遙控指揮救生圈靠近落水者。救生圈操作說(shuō)明詳見附件flash演示及其按鍵說(shuō)明。技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)：操作簡(jiǎn)單，行動(dòng)靈活，可靠性高，便于保養(yǎng)。適用范圍：遠(yuǎn)洋船只落水船員救生、江河救援中心救援、直升機(jī)搜救等。市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：本產(chǎn)品具有造價(jià)低廉，容易操作且高智能化的特點(diǎn)，滿足落水人員救生需求，定將擁有樂(lè)觀的市場(chǎng)前景。
同類課題研究水平概述
- 對(duì)于海上求生設(shè)備的研究，目前市場(chǎng)上還沒(méi)有這種智能的救生器，大家眾所周知的就是普通的救生圈，救生艇，救生筏，救生衣等無(wú)智能的救生設(shè)施。另外就是一些清潔海上油污染或者智能導(dǎo)航的設(shè)備，而對(duì)于這類的救生設(shè)備市場(chǎng)基本已經(jīng)飽和，并且專門針對(duì)船員的智能救生器更是幾乎沒(méi)有，所以這一領(lǐng)域是海上救生服務(wù)業(yè)的一個(gè)漏洞。 隨著我國(guó)乃至世界航運(yùn)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，遠(yuǎn)洋運(yùn)輸業(yè)已逐漸成為航運(yùn)界的主導(dǎo)力量，近年來(lái)又加海難事故頻繁發(fā)生，因此船上人員的安全也必將成為人們所關(guān)注的焦點(diǎn)。我們所研制的智能救生器正是迎合時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)用前景十分樂(lè)觀。尤其是本產(chǎn)品造價(jià)低廉，容易操作且高智能化的特點(diǎn)，滿足了當(dāng)代人們的需求，因此其定將占有未來(lái)的海上救生市場(chǎng)。 偉大的科學(xué)家愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)：若無(wú)某種大膽放肆的猜想，一般是不可能有知識(shí)的進(jìn)展。所以無(wú)論我們的研究成功與否，我們都在大膽的去想，大膽的去做，彼此之間積累了友誼也增長(zhǎng)了知識(shí)。
